2. Câc hệ thống nhiín liệu Diesel điều khiển điện tử
2.4. Hệ thống điều khiển vă vị trí câc cảm biến trong hệ thống nhiín liệu Diesel
2.4. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VĂ VỊ TRÍ CÂC CẢM BIẾN TRONG HỆTHỐNG NHIÍN LIỆU DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ. THỐNG NHIÍN LIỆU DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ.
2.4.1. Sơ đồ hệ thống điều khiển trong hệ thống nhiín liệu Diesel điều khiển điện tử:
Trín (hình 35) vă (hình 36) lă sơ đồ hệ thống điều khiển điện tử EFI – Diesel. ECU sẽ nhận câc tín hiệu đầu văo từ câc cảm biến vă câc công tắc, sau đó câc tín hiệu sẽ được xử lý vă ECU đưa tín hiệu đầu ra đến EDU tới bộ chấp hănh. Đồng thời cũng đưa ra câc tín hiệu chẩn đoân độ an toăn hoạt động của câc cảm biến vă câc công tắc.
Các cảm biến Cảm biến tốc độ động cơ Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến vị trí bàn đạp ga Cảm biến nhiệt độ khí nạp Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu Cảm biến áp suất nhiên liệu Cảm biến áp suất đường ống nạp
v.v... Các công tắc
Chẩn đoán an toàn
Bộ chấp hành Điều khiển lượng phun nhiên liệu
Điều khiển thời điểm phun nhiên liệu SPV EDU ECU Công tắc A/C Khóa điện Công tắc bàn đạp ga Công tắc quạt gió v.v...
TCV Các điều khiển khác EGR Điều khiển bugi sấy
v.v...
Hình 2.24:Sơ đồ hệ thống điều khiển điện tử EFI – Diesel dùng bơm cao âp
Các cảm biến Cảm biến tốc độ động cơ Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến vị trí bàn đạp ga Cảm biến nhiệt độ khí nạp Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu Cảm biến áp suất nhiên liệu Cảm biến áp suất đường ống nạp
v.v... C ác công tắc
Chẩn đoán an toàn
Bộ chấp hành
Điều khiển lượng phun nhiên liệu
Điều khiển thời điểm phun nhiên liệu Vòi phun EDU ECU Công tắc A/C Khóa điện Công tắc bàn đạp ga Công tắc quạt gió v.v...
Các điều khiển khác EGR Điều khiển bugi sấy
v.v... Điều khiển thời điểm phun nhiên liệu
SCV Điều khiển phát điện
Hình 2.25: Sơ đồ hệ thống điều khiển điện tử EFI – Diesel dùng ống phđn phối
Qua hai sơ đồ, ta thấy câc tín hiệu đầu văo, chức năng của bộ điều khiển trung tđm lă như nhau. Tuy nhiín có sự khâc nhau ở bộ phận chấp hănh: Ở hệ thống dùng bơm cao âp, EDU sẽ điều khiển van SPV nhằm điều chỉnh lượng nhiín liệu phun văo buồng chây động cơ vă thời điểm phun nhiín liệu được điều khiển bởi van điều khiển thời điểm phun TCV. Còn ở hệ thống Common Rail, EDU sẽ điều khiển vòi phun điện tử, qua đó sẽ điều khiển lượng phun nhiín liệu vă thời điểm
phun, âp suất nhiín liệu sẽ được điều khiển bởi van SCV. Như vậy, ở hai hệ thống trín, chức năng của SPV – vòi phun, chức năng của câc van TCV – SCV lă như nhau.
Từ sự khâc nhau trín sẽ dẫn đến vị trí của một cảm biến, công tắc vă công tâc chẩn đoân, kiểm tra hư hỏng của hai hệ thống sẽ khâc nhau.
