4.1 .1Sơ đồ chân ECU động cơ
4.3 Kiểm tra tín hiệu của các cảm biến
4.3.1 Kiểm tra cảm biến đo gió
40
Hình 4.8: Tín hiệu cảm biến đo gió ở tốc độ idle
Nhận xét:
- Để xác định tải, ECU dựa vào tín hiệu áp suất trên đường ống nạp hoặc tín hiệu lượng khí nạp.
- Cảm biến gió là cảm biến cơ bản, thiếu cảm biến này động cơ vẫn có thể hoạt động ở chế độ khơng tải, nhưng khi tăng tải đột ngột động cơ sẽ ngừng hoạt động.
4.3.2 Cảm biến vị trí trục khuỷu (Tín hiệu NE)
Đo chân NE+, NE-.
Hình 4.9: Tín hiệu cảm biến NE
Nhận xét:
- Tín hiệu NE xuất ra 34 xung dạng hình sin cho mỗi vịng quay. - Điện áp là 10,75 V.
41
- Cảm biến góc quay trục khuỷu là cảm biến cơ bản, thiếu cảm biến này động cơ sẽ không hoạt động.
4.3.3 Cảm biến vị trí trục cam (Tín hiệu G)
Đo chân G2, NE-.
Hình 4.10: Tín hiệu cảm biến truc cam
Nhận xét:
- Tín hiệu G2 xuất ra 3 xung dạng hình sin cho mỗi vịng quay. - Điện áp là 5,25 V.
- Báo cho ECU biết vị trí điểm chết trên.
4.3.4 Cảm biến vị trí bướm ga (Tín hiệu IDL, VTA)
Đo chân VTA, mass.
Hình 4.11: Tín hiệu chân VTA của cảm biến bướm ga
42
Khi cánh bướm ga mở, con trượt trượt dọc theo điện trở và tạo ra điện áp tăng dần tuyến tính ở cực VTA tương ứng với góc mở cánh bướm ga.
- Tốc độ idle: điện áo 0,8 V. - Tốc độ 6000 vòng/ phút: 1,4 V.
4.3.5 Cảm biến kích nổ (Tín hiệu KNK)
Đo chân KNK, mass.
Hình 4.12: Tín hiệu cảm biến kích nổ
Nhận xét:
- Khi xảy ra kích nổ: điện áp tín hiệu 0,732 V.
- ECU động cơ nhận tín hiệu KNK và làm trễ thời điểm đánh lửa nhằm ngăn chặn hiện tượng kích nổ xảy ra, đến lúc ECU động cơ nhận thấy tiếng gõ kết thúc thì nó sẽ điều chỉnh thời điểm đánh lửa sớm trở lại sau khoảng thời gian nhất định.
4.3.6 Cảm biến Oxy (Tín hiệu Oxy)
43
Hình 4.13: Tín hiệu cảm biến oxy
- ECU sử dụng tín hiệu này của cảm biến oxy để tăng hay giảm lượng phun nhằm giữ cho tỷ lệ xăng và khơng khí ln đạt gần lý tưởng ở mọi chế độ làm việc của động cơ.
4.4 Kiểm tra các bộ phận chấp hành 4.4.1 Van VVT-i
Đo chân OCV+, E2.
Hình 4.14: Tín hiệu OCV+ khiđộng cơ chưa nổ máy (bật ON)
Nhận xét:
44
- Thời gian mở van: 0,525 ms. - Chu kì: 5,150 ms.
Hình 4.15: Tín hiệu OCV+ khi động cơ ở chế độ idle
Nhận xét: Tốc độ idle:
- Thời gian mở van: 1,250 ms. - Chu kì: 5,150 ms.
45
Hình 4.16: Tín hiệu OCV+ khi động cơ ở tốc độ 4000 vòng/phút
Nhận xét:
Khi động cơ ở tốc độ 4000 vòng/phút: - Thời gian mở van: 0,425 ms.
- Chu kì: 5,150 ms.
4.4.2 Van ISC
Đo chân RSO, mass.
Hình 4.17: Tín hiệu RSO cơng tắc máy ở vị trí ON
Nhận xét: Công tắc ON: - Điện áp: 9,8 V. - Tần số: 245 Hz. - W ( độ rộng xung): 2,6 ms. Tốc độ Idle: - Tần số: 245 Hz. - W ( độ rộng xung): 3ms. 4.4.3 Kim phun
46
Hình 4.18: Tín hiệu điều khiển kim phun
Nhận xét:
- Kim phun được điều khiển bởi ECU động cơ.
- Điện áp chân #1 bằng điện áp bình ắc quy khi kim phun đóng. - Điện áp chân #1 gần bằng 0V khi kim phun mở phun nhiên liệu.
47
4.4.4 Tín hiệu đánh lửa
Kiểm tra chân IGT, mass.
Hình 4.19: Tín hiệu IGT, IGF (ở chế độ idle)
Tín hiệu IGT:
- Độ rộng xung trong khoảng 3 - 4 ms.
- Tín hiệu điện áp phát ra cao nhất là 4,083 V.
Khi đã xác định được thời điểm đánh lửa, ECU động cơ gửi tín hiệu IGT đến IC đánh lửa. Trong khi tín hiệu IGT được chuyển đến để bật IC đánh lửa, dòng điện sơ cấp chạy vào cuộn dây đánh lửa này. Trong khi tín hiệu IGT tắt đi, dòng điện sơ cấp đến cuộn dây đánh lửa sẽ bị ngắt.
Tín hiệu IGT được bật ON ngay trước khi thời điểm đánh lửa được bộ vi xử lý trong ECU động cơ tính tốn, và sau đó tắt đi. Khi tín hiệu IGT bị ngắt, các bugi sẽ đánh lửa.
Tín hiệu IGF:
- Tín hiệu điện áp phát ra cao nhất là 4,333 V.
Khi ECU động cơ nhận được tín hiệu IGF nó xác định rằng việc đánh lửa đã xảy ra.(Tuy nhiên điều này khơng có nghĩa là thực sự đã có đánh lửa). Nếu ECU động
48
cơ khơng nhận được tín hiệu IGF, chức năng chẩn đoán sẽ vận hành và một DTC được lưu trong ECU động cơ và chức năng an toàn sẽ hoạt động và làm ngừng phun nhiên liệu.
4.5 Kiểm tra một số chân còn lại từ hộp ECU 4.5.1 Tín hiệu chân ALT 4.5.1 Tín hiệu chân ALT
Đo chân ALT, mass.
- 0 V khi bật ON động cơ chưa hoạt động.
- 12 V khi động cơ đang hoạt động để nạp điện cho ắc quy và một số thiết bị điện khác đang hoạt động.
4.5.2 Tín hiệu chân FC
Đo chân FC, mass.
- 0 V khi bơm nhiên liệu làm việc.
- 12 V khi bơm nhiên liệu ngưng làm việc..
4.5.3 Tín hiệu chân TACO
Đo chân TACO, mass.
Hình 4.20: Tín hiệu TACO
49
- Tín hiệu TACO có dạng xung vuông giống với IGT là tín hiệu quan trọng để báo tốc độ động cơ.
4.5.4 Tín hiệu chân FAN1
Đo chân FAN1, mass.
Hình 4.21: Sơ đồ mạch diện quạt làm mát
Khi động cơ đang hoạt động (hoặc khóa điện bật ON) điện áp chân FAN1 và E1 động cơ:
- Điện áp có giá trị 9 - 14 V. Quạt chưa quay.
