CHƯƠNG 2 : HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ
2.5 Các tín hiệu đầu vào
2.5.11 Tín hiệu tốc độ xe (SPD)
Cảm biến tốc độ xe sử dụng loại cảm biến Hall, được lắp ở đi hộp số để gửi tín hiệu tốc độ xe (dạng xung) về đồng hồ tốc độ xe và từ đồng hồ tốc độ xe tín hiệu tốc độ này được gửi đến ECM để báo tín hiệu tốc độ xe cho ECM để điều khiển cắt phun nhiên liệu khi giảm tốc độ xe nhằm tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí xả ơ nhiễm [5].
2.5.12. Tín hiệu cơng tắc đèn phanh (STP, ST1)
Cơng tắc đèn phanh gửi tín hiệu có hay khơng đạp phanh về cho ECM dưới dạng điện áp. Công tắc phát hiện đạp phanh là loại cơng tắc kép nhằm giúp ECM theo dõi tình trạng và xác định hư hỏng cơng tắc chính xác hơn [5].
Hình 2.1 Mạch cơng tắc đèn phanh
2.5.13. Tín hiệu áp suất tuabin tăng áp (PIM)
Cảm biến này dùng để phát hiện áp suất tăng áp của tua bin tăng áp và gửi tín hiệu này về ECM để ECM điều khiển áp suất tăng áp. Cảm biến này sử dụng cùng loại với cảm biến đo chân không đường ống nạp (MAP sensor) trong hệ thống điều khiển phun xăng [8] [5]..
Hình 2.1 Cảm biến áp suất tăng áp
Khi bật khóa điện ON, ECM cấp nguồn đến cảm biến qua chân VC-E2, khi áp suất đường ống nạp thay đổi, lực tác dụng lên chip silicon trong cảm biến thay đổi tín hiệu ra PIM sẽ thay đổi theo sự thay đổi áp suất đường ống nạp.
Hình 2.2 Sơ đồ mạch cảm biến và tín hiệu điện áp ra
Bảng 2.1 Giá trị hoạt động cảm biến áp suất tăng áp
CẤP CHÂN KHÔNG ĐIỆN ÁP SỤT XUỐNG
13.3 kPa (100 mmHg, 3.94 in.Hg) 0.1 đến 0.4 V 26.6 kPa (199 mmHg, 7.85 in.Hg) 0.2 đến 0.6 V 40 kPa (300 mmHg, 11.81 in.Hg) 0.4 đến 0.8 V
CẤP ÁP SUẤT ĐIỆN ÁP TĂNG LÊN 19.6 kPa (0.20 kgf/cm2, 2.84 psi) 0.1 đến 0.4 V 39.2 kPa (0.40 kgf/cm2, 5.69 psi) 0.4 đến 0.7 V 58.8 kPa (0.60 kgf/cm2, 8.53 psi) 0.7 đến 1.0 V 78.5 kPa (0.80 kgf/cm2, 11.4 psi) 1.0 đến 1.3 V 98.0 kPa (1.00 kgf/cm2, 14.2 1.3 đến 1.6 V
2.5.14. Tín hiệu vị trí van EGR (EGLS)
Hình 2.1 Cảm biến vị trí van EGR
Cảm biến này dùng để phát hiện mức độ mở của van tuần hồn khí xả (EGR) để báo về ECM trạng thái hoạt động của van EGR. Cảm biến này sử dụng loại biến trở con trượt [7].
Khi động cơ hoạt động, ECM cấp nguồn cho cảm biến tới chân VC-E2, khi EGR hoạt động, tùy theo độ nâng của van EGR điện áp ra chân EGLS thay đổi và ECM nhận giá trị điện áp đó làm tín hiệu theo dõi độ mở của van EGR.
Bảng 2.1 Thông số hoạt động cảm biến EGR
ĐIỆN TRỞ CHÂN EGLS-E2 GIÁ TRỊ TIÊU CHUẨN Van mở hoàn toàn 3.9 kΩ ở 20°C (68°F) Van đóng hồn tồn 1.0 kΩ ở 20°C (68°F) Tăng độ mở van từ từ (68oF)[1.0 – 3.9] kΩ ở 20oC
2.5.15. Tín hiệu máy khởi động STA
Tín hiệu này được lấy từ cầu chì ST đưa vào chân STA của ECM, ECM dùng tín hiệu này để nhận biết khi nào động cơ đang quay khởi động [8].