2.4.2. Sơ đồ bố trí câc cảm biến:
EDU ECU SPV TCV 1 2 3 8 4 5 7 6 9
Hình 2.26: Vị trí câc cảm biến trong hệ thống nhiín liệu EFI–Diesel bơm caoâp
9 5 3 ECU EDU 1 11 2 4 6 8 7 10 12
Hình 2.27:Vị trí câc cảm biến trong hệ thống nhiín liệu EFI–Diesel ống phđnphối
1- Cảm biến tốc độ; 2- Cảm biến nhiệt độ nhiín liệu; 3- Cảm biến vị trí băn đạp ga; 4- Cảm biến nhiệt độ khí nạp; 5- Cảm biến nhiệt độ nước lăm mât; 6- Cảm biến âp suất đường ống nạp; 7- Cảm biến vị trí trục khuỷu; 8-Vòi phun; 9- Bơm cao âp.
1- Cảm biến nhiệt độ nhiín liệu; 2- Cảm biến âp suất nhiín liệu; 3- Cảm biến lưu lượng không khí nạp; 4- Cảm biến vị trí băn đạp ga; 5- Cảm biến nhiệt độ khí nạp; 6- Cảm biến vị trí trục cam; 7- Cảm biến nhiệt độ nước lăm mât; 8- Cảm biến âp suất đường ống nạp; 9- Cảm biến vị trí
Vị trí câc cảm biến ở hai hệ thống cơ bản lă giống nhau. Hệ thống EFI – Diesel dùng ống phđn phối có thím cảm biến âp suất nhiín liệu gắn ở ống phđn phối để đo âp suất dầu. Ngoăi ra, ở hệ thống EFI- Diesel van SPV vă TCV được gắn trực tiếp trín bơm cao âp để thực hiện việc điều chỉnh lượng phun, còn ở hệ thống dùng ống phđn phối, EDU điều khiển trực tiếp vòi phun để phun nhiín liệu. Ở cả hai hệ thống năy, bơm cao âp chỉ có nhiệm vụ duy nhất lă tạo ra âp suất nhiín liệu cao vă được điều khiển bởi ECU.
2.4.3. Hệ điều khiển trong hệ thống nhiín liệu Diesel điều khiển điện tử. a. Bộ xử lý trung tđm ECU (Electric Control Unit). a. Bộ xử lý trung tđm ECU (Electric Control Unit).
Hình 2.28: ECU
Về mặt điều khiển điện tử, vai trò của ECU lă xâc định lượng phun nhiín liệu, định thời điểm phun nhiín liệu dựa trín câc tín hiệu nhận được từ câc cảm biến vă câc công tắc khâc nhau. Ngoăi ra, ECU chuyển câc tín hiệu để vận hănh câc bộ chấp hănh.
Câc loại điều khiển phun nhiín liệu như sau :
+ Điều khiển lượng phun nhiín liệu : Hiệu chỉnh tín hiệu tốc độ động cơ (NE) vă vị trí băn đạp ga (VPA).
+ Điều khiển thời gian phun nhiín liệu : Hiệu chỉnh tín hiệu tốc độ động cơ (NE) vă vị trí băn đạp ga (VPA).
+ Điều khiển tỉ lệ phun nhiín liệu : Hiệu chỉnh tỉ lệ phun nhiín liệu từ cảm biến van đường nạp (VLU) trong một thời gian năo đó.
+ Điều khiển âp suất phun : Sử dụng cảm biến âp suất ống phđn phối đo âp suất nhiín liệu, rồi truyền dữ liệu năy đến ECU động cơ để điều khiển lượng nhiín liệu bơm.
+ Điều khiển thời điểm phun : Hiệu chỉnh từ tín hiệu vị trí cam G, NE vă VPA Điều khiển lượng phun nhiín liệu :
ECU thực hiện câc chức năng để xâc dịnh lượng phun: - Tính toân lượng phun cơ bản
- Điều chỉnh lượng phun
- So sânh lượng phun cơ bản vă lượng phun tối đa.
ECU tính toân lượng phun cơ bản dựa văo điều kiện của động cơ bằng câch điều chỉnh lượng phun cơ bản cho phù hợp với nhiệt độ nước lăm mât, nhiệt độ nhiín liệu, nhiệt độ không khí văo vă âp suất không khí văo.
