Giáo trình Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

o và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2 LỜI GIỚI THIỆU Trong nhiều năm gần đây tốc độ gia tăng số lượng và chủng loại ô tô ở nước ta khá nhanh. Nhiều kết cấu hiện đại đã trang bị cho ô tô nhằm thỏa mãn càng nhiều nhu cầu của giao thông vận tải. Trong quá trình sử dụng, trạng thái kỹ thuật của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng dần thay đổi theo hướng xấu đi, dẫn tới hư hỏng và giảm độ tin cậy. Quá trình thay đổi có thể kéo dài theo thời gian (Km vận hành của ô tô) và phụ thuộc vào nhiều nguyên nhân như: Chất lượng vật liệu, công nghệ chế tạo lắp ghép, điều kiện và môi trường sử dụng. Làm cho các chi tiết, bộ phận mài mòn và hư hỏng theo thời gian vì vậy các chi tiết, bộ phận cần phải được kiểm tra, chẩn đoán để bảo dưỡng sửa chữa kịp thời nhằm duy trì tình trạng kỹ thuật của hệ thống nhiện liệu động cơ xăng ở trạng thái kỹ thuật làm việc với độ tin cậy và an toàn cao nhất. Với mong muốn đó giáo trình được biên soạn, nội dung giáo trình bao gồm 3 bài: Bài 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng Bài 2: Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng sử dụng bộ chế hòa khí Bài 3: Hệ thống phun xăng điện tử EFI Bài 4: Các hệ thống phụ trợ Kiến thức trong giáo trình được biên soạn theo chương trình của Trường Cao Đẳng Cơ Điện Hà Nội, sắp xếp lôgic từ nhệm vụ, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng đến cách phân tích các hư hỏng, phương pháp kiểm tra và trình tự thực hành bảo dưỡng, sửa chữa do đó người học có thể hiểu một cách dễ dàng. Xin chân thành cảm ơn Trường Cao Đẳng Cơ Điện Hà Nội, khoa Động lực cũng như sự giúp đỡ quý báu của đồng nghiệp đã giúp tác giả hoàn thành giáo trình này. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn khống tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận được ý kiến đóng góp của người đọc để lần xuất bản sau giáo trình được hoàn thiện hơn. Hà Nội, ngày..........tháng........... năm 2017 Tham gia biên soạn Chủ biên: 1. Đào Ngọc Hoàng 2. Hoàng Minh Kha 3 MỤC LỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU .............................................................................................. 2 Bài 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU ................ 8 ĐỘNG CƠ XĂNG ............................................................................................ 8 Bài 2: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG .................................. 13 SỬ DỤNG BỘ CHẾ KHÒA KHÍ ................................................................... 13 4 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN Mô đun: Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng Mã mô đun: 29 Vị trí, tính chất của mô đun: - Vị trí: Được bố trí giảng dạy sau các môn học/mô đun: MH 07, MH 08, MH 09, MH 10, MH 11, MH 12, MH 13, MH 14, MH 15, MH 16, MH 17, MH 18, MH 19, MĐ 20, MĐ 21, MĐ 22, MĐ 23, MĐ 25 - Tính chất: Là mô đun chuyên môn. Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: Trình bày đầy đủ các yêu cầu, nhiệm vụ của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng. Giải thích được sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng. Phân tích đúng những hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng trong hệ thống nhiên liệu động cơ xăng. Trình bày được phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa những hư hỏng của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng. - Kỹ năng: Tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa được các chi tiết, bộ phận của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng đúng quy trình và đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật. Sử dụng phù hợp các thiết bị, dụng cụ trong kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa đảm bảo chính xác và an toàn. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Tích cực, chủ động trong các giờ hoc. Biết chia sẻ thông tin, tham gia nhiệt tình các hoạt động theo nhóm. Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô. Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tác phong công nghiệp trong công việc. Có ý thức tự học, tự chuẩn bị bài theo yêu cầu của giáo viên. Nội dung của môn học/mô đun: Số TT Tên các bài trong mô đun Thời gian (giờ) Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, tham luận, bài tập Kiểm tra 1 Bài 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng 5 3 2 5 Số TT Tên các bài trong mô đun Thời gian (giờ) Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, tham luận, bài tập Kiểm tra 1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống nhiên liệu động cơ xăng 1.1. Nhiệm vụ 1.2. Yêu cầu 1.3. Phân loại 0,5 0,5 2. Khái quát về nhiên liệu xăng 2.1. Nguồn gốc của xăng 2.2. Tính chất cơ bản của xăng 0,5 0,5 3. Hỗn hợp công tác của động cơ xăng 3.1. Khái niệm hỗn hợp công tác của động cơ xăng 3.2. Sự hình thành hòa khí trong động cơ xăng 3.3. Phân loại sự hình thành hòa khí trong động cơ xăng 1 1 4. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng 4.1. Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng sử dụng bộ chế hòa khí 4.2. Hệ thống phun xăng điện tử 3 1 2 2 Bài 2: Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng sử dụng bộ chế hòa khí 20 6 13 1 1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống 1.1. Sơ đồ cấu tạo 1.2. Nguyên lý tạo hòa khí 2 2 2. Bộ chế hòa khí 2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại 2.2. Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của bộ chế hòa khí đơn giản 2.3. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của bộ chế hòa khí hiện đại 2.4. Bảo dưỡng, sửa chữa bộ chế hòa khí hiện đại 10 2 8 3. Bơm xăng 3.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại 3.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của bơm xăng cơ khí kiểu màng 5 1 3 1 6 Số TT Tên các bài trong mô đun Thời gian (giờ) Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, tham luận, bài tập Kiểm tra 3.3. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của bơm xăng điện kiểu màng 3.4. Bảo dưỡng, sửa chữa bơm xăng 4. Bầu lọc, đường ống dẫn và thùng chứa xăng 4.1. Bầu lọc 4.2. Đường ống dẫn 4.3. Thùng chứa 3 1 2 3 Bài 3: Hệ thống phun xăng điện tử EFI 60 19 39 2 1. Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử EFI 1.1. Khái niệm 1.2. Phân loại 1.3.Cấu tạo và nguyên lý làm việc a. Khối cấp khí b. Khối cấp xăng c. Khối điều khiển điện tử 5 3 2 2. Các cảm biến 2.1. Cảm biến lưu lượng khí nạp 2.2. Cảm biến nhiệt độ khí nạp 2.3. Cảm biến vị trí trục cơ 2.4. Cảm biến vị trí trục cam 2.