Chương 3: HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG
3.1. Cấu tạo hệ thống khởi động 2KD-FTV
Hình 3.1 Kết cấu các bộ phận tháo rời của máy khởi động động cơ 2KD-FTV
Hệ thống khởi động động cơ 2KD-FTV sử dụng máy khởi động loại bánh răng giảm tốc . Kết cấu các chi tiết tháo rời của máy khởi động (Hình 3.1), bao gồm: Cụm cơng tắc từ, vỏ máy khởi động, cần dẫn động, ly hợp từ máy khởi động, cụm rotor và cụm stato máy khởi động, cụm giá đỡ chổi than máy khởi động, khung đầu cổ góp.
3.1.1. Cụm công tắc từ
Cụm công tắc từ hoạt động như một cơng tắc chính của dịng điện chạy tới mơ tơ và điều khiển bánh răng dẫn động khởi động (Hình 3.2). Cụm cơng tắc từ của máy khởi động bao gồm: Cơng tắc chính, pit tơng, lị xo hồi vị, trục pit tơng, cuộn kéo, cuộn giữ, lị xo dẫn động. Cuộn kéo được quấn bằng cuộn dây có đường kính lớn hơn cuộn giữ và lực điện từ lớn hơn lực điện từ được tạo ra bởi cuộn giữ [9].
Hình 3.1 Cấu tạo cụm công tắc từ
3.1.2. Cần dẫn động
Cần dẫn động truyền chuyển động từ pit tông tới bánh răng dẫn động. Nhờ chuyển động này mà bánh răng dẫn động được đưa vào ăn khớp và nhả khớp với vành răng bánh đà [5].
3.1.3. Cụm rôto
Cụm rôto (cuộn dây phần ứng) dùng để tạo ra momen làm quay bánh răng dẫn động (Hình 3.3a) [9].
a b
3.1.4. Cụm stato
Cụm stator tạo ra từ trường cần thiết để cho rơto hoạt động (Hình 3.3b). Cụm stato cũng có chức năng như một vỏ bảo vệ các cuộn cảm, lõi cực và khép kín các đường sức từ. Cuộn cảm được mắc nối tiếp với phần ứng (rotor).
3.1.5. Chổi than và giá đỡ chổi than
Hình 3.1 Cấu tạo chổi than và giá đỡ chổi than
Chổi than và giá đỡ chổi than được lắp ráp như (Hình 3.4). Có hai chổi than dương và hai chổi than âm. Chổi than được tỳ vào cổ góp bởi các lị xo để cho dịng điện đi từ cuộn dây tới phần ứng theo một chiều nhất định. Chổi than được làm từ hỗn hợp đồng – graphit nên có tính dẫn điện và chống mài mịn tốt [5].
3.1.6. Ly hợp khởi động
Hình 3.1 Ly hợp khởi động
Ly hợp khởi động truyền chuyển động quay của motor tới động cơ thông qua bánh răng bendix. Để bảo vệ máy khởi động khỏi bị hỏng bởi số vòng quay cao được tạo ra khi động cơ đã được khởi động, người ta bố trí li hợp khởi động này. Đó là li hợp khởi động loại một chiều có các con lăn [5].
3.1.7. Bánh răng khởi động chủ động và then xoắn
Hình 3.1 Bánh răng khởi động chủ động và rãnh xoắn
Bánh răng bendix và vành răng truyền lực quay từ máy khởi động tới động cơ nhờ sự ăn khớp an toàn giữa chúng. Bánh răng bendix được vát mép để ăn khớp được dễ dàng. Then xoắn chuyển lực quay vòng của motor thành lực đẩy bánh răng bendix, trợ giúp cho việc ăn khớp và ngắt sự ăn khớp của bánh răng bendix với vành răng [9].