Câch tính lượng phun : Khi tính cần so sânh hai giâ trị sau :
+ Lượng phun nhiín liệu cơ bản theo mẫu của bộ điều tốc, tính theo vị trí chđn ga vă tốc độ động cơ.
+ Lượng phun nhiín liệu điều chỉnh từ lượng phun tối đa dựa văo tốc độ động cơ. Trong hai trường hợp năy, lượng nhỏ hơn lăm cơ sỡ cho lượng phun nhiín liệu cuối cùng.
Lượng phun cơ bản : Lượng phun nhiín liệu cơ bản do tốc độ động cơ NE vă góc chđn ga quyết định. Khi tốc độ động cơ không đổi, tăng góc chđn ga sẽ lăm tăng lượng nhiín liệu phun.
Lượng phun nhiín liệu tối đa : Lượng phun nhiín liệu tối đa được tính bằng câch cộng câc lượng điều chỉnh từ lượng phun tối đa cơ bản do tốc độ động cơ quyết định. Câc lượng điều chỉnh đó lă : Điều chỉnh âp suất không khí văo, điều chỉnh nhiệt độ không khí văo, điều chỉnh âp suất không khí, vă điều chỉnh lượng phun nhiín liệu tối đa khi động cơ nguội.
Lượng phun ban đầu : Lượng phun ban đầu được tính từ khi bật bộ khởi động dựa trín lượng phun ban đầu cơ bản vă thời gian bộ khởi động bật. Lượng phun nhiín liệu cơ bản giảm, lượng tăng, vă giảm sẽ thay đổi theo nhiệt độ chất lăm mât vă tốc độ động cơ.
Điều khiển thời gian phun : Thời gian phun được điều khiển theo thời gian dòng tâc dụng lín vòi phun
Điều khiển thời gian phun chính thức vă thời gian phun thử nghiệm. VPA
NE
Lượng phun cơ bản
Lượng phun tối đa
Lượng phun nhỏ Lượng phun cuối
EDU tính chọn lượng phun Hiệu chỉnh lượng phun cho1xylanh Hiệu chỉnh tốc độ động cơ HIệu chỉnh âp suất phun
+ Thời gian phun chính thức : Thời gian phun cơ bản được tính từ tốc độ động cơ vă lượng phun cuối cùng (đê điều chỉnh) để quyết định thời gian phun chính tối ưu.
+ Thời gian phun thử nghiím : Thời gian phun thử nghiệm được tính bằng câch cộng quêng thử nghiệm văo thời gian phun chính thức. Quêng thử nghiệm được tính từ lượng phun cuối cùng, tốc độ động cơ, nhiệt độ chất lăm mât, nhiệt độ không khí vă âp suất không khí nạp. Khi động cơ khởi động, quêng thử nghiệm được tính từ nhiệt độ chất lăm mât vă tốc độ động cơ.
Điều khiển âp suất phun.
ECU tính toân âp suất phun nhiín liệu do lượng phun cuối cùng vă tốc độ động cơ quyết định. Âp suất phun khi khởi động được tính từ nhiệt độ chất lăm mât vă tốc độ động cơ.
Đồ thị quan hệ giữa âp suất ống phđn phối (1), tốc độ động cơ (2), lượng phun cuối cùng (3). Như trín đồ thị ta thấy khi tốc độ động cơ tăng lượng phun tăng
Hiệu chỉnh Thời gian
phun cơ bản
Thời gian phun chính
Thời gian phun thử nghiệm NE
Lượng phun
Hiệu chỉnh điện âp
Hiệu chỉnh âp suất không khí văo
Hiệu chỉnh nhiệt độ không khí văo
Hiệu chỉnh nhiệt độ nước lăm mât
theo lăm âp suất phun tăng. Âp suất trong ống phđn phối điều khiển bỡi van SCV phụ thuộc văo tốc độ động cơ.
Điều khiển tỉ lệ phun nhiín liệu.