- Điện áp có giá trị 0 V. Quạt quay (cảm biến nhiệt độ nước gửi tín hiệu về ECU động cơ cần được làm mát)
4.6 Phân tích các yếu tố ảnh đến phương pháp điều khiển đánh lửa trên động cơ TOYOTA YARIS 1SZ-FE TOYOTA YARIS 1SZ-FE
4.6.1 Hiệu chỉnh ổn định không tải
Van điều chỉnh tốc độ không tải ISC làm thay đổi lượng khơng khí dẫn đến thay đổi lượng phun, thay đổi tốc độ động cơ cũng như thay đổi thời điểm đánh lửa
Khi động cơ ở chế độ khơng tải thì sẽ dao động ở tốc độ không tải chuẩn, ECU động cơ sẽ điều chỉnh thời điểm đánh lửa để ổn định tốc độ động cơ. Nếu tốc độ động cơ giảm xuống thấp hơn tốc độ chuẩn ECU sẽ điều chỉnh cho góc đánh lửa sớm lên, và khi tốc độ động cơ quá cao ECU động cơ sẽ làm giảm góc đánh lửa sớm.
50
4.6.2 Ảnh hưởng của tốc độ động cơ đến góc đánh lửa
Bảng 4.7: Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ động cơ đến góc đánh lửa
Do hạn chế kinh phí và thời gian có hạn nên chúng em chỉ khảo sát đến 3600 vịng/phút.
Hình 4.22: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của tốc độ động cơ đến góc đánh lửa
Nhận xét:
- Do tỉ số nén cao, buồng đốt có nhiều muội than, sử dụng nhiên liệu xăng 92 có trị số octan thấp hơn tiêu chuẩn nhà sản xuất dẫn đến kích nổ ở 3600 vịng/phút.
- Góc đánh lửa thay đổi theo tốc độ động cơ.
- Tốc độ động cơ càng nhanh góc đánh lửa sớm càng lớn.
- Đến mức tốc độ 3600 vòng/phút góc đánh lửa muộn lại để bảo vệ động cơ.
4.6.3 Ảnh hưởng nhiệt độ nước làm mát đến góc đánh lửa sớm và điện áp chân THW
Tiến hành cho động cơ chạy ở một mức ga cố định ở mức 2950 vòng/ phút, xét sự thay đổi nhiệt độ nước làm mát đến góc đánh lửa sớm và điện áp chân THW.
51
Bảng 4.8: Khảo sát ảnh hưởng điện trở của cảm biến THW đến góc đánh lửa và điện áp chân THW
Hình 4.23: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng điện trở của cảm biến THW đến góc
đánh lửa và điện áp chân THW Nhận xét:
- Khi nhiệt độ nước làm mát thấp, tốc độ động cơ tăng lên để động cơ đạt đến nhiệt độ làm việc lý tưởng.
- Khi nhiệt độ động cơ tăng lên cao, tốc độ động cơ được giữ ổn định.
- Điện áp cảm biến THW cùng tăng giảm với sự tăng giảm điện trở trong cảm biến THW. Hay điện trở giảm khi nhiệt độ nước làm mát tăng và ngược lại.
52
4.6.4 Ảnh hưởng điện áp của cảm biến oxy với góc đánh lửa sớm và tốc độ động cơ
- ECU sẽ đánh giá tình hình dựa trên điện áp từ cảm biến oxy và điều khiển thời điểm phun xăng phù hợp. Vì vậy, nếu cảm biến oxy hoạt động không chuẩn, ECU sẽ không thể điều khiển tỉ lệ khơng khí - xăng chính xác. Ảnh hưởng lớn tới tốc độ cũng như góc đánh lửa sớm.
4.6.5 Ảnh hưởng điện áp của cảm biến kích nổ với góc đánh lửa sớm và tốc độ động cơ
- Hệ thống đánh lửa điều khiển làm giảm góc đánh lửa sớm khi kích nổ, khi cảm biến phát hiện có kích nổ thì điều khiển cho thời điểm đánh lửa muộn, cịn khi khơng phát hiện ra kích nổ nữa thì điều khiển cho thời điểm đánh lửa sớm hơn.
- Bằng cách ngăn ngừa kích nổ như vậy, hệ thống này bảo vệ động cơ.