3.1.8. Bánh răng giảm tốc
Bộ truyền giảm tốc truyền lực quay của motor tới bánh răng dẫn động khởi động trong hệ thống khởi động, và làm tăng momen xoắn bằng cách làm chậm tốc độ của motor. Bộ truyền giảm tốc làm giảm tốc độ quay của motor với tỉ số là 1/3 – ¼ và nó có một ly hợp khởi động bên trong.
Khi ECU nhận tín hiệu ST đồng thời cung cấp nguồn điện để đóng rơle ST, role ST đóng nguồn cấp đến cực 50 của máy đề công tắc từ của máy đề hoạt động khởi động động cơ. Công suất của máy khởi động 2.0kW momen là 5.9N*m.
Với động cơ diesel trước khi khởi động cịn có hệ thống xông máy nhằm đạt được nhiên liệu theo yêu cầu khởi động để động cơ dễ khởi động.
3.3. Kiểm tra hư hỏng của hệ thống khởi động động cơ 2KD-FTV
3.3.1. Kiểm tra cụm khóa điện
Cụm khóa điện được kiểm tra hư hỏng bằng cách đo điện trở ở các chân (Hình 3.8). Giá trị tiêu chuẩn khi đo điện trở khóa điện được thể hiện trên (Bảng 1) [9].
Hình 3.1 Kiểm tra điện trở tại các chân của khóa điện
Bảng 3.1 Điện trở tiêu chuẩn của khóa điện
Nối dụng cụ đo Điều kiện kiểm tra tiêu chuẩnĐiều kiện
Giữa tất cả các điện cực KHÓA 10 kΩ trở lên
2 - 4 ACC Dưới 1 Ω 1 - 2 - 4 ON Dưới 1 Ω 5 - 6 1 - 3 - 4 START Dưới 1 Ω 5 - 6 - 7
3.3.2. Kiểm tra rơ le cắt ACC
Việc kiểm tra hư hỏng của rơ le cắt ACC được thực hiện bằng cách đo điện trở tại các chân (Hình 3.9). Các giá trị tiêu chuẩn được trình bày ở (Bảng 3.2) [9].
Hình 3.1 Kiểm tra điện trở tại các chân của rơ le cắt ACC
Bảng 3.1 Điện trở tiêu chuẩn của rơ le cắt ACC
Nối dụng cụ
đo
Điều kiện kiểm tra Điện trở
3 - 4 Khi không cấp điện áp ắc quy Dưới 1Ω Khi cấp điện áp ắc quy vào cực 1 và 2 10 kΩ trở lên 3 - 5 Khi cấp điện áp ắc quy vào cực 1 và 2 Dưới 1 Ω
Khi không cấp điện áp ắc quy 10 kΩ trở lên Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, hãy thay thế rơle cắt ACC.
3.3.3. Kiểm tra máy khởi động
Để kiểm tra hư hỏng của máy khởi động cần kiểm tra các bộ phận: rotor máy khởi động, cuộn cảm, chổi than, ly hợp máy khởi động, công tắc từ.
Kiểm tra rô to máy khởi động
Các bước kiểm tra rơto máy khởi động (Hình 3.10) bao gồm: quan sát; vệ sinh; kiểm tra sự thông mạch cách điện của rơto; kiểm tra độ đảo hướng kính của cổ góp; kiểm tra đường kính ngồi của cổ góp; kiểm tra độ sâu của rãnh [9].
Bước 1: Quan sát và vệ
sinh
Bước 2: Kiểm tra cách điện
cổ góp và lõi rotor
Bước 3:Kiểm tra thơng mạch
giữa các thanh dẫn điện của cổ góp
Bước 4: Kiểm tra độ đảo
hướng kính của cổ góp
Bước 5: Kiểm tra đường
kính ngồi của cổ góp
Bước 6: Kiểm tra độ sâu
của rãnh
Hình 3.1 Các cơng việc kiểm tra rotor máy khởi động
Kiểm tra cuộn cảm
Công việc kiểm tra cuộn cảm bao gồm: thông mạch giữa các dây dẫn chổi than;
Bước 1: Kiểm tra thông mạch Bước 2: Kiểm tra cách điện
Hình 3.2 Các cơng việc kiểm tra cuộn cảm
Trong đó: 1 – Dây chổi than dương, 2 – dây dẫn; 3 – chổi than; 4 – Cuộn cảm; 5
– Thông mạch/ cách điện; 6 – Dây chổi than âm; 7 – Phần cảm (Khung từ).