Việc điều khiển tỉ lệ phun nhiín liệu dựa văo cảm biến vị trí van cắt đường nạp trong một khoảng thời gian nhất định. Bỡi vì động cơ diesel khâc so với động cơ xăng. Động cơ xăng không khí nạp phu thuộc hoăn toăn văo vị trí bướm ga, ngược lại động cơ diesel lại không phụ thuộc hoăn toăn văo vị trí van cắt đường nạp mă chỉ phụ thuộc một khoảng nhất định vì động cơ diesel tự tạo ra dòng khí trong buồng đốt để hoă trộn nhiín liệu.
b. Khâi quât về EDU (Electronic Driver Unit).
EDU lă một thiết bị phât điện cao âp được lắp giữa ECU vă bộ chấp hănh.EDU khuếch đại điện âp của ắcquy vă trín cơ sở câc tín hiệu từ ECU sẽ kích hoạt SPV kiểu tâc động trực tiếp trong hệ thống EFI- Diesel thông thường, hoặc vòi phun trong hệ thống EFI – Diesel dùng ống phđn phối.
EDU dùng điện thế cao bộ đôi DC/DC để mở câc van từ với tốc độ cao . Câc tín hiệu điều khiển :
+ IJt#1 đến 4 : Đầu văo cho câc tín hiệu khởi động vòi phun từ ECU động cơ + IJf : Đầu ra cho câc tín hiệu kiểm tra khởi động vòi phun (đến ECU động cơ) + COM : Đầu ra cao âp để tạo ra dòng không đổi đến câc vòi phun.
+ IJ #1 đến 4 : Đầu ra để khởi động câc vòi phun. + 1 Mạch cao thế. + 2 Mạch điều khiển. B C D E F G M K J I H L A 1 2 +B COM IJt#1 GND GND IJt#2 IJt#3 IJt#4 IJf IJt#1 IJt#1 IJt#1 IJt#1
Thiết bị phât điện âp cao sẽ chuyển điện âp ắc quy thănh điện âp cao cho ra đầu COM ổn định vă không đổi đến vòi phun. ECU nhận câc tín hiệu từ câc cảm biến truyền đến xử lý rồi truyền tín hiệu đến đầu nối B thông qua E của EDU, mạch điều khiển EDU nhận tín hiệu năy vă xử lý truyền tín hiệu đến vòi phun từ đầu nối H thông qua K, khởi động vòi phun. Khi vòi phun khởi động EDU sẽ truyền tín hiệu xâc định phun IJf đến ECU thông qua F, ECU nhận tín hiệu năy sẽ kết thúc quâ trình phun.
3. KIỂM TRA VĂ CHẨN ĐOÂN HỆ THỐNG NHIÍN LIỆU DIESEL ĐIỀUKHIỂN ĐIỆN TỬ. KHIỂN ĐIỆN TỬ.
3.1. CÂC TRIỆU CHỨNG HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG NHIÍN LIỆUDIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ. DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ.