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 2.6. Cảm biến ô xy 2.7. Cảm biến vị trí bướm ga 2.8. Cảm biến tiếng gõ động cơ 2.9. Van điều khiển không tải 2.10. Cảm biến áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp 2.11. Cảm biến vị trí bàn đạp ga 2.12. Các công tắc và van điện từ 30 10 20 3. Bộ điều khiển điện tử ECU 3.1. Chức năng, nhiệm vụ 3.2. Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc 3.3. Kiểm tra, bảo dưỡng ECU 10 2 6 2 4. Vòi phun xăng 4.1. Chức năng, nhiệm vụ, phân loại 4.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của vòi 5 2 3 7 Số TT Tên các bài trong mô đun Thời gian (giờ) Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, tham luận, bài tập Kiểm tra phun 4.3. Mạch điện điều khiển vòi phun 4.4. Kiểm tra, bảo dưỡng vòi phun 5. Bơm xăng 5.1. Chức năng, nhiệm vụ 5.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của bơm xăng 5.3. Mạch điện điều khiển bơm xăng 5.4. Kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa bơm xăng 10 2 8 4 Bài 4: Các hệ thống phụ trợ 1. Hệ thống thu hồi hơi xăng 1.1. Chức năng, nhiệm vụ 1.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc 1.3. Kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống thu hồi hơi xăng 3 1 2 2. Hệ thống trung hòa và xử lý khí thải động cơ xăng 2.1. Chức năng, nhiệm vụ 2.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc 2.3. Kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống trung hòa và xử lý khí thải 2 1 1 Tổng 90 30 57 3 8 Bài 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG Mục tiêu - Trình bày được nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng. - Trình bày được các khái niệm về nhiên liệu xăng và hỗn hợp công tác của động cơ xăng. - Bảo dưỡng được các bộ phận của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng. - Tích cực, chủ động trong các giờ hoc. - Biết chia sẻ thông tin, tham gia nhiệt tình các hoạt động theo nhóm. - Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô. - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tác phong công nghiệp trong công việc. - Có ý thức tự học, tự chuẩn bị bài theo yêu cầu của giáo viên. Nội dung chính Nhiệm ụ, yêu c u à ph n lo i Nhiệm ụ - Cung cấp hỗn hợp nhiên liệu xăng và không khí sạch vào trong xi lanh theo từng chế độ làm việc của động cơ. - Thải sạch khí đã cháy ra ngoài xi lanh. - Đảm bảo cho động cơ hoạt động dễ dàng trong mọi thời tiết. 2 Yêu c u - Cấu tạo đơn giản, ít hư hỏng, bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế, dễ dàng - Cung cấp thành phần hỗn hợp xăng - không khí phù hợp với mọi chế độ làm việc của động cơ. 1.3. Ph n lo i Trên động cơ xăng ngày nay thường sử dụng hai phương pháp cung cấp nhiên liệu: phương pháp dùng bộ chế hoà khí và phương pháp phun xăng. Hệ thống CCNL dùng bộ chế hòa khí Hệ thống CCNL phun xăng điện tử 2 Khái quát ề nhiên liệu xăng 9 2 Khái niệm à nguồn gốc của xăng Xăng là hỗn hợp của các hydrocarbon thể lỏng linh động và dễ cháy, có nguồn gốc từ dầu mỏ và được sử dụng làm nhiên liệu cho các động cơ đốt trong. Xăng cũng được sử dụng làm dung môi cho dầu và chất béo. Bắt nguồn từ một sản phẩm phụ của ngành công nghiệp dầu mỏ (dầu hỏa là sản phẩm chính), xăng trở thành nhiên liệu được ưa dùng cho xe cộ bởi chúng sản sinh nhiều năng lượng trong buồng đốt và khả năng hòa trộn tốt với không khí. Xăng là một hỗn hợp phức tạp của hàng trăm hydrocarbon khác nhau, hầu hết là bão hòa và chứa từ 4 đến 12 nguyên tử carbon trong một phân tử. Xăng sử dụng trong xe cộ có nhiệt độ sôi chủ yếu ở dải nhiệt giữa 30 đến 200 độ C (85 – 390 độ F), hỗn hợp được điều chỉnh để phù hợp với điều kiện sử dụng theo độ cao và theo mùa. Xăng máy bay có tỉ lệ của cả phần ít bay hơi và dễ bay hơi nhỏ hơn so với xăng sử dụng cho xe cộ. 2 2 Tính chất cơ bản của xăng a. Tính chống kích nổ - Trị số octan của xăng thể hiện tính chống kích nổ của xăng: Xăng có trị số ốctan càng cao thì tính chống kích nổ càng cao. - Nếu sử dụng xăng có trị số ốctan thấp cho xe có tỉ số nén cao sẽ gây hiện tượng cháy kích nổ. - Nếu sử dụng xăng có trị số ốctan cao cho xe có tỉ số nén thấp thì xăng sẽ khó cháy hoặc cháy không hết tạo cặn than làm bẩn máy, hao xăng. b. Tính bay hơi thích hợp - Xăng muốn cháy được trong máy thì phải bay hơi. Xăng bay hơi thích hợp thì sẽ cháy tốt trong máy. Nếu xăng bay hơi không thích hợp, máy sẽ không phát huy được hết công suất, hao xăng nhiều và gặp phải những sự cố kỹ thuật sau: Hiện tượng nghẹt xăng hay nút hơi, hiện tượng ngộp xăng (sặc xăng) c. Tính ổn định hóa học cao - Khả năng giữ vững bản chất hóa học chống lại ảnh hưởng của môi trường xung quanh gọi là tính ổn định hóa học của xăng. Tính ổn định hóa học của xăng bị ảnh hưởng nhiều bởi các yếu tố: nhiệt độ, diện tiếp xúc với không khí, độ sạch và khô của vật chứa, mức độ tồn chứa và thời gian tồn chứa. Xăng có hàm lượng keo nhựa càng cao thì có tính ổn định hóa học càng thấp. 3 Hỗn hợp công tác của động cơ xăng 3 Khái niệm hỗn hợp - Hỗn hợp cháy là hỗn hợp hoà trộn giữa xăng và không khí 3 2 Yêu c u tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu động cơ xăng 10 Yêu cầu tỷ lệ hỗn hợp cháy: * Để đốt cháy hoàn toàn 1 kg xăng cần 15 kg không khí, nên tỷ lệ hỗn hợp 1/15 gọi là hỗn hợp trung bình, có tốc độ cháy khoảng 22 m/s  30 m/s. Hỗn hợp cháy có: . Tỷ lệ 1/15  1/13 gọi là hỗn hợp giàu hay đậm đặc. . Tỷ lệ 1/13  1/8 gọi là hỗn hợp quá giàu hay quá đậm đặc. . Tỷ lệ 1/15  1/ 17 gọi là hỗn hợp nghèo hay loãng. . Tỷ lệ 1/18  1/21 gọi là hỗn hợp quá nghèo hay qúa loãng. . Hỗn hợp có tỷ lệ > 1/5; < 1/22 không cháy được. 4 Cấu t o à nguyên lý làm iệc của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng 4 Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng sử dụng bộ chế hòa khí a Sơ đồ cấu t o 1. Thùng xăng 2. Ông dẫn xăng 3. Bầu lọc xăng 4 .Bơm xăng 5. Jích lơ xăng chính 6. Van kim 3 cạnh 7. Phao xăng 8. Buồng phao 9. Lỗ thông khí buồng phao 10. Bầu lọc không khí 11. Bướm gió 12. Họng khuếch tán 13. Vòi phun chính 14. Bướm ga 15. Họng hút 16. Cổ xả 17. Bộ ham thanh b Nguyên lý làm iệc - Khi động cơ làm việc, bơm xăng hút xăng từ thùng chứa, xăng qua bầu lọc đưa tới buồng phao của bộ chế hoà khí. - Ở kỳ hút piston từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới tạo sự giảm áp trong xi lanh, hút không khí qua bầu lọc gió vào họng khuếch tán, tại đây vận tốc dòng không khí tăng cao và áp suất giảm, tạo sự chênh lệch áp suất giữa buồng phao và họng khuếch tán. Do sự chênh áp, xăng được hút lên qua vòi phun chính và được phun vào họng khuếch tán, xăng gặp dòng không khí có vận tốc