Kiểm tra chổi than
Chổi than được ép vào cổ góp nhờ lực của lị xo. Khi chổi than bị mòn quá giới hạn, lực ép của lò xo bị giảm dẫn đến sự tiếp xúc giữa cổ góp và chổi than khơng đạt u cầu. Kết quả là dịng điện khơng chạy liên tục dẫn đến máy khởi động không hoạt động được. Việc làm sạch và đo chiều dài chổi than được thể hiện trên (Hình 3.12). Nếu khơng đạt u cầu thì cần phải thay thế chổi than (Hình 3.12) (9).
Bước 1: Cắt dây dẫn chổi than ở vị trí nối
với phía phần cảm
1 – Cắt; 2 – Dây dẫn chổi than; 3 – Phía phần cảm
Bước 2: Sửa lại hình dáng bề mặt hàn của
phần cảm bằng giũa hay giấy ráp
1 – Vùng sửa lại; 2 – Phía phần cảm; 3 - Giũa
Bước 3: Lắp chổi than mới và đĩa vào phần
cảm và ép lại
1 – Chổi than; 2 - Đĩa
Bước 4: Hàn chổi than mới vào vùng gắn
Hình 3.3 Các cơng việc thay chổi than
Kiểm tra cụm ly hợp máy khởi động
Quay ly hợp máy khởi động bằng tay và kiểm tra xem khớp một chiều có ở trạng thái hãm hay khơng (Hình 3.13).
Hình 3.4 Kiểm tra khớp một chiều (1 – quay tự do; 2 – hãm)
Kiểm tra cụm công tắc từ
Công việc kiểm tra cụm cơng tắc từ (Hình 3.14) bao gồm: kiểm tra trạng thái hoạt động; kiểm tra sự thông mạch cuộn kéo và kiểm tra sự thông mạch của cuộn giữ.
Bước 1: Kiểm tra sự hoạt động của công tắc từ
Bước 2: Kiểm tra sự thông mạch trong cuộn kéo (giữa cực 50 và cực C)
Bước 3: Kiểm tra sự thông mạch trong cuộn giữ (giữa cực 50 và thân cơng tắc)
Hình 3.5 Các cơng việc kiểm tra cơng tắc từ
Trong đó: 1 – Cực 50; 2 – Cực C; 3 – Cuộn kéo; 4 – Cuộn giữ; 5 – Thân công
tắc; 6 - Cực 30; 7 – Thông mạch.
Thông số sửa chữa của máy khởi động động cơ 2KD-FTV (Bảng 3.4) được dùng làm căn cứ để so sánh với các giá trị đo kiểm. Nếu giá trị đo kiểm vượt các ngưỡng giới hạn thông số sửa chữa thì cần thay thế [9].
Bảng 3.1 Thơng số sửa chữa máy khởi động động cơ 2KD-FTV
Nội dung kiểm tra
Điều kiện kiểm tra Giá trị tiêu chuẩn
Cụm máy khởi động
Cường độ dòng điện tiêu chuẩn Từ 90 A trở xuống với điện áp 11.5 V
Roler máy khởi
động Điện trở tiêu chuẩn 3 - 5
Dưới 1 Ω (Khi điện áp ắc quy được cấp đến cực 1
và 2) 10 kΩ trở lên Điện trở của cụm
rotor máy khởi động
Đầu cổ góp Dưới 1 Ω Cổ góp - Lõi rotor 10 kΩ trở lên
Bảng 3.2 Nội dung kiểm tra máy khởi động
Nội dung kiểm tra Điều kiện kiểm tra Giá trị tiêu chuẩn
Độ đảo của cổ góp
cụm rotor máy đề Độ đảo lớn nhất
0.05 mm (0.0020 in.) Đường kính cổ góp
của cụm rotor máy khởi động
Đường kính tiêu chuẩn 28.0 mm (1.1024 in.) Đường kính nhỏ nhất 27.0 mm (1.0630 in.) Phần rãnh cắt của
cụm rotor máy khởi động
Chiều sâu rãnh cắt tiêu chuẩn 0.6 mm (0.0236 in.) Chiều sâu rãnh cắt nhỏ nhất 0.2 mm (0.0079 in.) Điện trở của cụm
stato máy khởi động
Cực C - Dây dẫn chổi than stator
Dưới 1 Ω Đầu chổi than - Càng
máy khởi động
10 kΩ trở lên Chiều dài chổi than Chiều dài tiêu chuẩn 14 mm (0.5511 in.)