Bảng 3: Bảng triệu chứng hư hỏng vă khoanh vùng sửa chữa:
STT Triệu chứng hư hỏng
Khu vực nghi ngờ ( EFI -Diesel thông
thường) Khu vực nghi ngờ (EFI - Diesel dùng ống phđn phối) 1 Khó khởi động động cơ
- Mạch điều khiển bộ sấy
không khí nạp - Mạch tín hiệu STA
- Mạch công tắc tăng tốc độ chạy không tải để sấy
- Vòi phun
- Bộ lọc nhiín liệu - ECU
- Bơm cao âp - Đường ống cao âp
- Mạch tín hiệu STA - Vòi phun
- Bộ lọc nhiín liệu - ECU
- Bơm cao âp
- Cảm biến âp suất nhiín liệu
- Van tiết lưu Diesel ở vòi phun
- Đường ống cao âp 2 Động cơ bị chết
mây ngay sau khi khởi động
- Bộ lọc nhiín liệu
- Mạch điện nguồn của ECU
- ECU - Bơm cao âp
- Mạch tín hiệu STA - Bộ lọc nhiín liệu - Vòi phun
- Mạch điện nguồn của ECU
- ECU - Bơm cao âp
- Cảm biến âp suất nhiín liệu
3 Tốc độ chạy không tải của động cơ cao
- Mạch tín hiệu A/C - Mạch tín hiệu STA - ECU
- Bơm cao âp
- Mạch tín hiệu A/C - Vòi phun
- Mạch tín hiệu STA - ECU
- Bơm cao âp
- Cảm biến âp suất nhiín liệu
4 Tốc độ chạy không tải của động cơ thấp
- Mạch tín hiệu A/C - Vòi phun
- Mạch điều khiển EGR - Âp suất nĩn
- Khe hở xupâp
- Đường ống nhiín liệu - ECU
- Bơm cao âp
- Mạch tín hiệu A/C - Vòi phun
- Mạch điều khiển EGR - Âp suất nĩn
- Khe hở xupâp
- Đường ống nhiín liệu - ECU
- Bơm cao âp
- Cảm biến âp suất nhiín liệu
- Van tiết lưu Diesel 5 Chạy không tải
không ím, động cơ rung
- Vòi phun
- Đường ống nhiín liệu - Mạch điều khiển bộ sấy nóng không khí nạp
- Mạch điều khiển EGR - Âp suất nĩn
- Khe hở xupâp - ECU
- Bơm cao âp
- Vòi phun
- Mạch điều khiển EGR - Đường ống nhiín liệu - Khe hở xupâp
- Âp suất nĩn - ECU - Bơm cao âp
- Cảm biến âp suất nhiín liệu
- Van tiết lưu Diesel 6 Động cơ tăng tốc
yếu, không phât huy được công suất
- Vòi phun
- Bộ lọc nhiín liệu - Mạch điều khiển EGR - Âp suất nĩn
- ECU - Bơm cao âp
- Đường ống nhiín liệu
- Vòi phun
- Bộ lọc nhiín liệu - Mạch điều khiển EGR - Âp suất nĩn
- ECU - Bơm cao âp
- Cảm biến âp suất nhiín liệu
- Đường ống nhiín liệu 7 Động cơ có tiếng
gõ
- Vòi phun
- Mạch điều khiển EGR - ECU
- Vòi phun
- Mạch điều khiển EGR - ECU
- Cảm biến âp suất nhiín liệu
- Van tiết lưu Diesel 8 Động cơ khi nổ
có khói đen
- Vòi phun
- Mạch điều khiển EGR - ECU
- Bơm cao âp
- Khe hở xu pâp lớn lăm cho xupâp mở không hết => thiếu không khí
- Vòi phun
- Mạch điều khiển EGR - ECU
- Bơm cao âp
- Cảm biến âp suất nhiín liệu
- Van tiết lưu Diesel - Khe hở xupâp lớn lăm cho xu pâp mở không hết => thiếu không khí
9 Động cơ khi nổ có khói trắng
- Mạch điều khiển EGR - Mạch điều khiển bộ sấy nóng không khí nạp
- Vòi phun
- Bộ lọc nhiín liệu - ECU
- Bơm cao âp
- Có nước trong nhiín liệu
- Mạch điều khiển EGR - Vòi phun
- Bộ lọc nhiín liệu - ECU
- Bơm cao âp
- Cảm biến âp suất nhiín liệu
- Van tiết lưu Diesel - Có nước trong nhiín liệu
3.2. KIỂM TRA HỆ THỐNG NHIÍN LIỆU DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆNTỬ DÙNG BƠM CAO ÂP. TỬ DÙNG BƠM CAO ÂP.
Trong hệ thống nhiín liệu Diesel điều khiển điện tử dùng bơm cao âp, van điều khiển lượng phun SPV vă van điều khiển thời điểm phun TCV lă hai bộ chấp hănh có vai trò rất quan trọng vì chúng quyết định trực tiếp đến công suất của động