lớn, bị xé tơi thành các hạt nhỏ, hoà trộn với không khí tạo thành hỗn hợp NL, qua xupáp hút đi vào buồng đốt của động cơ. Khi bướm ga mở lớn 11 hỗn hợp vào nhiều, động cơ quay nhanh và ngược lại. Cụm phao và van kim có nhiệm vụ duy trì mực xăng cố định trong buồng phao, đảm bảo tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu cung cấp cho động cơ. - Ở cuối kỳ nén đầu kỳ nổ, bu gi bật tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu (xăng và không khí) đã được hòa trộn theo tỷ lệ, hỗn hợp bốc cháy, dãn nở, sinh công. - Ở kỳ xả, xu páp xả mở, piston dịch chuyển từ điểm chết dưới lên điểm chết trên. Nhờ sự chênh lệch áp suất trong xilanh và khí quyển, sản phẩm cháy được thải ra ngoài môi trường sau khi đã đi qua bộ trung hòa khí xả và bộ phận hãm, giảm thanh 4 2 Hệ thống phun xăng điện tử a Sơ đồ cấu t o Các bộ phận của hệ thống phun xăng điện tử bao gồm cả thiết bị phụ có thể chia theo chức năng của chúng gồm các hệ thống sau * Hệ thống cung cấp nhiên liệu gồm có: Thùng chứa nhiên liệu, bơm nhiên liệu, bầu lọc, ống phân phối, bộ ổn định áp suất, các vòi phun xăng. * Hệ thống cung cấp không khí: Các bộ phận này làm nhiệm vụ cung cấp đủ lượng không khí cần thiết cho quá trình cháy gồm có: bầu lọc gió, cảm biến lưu lượng khí, cổ họng gió, van khí phụ. * Hệ thống điều khiển điện tử: 12 Bao gồm các loại cảm biến khác nhau như cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến nhiệt độ khí nạp, cảm biến tốc độ động cơ... Bên cạnh đó ECU quyết định khoảng thời gian hoạt động của các vòi phun. Ngoài ra còn có một rơ le chính để cung cấp nguồn cho ECU, công tắc định thời vòi phun khởi động để điều khiển vòi phun khởi động khi lạnh trong quá trình khởi động động cơ. Có một rơ le mở mạch để điều khiển hoạt động của bơm nhiên liệu và một điện trở để làm ổn định hoạt động của vòi phun. b Nguyên lý làm iệc - Trong hệ thống này ECU chỉ kiểm soát và điều khiển vòi phun xăng. ECU nhận hai tín hiệu gốc là : số vòng quay động cơ ( lấy từ hệ thống đánh lửa ) và lưu lượng gió hoặc độ chân không sau bướm ga. Tín hiệu phụ là mức tải của động cơ thông qua cảm biến của vị trí bướm ga. - Khi cú đủ hai tín hiệu gốc ECU sẽ tính ra một chế độ phun nhất định ở thời điểm đó và điều khiển vòi phun mở theo chuẩn mực mẫu. Tuy vậy trong thời gian làm việc cần phải điều chỉnh lại chế độ phun xăng cho phù hợp với điều kiện cụ thể về nhiệt độ không khí, nhiệt độ nước làm mát, khi khởi động máy, khi điện áp nguồn giảm, khi chạy nóng máy...Việc hiệu chỉnh này căn cứ vào tín hiệu của các cảm biến báo về ECU. * Thực hành: Nhận biết các loại hệ thống nhiên liệu động cơ xăng 13 Bài 2: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG SỬ DỤNG BỘ CHẾ KHÒA KHÍ Mục tiêu - Trình bày được nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng sử dụng bộ chế hòa khí. - Kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa được các hư hỏng của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng sử dụng bộ chế hòa khí. - Tích cực, chủ động trong các giờ hoc. - Biết chia sẻ thông tin, tham gia nhiệt tình các hoạt động theo nhóm. - Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô. - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tác phong công nghiệp trong công việc. - Có ý thức tự học, tự chuẩn bị bài theo yêu cầu của giáo viên. Nội dung chính Cấu t o à nguyên lý làm iệc của hệ thống a Sơ đồ cấu t o 1. Thùng xăng 2. Ông dẫn xăng 3. Bầu lọc xăng 4 .Bơm xăng 5. Jích lơ xăng chính 6. Van kim 3 cạnh 7. Phao xăng 8. Buồng phao 9. Lỗ thông khí buồng phao 10. Bầu lọc không khí 11. Bướm gió 12. Họng khuếch tán 13. Vòi phun chính 14. Bướm ga 15. Họng hút 16. Cổ xả 17. Bộ ham thanh b Nguyên lý làm iệc - Khi động cơ làm việc, bơm xăng hút xăng từ thùng chứa, xăng qua bầu lọc đưa tới buồng phao của bộ chế hoà khí. - Ở kỳ hút piston từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới tạo sự giảm áp trong xi lanh, hút không khí qua bầu lọc gió vào họng khuếch tán, tại đây vận tốc dòng không khí tăng cao và áp suất giảm, tạo sự chênh lệch áp suất giữa buồng phao và họng khuếch tán. Do sự chênh áp, xăng được hút lên qua vòi 14 phun chính và được phun vào họng khuếch tán, xăng gặp dòng không khí có vận tốc lớn, bị xé tơi thành các hạt nhỏ, hoà trộn với không khí tạo thành hỗn hợp NL, qua xupáp hút đi vào buồng đốt của động cơ. Khi bướm ga mở lớn hỗn hợp vào nhiều, động cơ quay nhanh và ngược lại. Cụm phao và van kim có nhiệm vụ duy trì mực xăng cố định trong buồng phao, đảm bảo tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu cung cấp cho động cơ. - Ở cuối kỳ nén đầu kỳ nổ, bu gi bật tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu (xăng và không khí) đã được hòa trộn theo tỷ lệ, hỗn hợp bốc cháy, dãn nở, sinh công. - Ở kỳ xả, xu páp xả mở, piston dịch chuyển từ điểm chết dưới lên điểm chết trên. Nhờ sự chênh lệch áp suất trong xilanh và khí quyển, sản phẩm cháy được thải ra ngoài môi trường sau khi đã đi qua bộ trung hòa khí xả và bộ phận hãm, giảm thanh 2 Bộ chế hòa khí. a Sơ đồ cấu t o: Sơ đồ cấu tạo bộ chế hoà khí đơn giản 1. Buồng phao 2. Gích lơ xăng chính 3. Vòi phun 4. Họng kuếch tán 5. Hỗn hợp khí 6. Bướm ga 7. Ống góp 8. Phao xăng 9. Van kim. Cấu tạo: gồm hai phần chính buồng phao và buồng chế hỗn hợp - Buồng phao : gồm phao xăng, van kim, buồng xăng có tác dụng duy trì mực xăng cố định ( thấp hơn miệng vòi phun từ 2  5 mm) - Buồng chế hỗn hợp : gồm ống khuếch tán, bên trong có vòi phun chính và trong vòi phun có gíclơ xăng chính (là ống có lỗ hẹp để hạn chế lượng xăng phun ). Phía dưới có bướm ga để tăng, giảm lượng khí hỗn hợp vào xi lanh động cơ làm thay đổi vận tốc xe. b Nguyên lý làm iệc: Khi động cơ làm việc, ỏ kỳ hút xupáp mở piston dịch chuyển từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới, tạo độ chân không trong xi lanh, nhờ đó không khí được hút qua bầu lọc gió đi vào họng khuếch tán. Tại họng khuyếch tán có tiết diện hẹp, làm tốc độ dòng khí tăng và áp suất dòng khí 15 giảm xuống tạo ra sự chênh áp suất giữa buồng phao và họng khuyếch tán ( p = P0 – P4 ), do đó xăng được hút từ buồng phao qua gích lơ xăng và phun vào họng khuyếch tán. Tại đây xăng gặp dòng không khí có vận tốc lớn nên bị xé tơi thành các hạt nhỏ, hoà trộn với không khí thành hỗn hợp khí qua xupáp nạp vào buồng đốt động cơ.