4.6.6 Ảnh hưởng của điện cực bugi đến hệ thống đánh lửa 4.6.6.1 Khe hở điện cực và điện áp yêu cầu
Hình 4.24: Khe hở điện cực và điện cực bugi
- Khi bugi bị ăn mịn thì khe hở giữa các điện cực tăng lên, và động cơ có thể bỏ máy. Khi khe hở giữa cực trung tâm và cực tiếp đất tăng lên, sự phóng tia lửa giữa các điện cực trở nên khó khăn. Do đó, cần có một điện áp lớn hơn để phóng tia lửa. Vì vậy cần phải định kỳ điều chỉnh khe hở điện cực hoặc thay thế bugi.
53
4.6.6.2 Hình dáng điện cực và đặc tính phóng điện
Hình 4.25: Hình dáng điện cực và đặc tính phóng điện
- Các điện cực trịn khó phóng điện, trong khi đó các điện cực vng hoặc nhọn lại dễ phóng điện. Qua quá trình sử dụng lâu dài, các điện cực bị làm trịn dần và trở nên khó đánh lửa. Vì vậy, cần phải thay thế bugi. Các buji có điện cực mảnh và nhọn thì phóng điện dễ hơn. Tuy nhiên, những điện cực như thế sẽ chống mòn và tuổi thọ của bugi sẽ ngắn hơn. Vì thế, một số bugi có các điện cực được hàn đắp platin hoặc iridium để chóng mịn. Chúng được gọi là các bugi có cực platin hoặc iridium.
4.6.7 Ảnh hưởng của chất lượng nhiên liệu đối với hệ thống đánh lửa
- Trị số octan là một chỉ tiêu rất quan trọng của nhiên liệu, khi dùng nhiên liệu có trị số octan thấp hơn so với quy định của nhà chế tạo sẽ gây ra hiện tượng kích nổ làm giảm cơng suất của động cơ, nóng máy, gây mài mòn các chi tiết máy, tạo khói đen gây ô nhiễm môi trường. Ngược lại nếu dùng nhiên liệu có trị số octan cao q sẽ gây lãng phí.
- Điều quan trọng là phải dùng nhiên liệu đúng theo yêu cầu của nhà chế tạo, cụ thể là theo đúng tỷ số nén của động cơ, khi tỷ số nén lớn thì yêu cầu trị số octan lớn và ngược lại.
54
4.7 Chẩn đốn và khắc phục hư hỏng theo tín hiệu đèn check
Ngồi những chức năng như điều chỉnh góc đánh lửa, thời điểm đánh lửa, điều chỉnh lượng phun nhiên liệu... ECU của động cơ cịn có khả năng lưu và tự chẩn đốn các hư hỏng trong hệ thống điều khiển điện tử. Khi phát hiện một sự cố hay hư hỏng nào của động cơ thì ECU sẽ ghi lại sự cố đó vào bộ nhớ dưới dạng mã hư hỏng, mã hư hỏng này được lưu lại và khơng bị xố khi tắt khoá điện.
Trên động cơ hay trên xe có bố trí đèn "Check Engine" để báo sự cố và các giắc cắm kiểm tra.
Đèn báo kiểm tra động cơ sẽ sáng lên khi bật cơng tắc sang vị trí ON và khơng khởi động động cơ.
Hình 4.26: Biểu tượng đèn “check engine” trên tableau
- Đèn Check Engine được bố trí trên đồng hồ, bên cạnh tay lái. Khi mới bật khoá điện đèn sẽ sáng để báo cho lái xe biết nó vẫn cịn hoạt động, khi động cơ quay trên 650 vòng/phút đèn sẽ tự tắt đi. Chức năng của đèn Check Engine:
- Tự kiểm tra hoạt động của đèn.
- Báo lỗi khi xe gặp sự cố (khi động cơ quay lớn hơn 650 vòng/phút) đèn sẽ tắt khi tình trạng trở lại bình thường.