Chiều dài nhỏ nhất 9 mm (0.3543 in.) Điện trở cụm giá đỡ
chổi than máy khởi động
Điện trở tiêu chuẩn 10 kΩ trở lên Điện trở cụm công tắc từ máy khởi động Cực C - Cực 50 Dưới 1 Ω Cực 50 - Cụm công tắc từ máy khởi động Dưới 2 Ω
Chương 4: Q TRÌNH PHỤC HỒI BẢO DƯỠNG VÀ CHẨN ĐỐN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ 2KD-FTV
4.1. Bảo dưỡng và chẩn đoán hư hỏng hệ thống
4.1.1. Các điểm lưu ý trong khi bảo dưỡng sửa chữa
Khi động cơ đang hoạt động, xảy ra các dấu hiệu sau đây cần phải kiểm tra hệ thống:
Bảng 4.1 Các lưu ý khi bảo dưỡng
DẤU HIỆU VÙNG HƯ HỎNG KHẮC PHỤC ĐÈN BÁO
Đèn báo nhiên liệu nhấp nháy
Có lẫn nước trong nhiên liệu và mực nước trong
lọc nhiên liệu cao quá giới hạn an toàn cho hệ
thống
Xả nước trong lọc nhiên liệu
Đèn báo nhiên liệu luôn sáng
Lọc nhiên liệu bị tắc Thay thế lọc nhiên liệu
Đèn Check luôn sáng
Trục trặc trong hệ thống điều khiển điện tử
Dùng thiết bị chẩn đoán kiểm
tra Mạch cảnh báo mực nước và tắc lọc nhiên liệu:
Mạch báo nghẹt lọc nhiên liệu:
Khi mực nước trong lọc nhiên liệu cao hơn mức cho phép, công tắc cảnh báo mực nước trong lọc bật ON, ECU đồng hồ táp lơ khi nhận được tín hiệu này sẽ bật nhấp nháy đèn báo nhiên liệu. Khi gặp tính huống này chỉ cần xả nước trong lọc nhiên liệu đèn báo sẽ tắt [3] [5].
Hình 4.3 Mạch cảnh báo nghẹt lọc nhiên liệu
Khi lọc nhiên liệu bị tắc, lực hút từ bơm tiếp vận sẽ làm giảm áp suất trên đường ống dẫn nhiên liệu sau lọc công tắc cảnh báo tắc lọc OFF ECU đồng hồ táp lô bật sáng đèn cảnh báo nhiên liệu sáng liên tục.
Hình 4.4 Lọc nhiên liệu
4.1.2. Mơ tả hệ thống chẩn đốn
Hệ thống chẩn đoán trên xe Hiace sử dụng theo chuẩn M-OBD, việc truyền dữ liệu chẩn đốn từ ECM qua thiết bị chẩn đốn thơng qua đường truyền CAN. Để hỗ trợ chẩn đoán này Toyota sử dụng thiết bị chẩn đoán chuyên dùng được gọi là máy chẩn đốn thơng minh (Intelligent Tester II). Với thiết bị chẩn đốn này, rất nhiều thơng số hoạt động của hệ thống và nhiều chức năng hỗ trợ khác giúp cho kết quả chẩn đốn chính xác và nhanh chóng hơn.
Khi có hư hỏng xảy ra trong hệ thống điều khiển, ECM sẽ bật sáng đèn MIL (Check Engine), và lưu mã lỗi vào bộ nhớ ECM cho đến khi hư hỏng được sửa chữa và mã lỗi được xóa.
Hình 4.1 Vị trí nối máy IT-II
4.1.3. Các khái niệm trong chẩn đoán
Chế độ thường và chế độ kiểm tra (Normal Mode and Check Mode): Trong chế