( vận tốc xăng phun khoảng 6m/s, vận tốc dòng không khí khoảng 100  120 mm/s ) Lượng khí hỗn hợp vào xi lanh phụ thuộc vào độ mở buớm ga. Bướm ga mở lớn khí hỗn hợp vào xi lanh nhiều làm tốc độ động cơ tăng và ngược lại. Buồng phao có tác dụng chứa và duy trì mức xăng cố định để đảm bảo tỷ lệ hỗn hợp khí hoà trộn và tránh trào xăng ra vòi phun. Khi mức xăng thấp phao xăng hạ xuống làm van kim xuống theo, van mở cho xăng bổ xung vào buồng phao, khi tới định mức phao xăng nổi lên đóng kín van kim, ngừng cấp xăng vào buồng phao. 2 3 Cấu t o, nguyên lý làm iệc của bộ chế hòa khí hiện đ i - Để khắc phụ nhược điểm của bộ chế hoà khí đơn giản trên các bộ chế hoà khí hiện đại bố trí các hệ thống xăng để hoàn thiện sự cung cấp nhiên liệu cho các chế độ làm việc khác nhau của động cơ. - Có các mạch xăng chính: mạch xăng không tải và tốc độ thấp; mạch xăng chính; mạch xăng toàn tải; mạch xăng tăng tốc; mạch xăng khởi động và bộ hạn chế tốc độ tối đa. a. M ch xăng không tải à tốc độ thấp ( ch y c m chừng ) Đảm bảo động cơ nổ ổn định khi xe đứng yên hoặc tốc độ thấp - Sơ đồ cấu tạo: ( hình 7.37 ) Hình 7.37 Hệ thống không tải và tốc độ thấp Hình 7.38 Mạch nhiên liệu chạy tốc độ thấp - Nguyên lý làm việc : 16 Khi chạy không tải bướm ga đóng gần kín. Độ chênh lệch áp suất ở họng khuyếch tán với buồng phao thấp ( P thấp ), không đủ hút xăng qua vòi phun chính. Lúc này độ chân không dưới bướm ga lớn hút không khí qua gíclơ không khí vào đường khí không tải đồng thời hút xăng qua gíclơ chính, gíclơ không tải. Xăng gặp không khí và hoà trộn với không khí tạo thành bọt xăng ( nhũ tương) trên đường không tải. Bọt xăng theo mạch phun vào lỗ phun không tải dưới bướm ga (O1). Lúc này lỗ trên bướm ga (O2) có tác dụng bổ sung không khí làm cho hỗn hợp không quá đậm. Lỗ chậm (O2) nằm phía trên lỗ phun không tải (O1) là lỗ quá độ (chuyển tải), khi bướm ga mở lớn dần, chuyển sang chế độ chạy chậm cả hai lỗ phun đều nằm dưới bướm ga nên hỗn hợp được phun ra cả hai lỗ phun làm tăng hỗn hợp cung cấp giúp cho động cơ chuyển từ chế độ không tải sang chế độ chạy chậm ổn định. ( hình 7.38) Vít điều chỉnh dùng để điều chỉnh tiết diện của lỗ phun không tải, qua đó điều chỉnh lượng hỗn hợp xăng ở chế độ không tải chuẩn.( chỉnh garăngti) b. M ch xăng chính ( Tốc độ nhanh, tải trung bình ) - Nhiệm vụ: Cung cấp hỗn hợp nhiên liệu cho chế độ xe chạy nhanh, tải trọng trung bình (chế độ làm việc thường xuyên của xe). Khi xe chạy tốc độ cao nhiên liệu vào nhiều làm hỗn hợp giàu xăng, cần hãm bới xăng vào để tránh hỗn hợp đậm đặc đảm bảo tính kinh tế của động cơ. - Sơ đồ cấu tạo:( hình 7.39, hình 7.310 ) Trong mạch có thêm lỗ không khí thông từ phía trên họng khuếch tán tới phía sau giclơ xăng chính. Hình 7.39 Hệ thống phun chính. Hình 7.310 Ống không khí phía sau gich lơ xăng chính - Nguyên lý làm việc: Khi động cơ hoạt động có tải ( bướm ga mở một phần ), lưu lượng không khí qua họng tăng và độ chân không tại họng khuyếch tán tăng cao. Độ chân 17 không lớn hút nhiên liệu qua gíclơ xănh chính, đồng thời cũng hút không khí qua đường không khí vào phía sau gíclơ chính xăng chính, làm giảm chênh áp giữa phía trước và phía sau gích lơ chính lên hạn chế lượng xăng phun ra qua gíclơ chính làm cho khí hỗn hợp loãng đi. Ngoài ra lượng không khí vào sau giclơ xăng chính hoà trộn với xăng trong vòi phun thành hỗn hợp thể bọt xăng (nhũ tương) khi được phun ra khỏi vòi phun chính sẽ hoà trộn tốt với không khí tạo khí hỗn hợp phù hợp với chế độ tải sử dụng. Chú ý: Để tạo nhiều bọt xăng, làm hỗn hợp hoà trộn tốt người ta làm ống không khí và ống xăng phía sau gích lơ xăng chính, ống không khí được nối thông với khoang không khí phía trên họng khuếch tán. Ống không khí và ống xăng được nối thông với rãnh bọt xăng bằng những lỗ khoan nhỏ. ( hình 7.310 ) c. M ch xăng ch y toàn tải (m ch làm đậm) ( hình 7.311 ) Dùng để làm đậm hỗn hợp khí khi động cơ chạy toàn tải, bướm ga mở gần hoàn toàn. Có hai phương pháp dẫn động hệ thống: dẫn động bằng cơ khí và dẫn động bằng chân không. * Dẫn động bằng cơ khí - Sơ đồ mạch xăng: (hình 7.12) gồm có gíclơ làm đậm ( giclơ tiết kiệm ) và van làm đậm được dẫn động từ trục bướm ga qua hệ thống thanh kéo. - Nguyên lý làm việc: Ở chế độ tải trung bình van làm đậm đóng, xăng chỉ được cấp vào vòi phun qua giclơ xăng chính. Khi bướm ga mở lớn từ 3/4 trở lên, qua dẫn động cần nối, cần kéo, cần đẩy làm van làm đậm mở, nhiên liệu qua van, qua giclơ làm đậm bổ xung cho vòi phun chính, làm hỗn hợp đậm đặc hơn để động cơ có công suất tối đa. Hình 7.311 Mạch xăng toàn tải dẫn động cơ khí Hình 7.313 Hệ thống định lượng cơ khí dùng kim định lượng 18 Chú ý: Trên một số bộ chế hoà khí hệ thống toàn tải không có van làm đậm và giclơ làm đậm mà sử dụng kim định lượng nối với cần điều khiển vị trí bướm ga. Kim có dạng hình trụ bậc cắm trong giclơ chính, khi bướm ga mở 3/4 trở lên, kim định lượng nhấc dần lên chỉ còn phần trụ nhỏ ở trong giclơ nhờ đó tăng tiết diện của lỗ giclơ làm hỗn hợp khí đậm lên khiến động cơ phát huy công suất lớn ( hình 7.13). * Hệ thống toàn tải dẫn động bằng chân không - Sơ đồ cấu tạo( hình 7.314) Hệ thống gồm van toàn tải (van làm đậm), được dẫn động bằng piston toàn tải và cần đẩy. Van toàn tải luôn được đóng nhờ lò xo B, piston toàn tải lắp trong xi lanh, phía trên piston nối thông với ống góp nạp và có lò xo A luôn đẩy piston đi xuống. - Nguyên lý làm việc: Khi bướm ga mở nhỏ hơn 3/4 ( động cơ có tải trung bình) độ chân không trong ống nạp tăng lên giữ piston ở vị trí trên. Van toàn tải đóng nhờ lò xo B. Khi bướm ga mở lớn trên Hình 7.314 Hệ thống toàn tải dẫn động bằng chân không. 3/4 (75%), độ chân không trong ống nạp giảm đi và piston toàn tải bị đẩy xuống nhờ lò xo A, mở van toàn tải, xăng được cung cấp cả 2 giclơ toàn tải và giclơ chính làm cho khí hỗn hợp đậm hơn. ( lượng nhiên liệu được cung cấp tăng khoảng 15  20% ). d M ch xăng tăng tốc Hình 7.315 Hệ thống tăng tốc dùng piston Hình 7.316 Hệ thống tăng tốc dùng màng 19 Công dụng: cung cấp một lượng xăng cần thiết để làm đậm hỗn hợp khí khi mở bướm ga đột ngột để tăng tốc xe. Có 2 loại bơm tăng tốc: bơm kiểu piston và bơm kiểu màng * Hệ thống dùng bơm piston: ( hình 7.315) - Sơ đồ cấu tạo: Bơm thường được dẫn động bằng cơ khí từ trục bướm ga thông qua cần nối, cần kéo và tấm nối. Bơm gồm có piston, xi lanh, lò xo bơm và các van xăng vào, xăng ra - Nguyên lý làm việc: Khi bướm ga mở đột ngột, tấm nối tỳ vào lò xo, ép piston đi xuống, áp lực xăng phía dưới piston tăng lên đẩy cho van xăng vào đóng lại, van xăng ra mở, xăng được phun vào họng khuếch tán, qua vòi phun tăng tốc.Van xăng vào thường mở và van xăng ra thường đóng do tự trọng của các van này. * Hệ thống dùng bơm kiểu màng ( hình 7.316) Cam được bố trí trên trục bướm ga và dẫn động cần bơm tương ứng với độ mở bướm ga, sau đó ép màng để cấp nhiên liệu. Các van xăng vào và van xăng ra làm việc như các van xăng ở bơm piston. e. Hệ thống khởi động Công dụng: Làm giàu hỗn hợp, giúp cho động cơ dễ khởi động khi trời lạnh. - Sơ đồ cấu tạo: ( hình 7.317) Các bộ chế hoà khí hiện nay thường lắp cơ cấu khởi động kiểu bướm gió đặt phía trên họng khuếch tán và sau bầu lọc không khí. Trên bướm gió thường bố trí van tự động mở với lò xo lá, nếu không có van tự động thì trục bướm gió được đặt lệch đường tâm nhằm mục đích tự động mở sau khi động cơ nổ máy. - Nguyên lý làm việc: Khi khởi động bướm gió đóng kín, tạo ra độ chân không lớn phía sau bướm gió, xăng được hút và phun qua vòi phun chính và mạch không tải, hỗn hợp lúc này rất đậm đặc làm động cơ dễ nổ. Hình 7.317 Hệ thống khởi động 20 Khi động cơ đã nổ và bướm gió chưa kịp mở, độ chân không sau bướm gió tăng cao, lúc này van tự động mở ra cung cấp thêm không khí qua họng khuếch tán để tạo khí hỗn hợp phù hợp cho động cơ ngay sau khi nổ máy. f. Bộ h n chế tốc độ tối đa Công dụng: Hạn chế số vòng quay lớn nhất của động cơ, đảm bảo an toàn, tránh động cơ vượt tốc quá mức quy định. Thường dùng cơ cấu kiểu li tâm và van chặn. * Bộ hạn chế tốc độ kiểu ly tâm - Sơ đồ cấu tạo:( hình 7.318) Gồm: Bộ truyền dẫn li tâm: do trục cam truyền động kéo rôto quay, trên rôto bố trí van đóng mở đường không khí, bình thường van luôn mở do lực lò xo. Bộ phận màng ngăn: Phía trên màng nối thông với ống không khí của bộ chế hoà khí thông qua van ở rôto. Phía dưới ăn thông với buồng hỗn hợp thông qua các giclơ không khí. Hìmh 7.318 Sơ đồ bộ hạn chế tốc độ li tâm Hình 7.319 Bộ hạn chế tốc độ kiểu van chặn 1. Dòng khí hỗn hợp; 2. Cam căng lò xo;3, 4. ốc hiệu chỉnh và lò xo; 5. Thanh tỳ. - Nguyên lý làm việc. Khi tốc độ trục khuỷu thấp hơn tốc độ quay tối đa, van của bộ truyền dẫn mở. Khoảng trống của buồng chân không trên màng ngăn ăn thông với ống không khí của bộ chế hoà khí qua van đang mở. Còn khoảng trống phía dưới màng ngăn ăn thông với buồng hỗn hợp qua các gíclơ . Dưới màng ngăn sinh ra độ chân không lớn và trục bướm ga quay tự do về phía mở, dưới tác dụng của lò xo. Khi tốc độ động cơ tăng tới một giá trị định mức, do lực li tâm van của bộ truyền dẫn đóng. Khoang trên màng ngăn không nối thông với ống không khí, trong khi đó độ chân không từ buồng hỗn hợp qua các giclơ truyền toàn bộ vào khoảng trống trên màng ngăn và tạo ra lực thắng sức căng lò xo, kéo 21 màng ngăn lên phía trên, thông qua cần đẩy, cầu nối đóng bớt bướm ga lại, làm giảm tốc độ động cơ. * Bộ hạn chế tốc độ kiểu van chặn - Sơ đồ cấu tạo: Bao gồm van chặn, cam gắn với trục của van chặn, lò xo và thanh tỳ. Lò xo luôn kéo van chặn mở, thông qua cam, còn thanh tỳ có tác dụng hãm, giữ van ở vị trí nào đó. - Nguyên lý hoạt động Khi tốc độ động cơ nhỏ hơn tốc độ tối đa, sức căng lò xo kéo mở van. Khi tốc độ động tối đa, sức hút của dòng hỗn hợp mạnh tạo mô men thắng sức căng lò xo, đóng bớt van làm tốc động cơ giảm xuống. 2 4 Sửa chữa bộ chế hòa khí hiện đ i a Hư hỏng: Các hư hỏng của bộ chế hoà khí đều dẫn đến 1 trong 2 khả năng: đó là làm đậm hoặc nhạt hỗn hợp khí so với thành phân hỗn hợp khí mà động cơ yêu cầu ở một chế độ làm việc nào đó. * Nguyên nhân làm đậm hỗn hợp khí: - Giclơ xăng chính bị mòn rộng. - Giclơ xăng chính lắp không chặt trên lỗ. - Điều chỉnh van làm đậm mở quá sớm (khi bướm ga mở chơa đến 85%) - Bướm gió mở không hết làm tăng độ chân không họng chế hoà khí. - Mức nhiên liệu quá cao, do nhiều nguyên nhân: Điều chỉnh lưỡi gà trên phao xăng quá thấp. Phao xăng bị thủng, bẹp. Lò xo giảm chấn trên phao xăng bị mất, hỏng. ... nạp vào sẽ lớn hơn và tấm đo mở rộng hơn. 2 Các cảm biến 2 Cảm biến lưu lượng khí n p 38 2 Chức năng à nhiệm ụ Cảm biến MAF có chức năng đo khối lượng khí nạp qua cửa hút và truyền tín hiệu về ECU để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun đạt tỉ lệ chuẩn và điều chỉnh góc đánh lửa phù hợp. Khi cảm biến lưu lượng khí nạp gặp vấn đề động cơ sẽ chạy không êm, không đều hoặc không chạy được, công suất động cơ kém, xe chạy tốn nhiên liệu hơn, chết máy, 2 2 Các lo i cảm biến lưu lượng khí n p Cảm biến lưu lượng khí nạp chủ yếu được chia thành 2 loại, các cảm biến để phát hiện khối lượng không khí nạp, và cảm biến đo thể tích không khí nạp, cảm biến đo khối lượng và cảm biến đo lưu lượng không khí nạp có các loại như sau. * Cảm biến đo khối lượng khí nạp: Kiểu dây sấy. * Cảm biến đo lưu lượng khí nạp: Kiểu cánh và kiểu gió xoáy quang học Karman. Hiện nay hầu hết các xe sử dụng cảm biến lưu lượng khí nạp khí kiểu dây nóng vì nó đo chính xác hơn, trọng lượng nhẹ hơn và độ bền cao hơn. a. Cảm biến đo lưu lượng khí nạp: Kiểu cánh * Cấu tạo: Được cấu thành từ nhiều bộ phận như thể hiện ở hình minh họa. Cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu cánh. * Nguyên lý hoạt động: Khi không khí đi qua cảm biến từ bộ lọc khí, nó đẩy tấm đo mở ra cho đến lực tác động vào tấm đo cân bằng với lò xo phản hồi. Chiết áp được nối đồng trục với tấm đo này, sẽ biến đổi thể tích không khí nạp thành một tín hiệu điện áp (tín hiệu VS) được truyền đến ECU động cơ. * Sơ đồ mạch điện Có hai loại cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu cánh, chúng khác nhau về mạch điện. Một loại điện áp VS giảm khi lượng khí nạp lớn, còn loại kia tăng khi lượng khí nạp tăng. 39 Loại 1: ECU động cơ có 1 mạch điện áp không đổi cấp điện áp 5V đến cực VC của cảm biến. Vì vậy, điện áp ra tại cực VS sẽ luôn báo chính xác góc mở của tấm đo và do đó báo chính xác lượng khí nạp. Sơ đồ chân cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu cánh – loại 1. Loại 2: Loại cảm biến này được điện áp ắc quy đến cực VB. Loại cảm biến lưu lượng khí nạp này không được cấp điện áp không đổi 5V từ ECU nên điện áp được xác định bởi tỷ số điện trở VB và VC và điện trở VC và E2 được đưa đến ECU động cơ qua cực VC. Kết quả là, thậm chí khi điện áp VS bị ảnh hưởng bởi sự dao động của điện áp ắc quy, ECU động cơ sẽ tính toán theo công thức sau để nhận biết chính xác khí nạp. Công thức tính lưu lượng khí nạp Sơ đồ chân cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu cánh – loại 2. b. Cảm biến đo lưu lượng khí nạp: Kiểu gió xoáy quang học Karman * Cấu tạo: Kiểu cảm biến lưu lượng khí nạp này trực tiếp cảm nhận thể tích không khí nạp bằng quang học. So với cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu cánh, nó có thể 40 làm nhỏ hơn và nhẹ hơn về trọng lượng. Cấu tạo đơn giản của đường không khí cũng giảm sức cản của không khí nạp. Cấu tạo cảm biến đo lưu lượng khí nạp kiểu gió xoáy quang học Karman * Nguyên lý hoạt động: Một trụ “bộ tạo dòng xoáy” được đặt ở giữa một luồng không khí đồng đều tạo ra gió xoáy được gọi là “gió xoáy