- Chức năng báo mã chẩn đoán: Các mã chẩn đoán được phát ra khi động cơ gặp sự cố, mã được phát theo thứ tự từ nhỏ đến lớn, số lần nháy của đèn bằng với số mã lỗi.
- Để xác định nhanh chóng hiệu quả và chính xác nguyên nhân hư hỏng của động cơ ta cần phải thực hiện theo quy trình chẩn đốn sau:
55
- Điện thế ắc quy cung cấp cho hệ thống tối thiểu là 11 V. - Tay số ở vị trí số khơng.
- Tắt các trang thiết bị phụ trên máy.
- Bướm ga ở vị trí đóng hồn tồn (tiếp điểm không tải ngắt). - Bật khố điện ở vị trí ON (khơng nổ máy).
Trên giắc kiểm tra dùng dụng cụ nối tắt SST để nối tắt cực TC (cực kiểm tra) với cực E2 (cực nối đất của ECU).Sau đó đọc số lần nháy của đèn Check Engine.
- Nếu động cơ hoạt động bình thường đèn sẽ nháy đều đặn, bật 2 lần và tắt 2 lần trong một giây. Mã tương ứng với chế độ hoạt động bình thường như hình 4.27.
Hình 4.27: Đèn Check Engine khơng báo lỗi
- Nếu hệ thống có sự cố đèn sẽ nháy theo những nhịp khác nhau tương ứng với từng mã đã được quy định.
Ví dụ hình dưới đây là kiểu nháy của đèn Check Engine cho mã 12 và 31.
56
Đèn sẽ nháy số lần bằng với mã hư hỏng, nó sẽ tắt trong khoảng thời gian như sau:
- Giữa chữ số đầu tiên và chữ số thứ 2 của cùng một mã là 1,5 s. - Giữa mã thứ nhất và mã tiếp theo là 2,5 s.
- Nếu khơng cịn sự cố nào nữa đèn sẽ tắt 4,5 s sau đó lại lặp lại từ đầu các mã đã phát trước đó cho đến khi tháo dụng cụ nối tắt giữa cực TC và E2 ra thì đèn sẽ hết nháy.
- Nếu có nhiều lỗi xảy ra trong hệ thống đèn sẽ phát ra các ma từ nhỏ đến lớn.
Số mã Nhịp đèn báo Hư hỏng -- Bình thường 12 Tín hiệu G và NE 13 Tín hiệu NE 14 Đánh lửa IGT 15 Tín hiệu IGF 17 Tín hiệu G 21 Cảm biến Oxy
57
22
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 24 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 25 Hịa khí nghèo 26 Hịa khí giàu 27 Cảm biến oxy thứ 2 31
Cảm biến đo gió
41 Cảm biến vị trí bướm ga 42 Cảm biến tốc độ xe 43 Tín hiệu khởi động 51
Điều hịa nhiệt độ
52
58
55
Cảm biến kích nổ số hai
71
Cảm biến van EVG
Bảng 4.9: Bảng mã chẩn đốn hư hỏng của động cơ 1SZ-FE
Cách xóa mã lỗi
- Bật cơng tắc máy sang vị trí OFF. - Tháo cọc âm ắc quy ít nhất là 30 giây. - Cho động cơ chạy và kiểm tra lại.
59
Chương 5
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1 Kết luận
Sau thời gian thực hiện đề tài “Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến phương pháp điều khiển hệ thống đánh lửa trên động cơ TOYOTA YARIS 1SZ-FE”, chúng em đã tiếp thu được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báo trong việc khảo sát động cơ TOYOTA YARIS 1SZ-FE.
Trong đề tài này em đi sâu tìm hiểu nguyên lý làm việc của các loại cảm biến, các yếu tố ảnh hưởng tính năng hoạt động của hệ thống đánh lửa trên động cơ.
Trọng tâm của đề tài trình bày các yếu tố ảnh hưởng đến phương pháp điều