Karman” ở hạ lưu của trụ này. Vì tần số dòng xoáy Karman được tạo ra tỷ lệ thuận với tốc độ của luồng không khí, thể tích của luồng không khí có thể được tính bằng cách đo tần số của gió xoáy này. Các luồng gió xoáy được phát hiện bằng cách bắt bề mặt của một tấm kim loại mỏng (được gọi là “gương”) chịu áp suất của các gió xoáy và phát hiện các độ rung của gương bằng quang học bởi một cặp quang điện (một LED được kết hợp với một tranzito quang). Nguyên lý hoạt động cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu gió xoáy quang học Karman 41 Tín hiệu của thể tích khí nạp (KS) là một tín hiệu xung giống như tín hiệu được thể hiện trong hình minh họa. Khi thể tích không khí nạp nhỏ, tín hiệu này có tần số thấp. Khi thể tích khí nạp lớn, tín hiệu này có tần số cao. * Sơ đồ mạch điện: Sơ đồ mạch điện cảm biến đo lưu lượng khí nạp kiểu gió xoáy quang học Karman c. Cảm biến đo khối lượng khí nạp: Kiểu dây sấy Cấu tạo: Cảm biến lưu lượng khí nạp gọn và nhẹ như được thể hiện trong hình minh họa ở bên dưới là loại cắm phích được đặt vào đường không khí, và làm cho phần không khí nạp chạy qua khu vực phát hiện. Một dây nóng và nhiệt điện trở, được sử dụng như một cảm biến, được lắp vào khu vực phát hiện. Bằng cách trực tiếp đo khối lượng không khí nạp, độ chính xác phát hiện được tăng lên và hầu như không có sức cản của không khí nạp. Ngoài ra, vì không có các cơ cấu đặc biệt, dụng cụ này có độ bền Cấu tạo cảm biến đo khối lượng khí nạp: Kiểu dây sấy 42 tuyệt hảo. Nguyên lý hoạt động: Dòng điện chạy vào dây sấy (bộ sấy) làm cho nó nóng lên. Khi không khí chạy quanh dây này, dây sấy được làm nguội tương ứng với khối không khí nạp. Bằng cách điều chỉnh dòng điện chạy vào dây sấy này để giữ cho nhiệt độ của dây sấy không đổi, dòng điện đó sẽ tỷ lệ thuận với khối không khí nạp. Sau đó có thể đo khối lượng không khí nạp bằng cách phát hiện dòng điện đó. Trong trường hợp của cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy, dòng điện này được biến đổi thành một điện áp, sau đó được truyền đến ECU động cơ từ cực VG. * Sơ đồ mạch điện: Trong cảm biến lưu lượng khí nạp thực tế, một dây sấy được ghép vào mạch cầu. Mạch cầu này có đặc tính là các điện thế tại điểm A và B bằng nhau khi tích của điện trở theo đường chéo bằng nhau ([Ra R3]*R1=Rh*R2). Khi dây sấy này (Rh) được làm mát bằng không khí nạp, điện trở tăng lên dẫn đến sự hình thành độ chênh giữa các điện thế của các điểm A và B. Một bộ khuyếch đại xử lý phát hiện chênh lệch này và làm tăng điện áp đặt vào mạch này (làm tăng dòng điện chạy qua dây sấy (Rh)). Khi thực hiện việc này, nhiệt độ của dây sấy (Rh) lại tăng lên dẫn đến việc tăng tương ứng trong điện trở cho đến khi điện thế của các điểm A và B trở nên bằng nhau (các điện áp của các điểm A và B trở nên cao Sơ đồ mạch điện cảm biến đo khối 43 hơn). Bằng cách sử dụng các đặc tính của loại mạch cầu này, cảm biến lưu lượng khí nạp có thể đo được khối lượng không khí nạp bằng cách phát hiện điện áp ở điểm B. lượng khí nạp: Kiểu dây sấy 2 3 Vị trí lắp đặt Cảm biến lưu lượng khí nạp được gắn trên đường ống dẫn không khí từ lọc gió đến bộ phận điều khiển bướm ga. Vị trí lắp đặt cảm Biến Lưu Lượng Khí Nạp – MAF Sensor. 2 4 Các triệu chứng hư hỏng thường gặp Khi cảm biến lưu lượng khí nạp bị hư hỏng, đèn CHECK ENGINE sáng hoặc nhấp nháy, động cơ chạy không êm, không đều hoặc không chạy được, công suất động cơ kém, xe chạy tốn nhiên liệu hơn, chết máy, 2 2 Cảm biến nhiệt độ khí n p 2.2.1. Chức năng của cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT Cảm biến nhiệt độ khí nạp được dùng để đo nhiệt độ khí nạp vào động cơ và gửi về hộp ECU để ECU thực hiện hiệu chỉnh: Hiệu chỉnh thời gian phun theo nhiệt độ không khí: Bởi ở nhiệt độ không khí thấp mật độ không khí sẽ đặc hơn, và ở nhiệt độ cao mật độ không khí sẽ thưa hơn (ít ô xy hơn) - Nếu nhiệt độ thấp thì ECU sẽ hiệu chỉnh tăng thời gian phun nhiên liệu. - Nếu nhiệt độ cao thì ECU sẽ hiệu chỉnh giảm thời gian phun nhiên liệu. Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ không khí: Bởi nếu nhiệt độ khí nạp thấp thì thời gian màng lửa cháy lan ra trong buồng đốt sẽ chậm hơn khi nhiệt độ khí nạp cao - Nếu nhiệt độ thấp thì ECU sẽ hiệu chỉnh tăng góc đánh lửa sớm. - Nếu nhiệt độ cao thì ECU sẽ hiệu chỉnh giảm góc đánh lửa sớm. 44 2.2.2. Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ khí nạp Là một điện trở nhiệt có trị số điện trở âm ( điện trở tăng lên khi nhiệt độ thấp và ngược lại). 2 2 3 Nguyên lí ho t động của cảm biến nhiệt độ khí n p Cảm biến nhiệt độ khí nạp được đặt ở đường ống nạp (sau bầu lọc gió), hoặc nằm chung với cảm biến khối lượng khí nạp (MAF) hay cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP). Khi nhiệt độ không khí thấp điện trở cảm biến sẽ cao và ngược lại khi nhiệt độ không khí tăng điện trở của cảm biến sẽ giảm. sự thay đổi điện trở của cảm biến sẽ làm thay đổi điện áp đặt ở chân cảm biến. 2 2 4 Thông số kĩ thuật của cảm biến nhiệt độ khí n p Ở nhiệt độ 25 c thì Rcb= 1K – 1.6 K . 2 2 5 Sơ đồ m ch điện của cảm biến nhiệt độ khí n p 45 2 2 6 Vị trí của cảm biến nhiệt độ khí n p – Nằm chung với MAP,MAF – Năm rời bên ngoài ( gần bầu lọc gió). 2 2 7 Cách thức kiểm tra à đo kiểm cảm biến nhiệt độ khí n p – Đo bằng cách dùng máy sấy tóc hơ vào cảm biến, lấy đồng hồ đo sự thay đổi điện trở của cảm biến. Nếu kim đồng hồ đo có sự thay đổi, chứng tỏ cảm biến đang hoạt động tốt. Nếu kim đồng hồ không có sự thay đổi thì có thể cảm biến đã bị hư hỏng. So sánh với bảng giá trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ của cảm biến để kiểm tra cho chính xác. 2 2 8 Các hư hỏng thường gặp của cảm biến nhiệt độ khí n p – Cảm biến hư do đứt dây hoặc dây cảm biến chạm nhau (dây cảm biến chạm dương hoặc chạm mát). 2 2 9 Kinh nghiệm thực tế khi sửa chữa cảm biến nhiệt độ khí n p – Thường bị dính bẩn. (Có thể vệ sinh bằng RP7, tuyệt đối không được dùng vòi hơi sịt vì nó thường nằm chung với MAF). – Cảm biến nhiệt độ không khí nạp Intake Air Temperature (IAT) khi bị lỗi cảm biến nhiệt độ không khí nạp động cơ cũng không ảnh hưởng nhiều tới công suất, cảm giác máy nổ không có gì khác là mấy. 2 3 Cảm biến trục khuỷu 2.3.1. Chức năng và nhiệm vụ của cảm biến vị trí trục khuỷu 46 Cảm biến vị trí trục khuỷu có nhiệm vụ đo tín hiệu tốc độ của trục khuỷu, vị trí trục khuỷu gửi về cho ECU và ECU sử dụng tín hiệu đó để tính toán góc đánh lửa sớm cơ bản, thời gian phun nhiên liệu cơ bản cho động cơ. 2.3.2. Cấu tạo và NLLV của cảm biến vị trí trục khuỷu a. Cấu tạo: – Cảm biến ị trí trục khuỷu lo i cảm biến từ: gồm có cuộn dây điện từ, lõi nam châm v nh cửu và vành răng tạo xung. – Cảm biến ị trí trục khuỷu lo i Hall: Gồm 1 phần tử Hall ở đầu cảm biến, IC và nam châm v nh cửu trong cảm biến – Cảm biến ị trí trục khuỷu lo i Quang: (nằm trong bộ chia điện) b. Nguyên lí ho t động của cảm biến ị trí trục khuỷu 47 Khi trục khuỷu quay nó sẽ tạo ra một tín hiệu xung gửi về hộp ECU, ECU sẽ sử dụng thuật toán logic được lập trình sẵn trong hộp, nó đếm số xung đó trên một đơn vị thời gian và tính toán được tốc độ của trục khuỷu. c Thông số kĩ thuật của cảm biến ị trí trục khuỷu – Loại cảm biến từ có điện trở 400 - 1500 tùy từng hãng (Loại nằm trong denco có điện trở nhỏ hơn, khoảng 200 -300 ). Loại cảm biến này tạo ra xung hình sin. Xung từ 0,5-4,5V. – Loại Hall và quang: Tạo ra xung hình vuông 0V và 5V( cấp nguồn 12V 2 loại cảm biến này vẫn suất xung 0V và 5V. 2 3 3 Sơ đồ m ch điện của cảm biến ị trí trục khuỷu – Loại cảm biến điện từ có 2 dây (không cần nguồn cấp), một số xe sử dụng thêm dây bọc chống nhiễu nên ta thấy giắc cắm nó có 3 pin. 48 2 3 4 Vị trí của cảm biến ị trí trục khuỷu trên xe – Các thế hệ đời thấp vẫn sử dụng bộ chia điện, cảm biến nằm trong DENCO. – Các thế hệ động cơ sau này sử dụng hệ thống đánh lửa trực tiếp, cảm biến nằm ở đầu máy, đuôi bánh đà hoặc giữa lock ,máy. 2.3.5. Cách thức kiểm tra - đo kiểm trên cảm biến vị trí trục khuỷu – Đối với loại cảm biến từ: Kiểm tra điện trở cuộn dây Kiểm tra khe hở đầu cảm biến tới vành tạo xung: 0,3mm-0,5mm (loại nằm trong denco); 0.5mm-1,5mm loại cb bắt ở đầu Puly, hay đuôi bánh đà. Kiểm tra xung tín hiệu đầu ra theo đúng biên dạng như phần thông số kỹ thuật. 49 – Đối ới lo i cảm biến Hall à Quang Kiểm tra khi bật chìa khóa On: Chân dương có 12V, mát 0V, signal 5V. Sử dụng đồng hồ osiloscope đo chân Signal khi đề máy có tín hiệu xung vuông như phần thông số kỹ thuật. – Khi dùng máy chẩn đoán có thể phân tích tín hiệu cảm biến trục khuỷu bằng cách phân tích dữ liệu Engine Speed. 2.3.6. Các hư hỏng thường gặp trên cảm biến vị trí trục khuỷu – Chỉnh sai khe hở từ – Đứt dây – Dây tín hiệu chạm dương, chạm mát – Lỏng giắc – Chết cảm biến – Gãy răng tạo tín hiệu trên vành răng do dùng tua vít bẩy 2.3.7. Kinh nghiệm thực tế khi sửa chữa cảm biến vị trí trục khuỷu – Chỉnh khe hở từ quá lớn có thể không nổ được do xung yếu – Không dùng tua vít để bẩy vành răng ra khi đại tu động cơ, có thể làm gãy mất răng tạo xung. – Với cảm biến loại từ khi đảo lộn 2 dây tín hiệu cho nhau động cơ nổ không tốt hoặc không nổ( vì tín hiệu đánh lửa lệch bị lệch). – 90% các dòng xe mất cảm biến trục khuỷu không nổ được máy. – Một số xe khi mất tín hiệu cảm biến trục khuỷu vẫn dùng tín hiệu cảm biến trục cam nổ máy được. 2.3.8. Hình ảnh vị trí thực tế trên xe Cảm biến trục khuỷu thường nằm ở đầu buly, đuôi bánh đà, trên hộp số. Máy xăng Máy d u 2.4. Cảm biến trục cam 2.4.1. Chức năng và nhiệm vụ của cảm biến vị trí trục cam 50 Cảm biến vị trí trục cam CPS (Camshaft Position Sensor) nắm một vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển của động cơ. ECU sử dụng tín hiệu này để xác định điểm chết trên của máy số 1 hoặc các máy, đồng thời xác định vị trí của trục cam để xác định thời điểm đánh lửa (với động cơ xăng) hay thời điểm phun nhiên liệu (động cơ phun dầu điện tử Common rail) cho chính xác. - Với những động cơ đời mới hiện nay được trang bị thêm hệ thống điều khiển trục cam biến thiên thông minh cảm biến trục cam còn đóng vai trò giám sát sự hoạt động của hệ thống điều khiển trục cam biến thiên, ECU sử dụng tín hiệu của cảm biến này để xác định rằng hệ thống Trục cam biến thiên có đang làm việc đúng như tín hiệu từ hộp ECU điều khiển hay không. 2.4.2. Cấu tạo và NLLV của cảm biến vị trí trục cam a Cấu t o: Cảm biến vị trí trục cam trên ô tô thường có 2 loại  Loại cảm biến hiệu ứng điện từ  Loại cảm biến hiệu ứng Hall 51 - Loại cảm biến hiệu ứng điện từ có cấu tạo chính là một cuộn dây điện từ và một nam châm v nh cửu, nó như 1 máy phát điện mini, khi hoạt động nó tạo ra 1 xung điện áp hình sin gửi về ECU. - Xe đời mới hiện nay đa số sử dụng lo i Hall được cấu tạo bởi những bộ phận chính là một phần tử Hall đặt ở đầu cảm biến, một nam châm v nh cửu và một IC tổ hợp nằm trong cảm biến. – Ngoài ra, trên một số dòng xe vẫn còn sử dụng Delco chia điện, cảm biến trục nằm trong bộ chia điện và còn sử dụng loại Cảm biến Quang, nhưng giờ không còn thông dụng và ít dùng. b. Nguyên lí hoạt động của cảm biến vị trí trục cam Khi trục khuỷu quay, thông qua dây cam dẫn động làm trục cam quay theo, trên trục cam có 1 vành tạo xung có các vấu cực, các vấu cực này quét qua đầu cảm biến, khép kín mạch từ và cảm biến tạo ra 1 xung tín hiệu gửi về 52 ECU để ECU nhận biết được điểm chết trên của xi lanh số 1 hay các máy khác. Số lượng vấu cực trên vành tạo xung của trục cam khác nhau tùy theo mỗi động cơ. – Phân loại dạng xung sinh ra của cảm biến trục cam. Cảm biến trục cam loại Điện từ: Tạo ra loại xung có dạng hình sin, Xung này có điện áp từ 0,5-4,5V. Cảm biến trục cam loại Hall: Tạo ra loại xung có dạng vuông. Cảm biến loại Quang (sử dụng trong bộ chia điện): Tạo ra loại xung có dạng vuông. 2.4.3. Thông số k thuật của cảm biến vị trí trục cam 53 – Đo điện trở cuộn dây của cảm biến trục cam loại điện sấp xỉ khoảng 400 - 1000 – Loại cảm biến điện từ nằm trong denco (xe đời cũ) có điện trở thấp hơn, sấp xỉ khoảng 200 -300 ) – Loại cảm biến Hall thì có điện trở không giống nhau giữa các xe. – Khe hở không khí giữa đầu cảm biến và vấu cực tạo xung khoảng 0.5-2mm 2.4.4. Sơ đồ mạch điện của cảm biến vị trí trục cam Mạch điện cảm biến trục cam loại điện từ (2 dây, không cần nguồn cấp), có những xe đời mới sử dụng thêm 1 dây nối mass bọc xung quanh 2 dây tín hiệu để chống nhiễu tín hiệu. Mạch điện cảm biến vị trí trục cam loại Hall gồm 3 dây, (1 dây nguồn cấp cho cảm biến (5v hoặc 12v), 1 dây mass cảm biến và 1 dây tín hiệu gửi về ECU) 2.4.5. Vị trí của cảm biến vị trí trục cam – Trên nắp dàn cò hoặc gang bên cạnh nắp dàn cò. 54 2.4.6. Cách thức kiểm tra- đo kiểm cảm biến vị trí trục cam – Đối ới lo i cảm biến Từ: Chúng ta sử dụng đồng hồ VOM kiểm tra điện trở của cuộn dây và so sánh nó với giá trị điện trở của nó trong tài liệu hướng dẫn sửa chữa ô tô bạn đang sửa Kiểm tra khe hở từ nằm trong khoảng: 0,5mm-1,5mm  Kiểm tra tín hiệu của cảm biến bằng đồng hồ đo VOM như sau: B1: Dùng đồng hồ VOM điện tử và bật trở về ở nấc thang đo 2,5 DCV, đặt 2 đầu que đo vào 2 chân của cảm biến. B2: Sử dụng một thanh kim loại (chiếc cờ lê) quét qua đầu cảm biến liên tục và nhìn thấy kim đồng hồ vung lên và trả về liên tục -> như vậy là cảm biến có tạo ra xung điện áp. – Để chắc chắn hơn chúng ta nên kiểm tra xung tín hiệu đầu ra bằng háy hiển thị xung theo đúng biên dạng như phần thông số kỹ thuật. – Lo i cảm biến Hall à Quang Đối với 2 loại cảm biến này, chúng ta kiểm tra khi bật On chìa: Chân dương có 12V (hoặc 5V), mát 0V, signal 5V. Sử dụng đồng hồ đo hiển thị xung (osiloscope) đo chân Signal khi đề máy có tín hiệu xung vuông như phần thông số kỹ thuật. Lưu ý: Bạn nên tháo cảm biến ra ngoài vệ sinh và kiểm tra lại xem cảm biến có bị hư hỏng vật lý hay bị bụi bẩn không. 2.4.7. Các hư hỏng thường gặp của cảm biến vị trí trục cam 55 – Chỉnh sai khe hở từ (với loại cảm biến nằm trong Delco) – Đứt dây – Dây tín hiệu chạm dương, chạm mát – Lỏng giắc – Chết cảm biến – Gãy răng tạo tín hiệu trên vành răng do dùng tua vít bẩy– Hư hộp ECU nên báo lỗi cảm biến trục cam 2.4.8. kinh nghiệm thực tế khi sửa chữa cảm biến vị trí trục cam Khi cảm biến trục cam hư hỏng ECU sẽ điều khiển báo đèn Check Engine để báo cho tài xế biết cần phải mang xe tới Gara để kiểm tra, trường hợp mất tín hiệu của cảm biến trục cam sẽ có hiện tượng đề kéo dài hơn mới nổ máy, công suất động cơ bị giảm Trên một số loại xe, cảm biến vị trí trục cam bị hư hỏng sẽ khiến bugi không thể đánh lửa và làm cho xe của bạn không thể nổ máy. Trên một số xe phun dầu điện tử Common Rail của Hyundai –Kia khi bị mất tín hiệu cảm biến trục cam trước khi đề máy sẽ không có tín hiệu điều khiển kim phun và không thể nổ máy. Lúc này sẽ báo đèn Check engine trên bảng taplo. Các mã lỗi thường thấy khi cảm biến ị trí trục cam bị hư hỏng như sau: TH nhận d ng các cảm biến trục khuỷu à cảm biến trục cam 2 5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 2 5 Chức năng à nhiệm ụ của cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Engine Coolant Temperature (ECT) sử dụng để đo nhiệt độ nước làm mát của động cơ và gửi tín hiệu về ECU để ECU thực hiện những hiệu chỉnh sau: – Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm: Khi nhiệt độ động cơ thấp ECU sẽ thực hiện hiệu chỉnh tăng góc đánh lửa sớm, và nhiệt độ động cơ cao ECU sẽ điều khiển giảm góc đánh lửa sớm. 56 – Hiệu chỉnh thời gian phun nhiên liệu: Khi nhiệt độ động cơ thấp ECU sẽ điều khiển tăng thời gian phun nhiên liệu (tăng độ rộng xung nhấc kim phun) để làm đậm, Khi nhiệt độ động cơ cao ECU sẽ điều khiển giảm thời gian phun nhiên liệu. – Điều khiển qu t làm mát: Khi nhiệt độ nước làm mát đạt xấp xỉ 80- 87 ECU điều khiển quạt làm mát động cơ bắt đầu quay tốc độ thấp (quay chậm), Khi nhiệt độ nước làm mát đạt xấp xỉ 95-98 ECU điều khiển quạt làm mát quay tốc độ cao (quay nhanh). – Điều khiển tốc độ không tải: Khi mới khởi động động cơ, nhiệt độ động cơ thấp ECU điều khiển van không tải (Hoặc bướm ga điện tử) mở rộng ra để chạy ở tốc độ không tải nhanh (tốc độ động cơ đạt xấp xỉ 900-1000V/P) để hâm nóng động cơ giúp giảm ma sát giữa các bộ phận trong động cơ và nhanh chóng đạt được nhiệt độ vận hành ổn định. – Điều khiển chuyển số: ECU điều khiển hộp số tự động sử dụng thêm tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát để điều khiển chuyển số, nếu nhiệt độ nước làm mát còn thấp ECU điều khiển hộp số tự động sẽ không điều khiển chuyển lên số truyền tăng OD. – Ngoài ra Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát còn sử dụng để báo lên đồng hồ báo nhiệt độ nước làm mát (xe đời cũ sử dụng cục báo nhiệt độ nước riêng) – Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát còn được dùng để điều khiển hệ thống kiểm soát khí xả (EGR), điều khiển trạng thái hệ thống phun nhiên liệu (Open Loop – Close Loop), điều khiển ngắt tín hiệu điều hòa không khí A/C khi nhiệt độ nước làm mát quá cao . Ở một số xe, ngoài cảm biến nhiệt độ nước làm mát chính gắn trên thân động cơ, còn có 1 cảm biến nhiệt độ nước làm mát gắn ở trên két nước làm mát hoặc đầu ra của van hằng nhiệt, mục đích giám sát sự làm việc của van hằng nhiệt (van hằng nhiệt được điều khiển điện). 2 5 2 Cấu t o à NLLV của cảm biến nhiệt độ nước làm mát a Cấu t o: Cấu tạo của cảm biến ECT có dạng trụ rỗng với ren ngoài, bên trong có lắp một nhiệt điện trở có hệ số nhiệt điện trở âm.( điện trở tăng lên khi nhiệt độ thấp và ngược lại). b Nguyên lí ho t động của cảm biến nhiệt độ nước làm mát 57 - Cảm biến nhiệt độ nước làm mát nằm trong khoang nước của động cơ, tiếp xúc trực tiếp với nước của động cơ. Vì có hệ số nhiệt điện trở âm nên khi nhiệt độ nước làm mát thấp điện trở cảm biến sẽ cao và ngược lại khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên điện trở của cảm biến sẽ giảm xuống. Sự thay đổi điện trở của cảm biến sẽ làm thay đổi điện áp đặt ở chân cảm biến. - Điện áp 5V qua điện trở chuẩn (điện trở này có giá trị không đổi theo nhiệt độ) đến cảm biến rồi trở về ECU về mass. Như vậy điện trở chuẩn và nhiệt điện trở trong cảm biến tạo thành một cầu phân áp. Điện áp điểm giữa cầu được đưa đến bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự – số (bộ chuyển đổi ADC – Analog to Digital converter). - Khi nhiệt độ động cơ thấp, giá trị điện trở cảm biến cao và điện áp gửi đến bộ biến đổi ADC lớn. Tín hiệu điện áp được chuyển đổi thành một dãy xung vuông và được giải mã nhờ bộ vi xử lý để thông báo cho ECU động cơ biết động cơ đang lạnh. Khi động cơ nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm kéo theo điện áp đặt giảm, báo cho ECU động cơ biết là động cơ đang nóng. 2 5 3 Thông số kĩ thuật của cảm biến nhiệt độ nước làm mát – Ở nhiệt độ 30 độ C: Rcb = 2-3 kg – Ở nhiệt độ 100 độ C: Rcb = 200-300 2 5 4 Sơ đồ m ch điện của cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến nhiệt độ nước làm mát thường có 2 dây, Một số xe có bố trí một điện trở nhiệt để báo nhiệt độ nước làm mát lên đồng hồ taplo chung với cảm biến nhiệt độ nước làm mát nên ta 58 thấy có những loại 3 dây hoặc 4 dây. 2 5 5 Kiểm tra à đo kiểm ới cảm biến nhiệt độ nước làm mát Kiểm tra điện trở của cảm biến phải thay đổi theo nhiệt độ theo bảng thông số của nhà sản xuất. có thể sử dụng 1 cốc nước nóng, lạnh hoặc lấy bật lửa hơ đầu cảm biến và kiểm tra điện trở thay đổi theo. - Nếu dùng bật lửa đốt mà điện trở có giá trị từ 0,2 – 0,3 , thì cảm biến còn hoạt động tốt. - Nếu nhúng vào nước lạnh mà giá trị điện trở tăng từ 4,8 – 6,6 , thì cảm biến hoạt động tốt. - Có thể sử dụng máy chẩn đoán để kiểm tra sự thay đổi nhiệt độ của cảm biến khi nổ máy. 7 Các hư hỏng thường gặp trên cảm biến nhiệt độ nước làm mát – Hư cảm biến. – Đứt dây, chạm mát, chạm dương. – Thông thường khi hở mạch cảm biến đạt ở -40 C, một số xe cảm biến sẽ đặt ở 20 C để không ảnh hưởng nhiều tới sự phun nhiên liệu, tránh phun nhiê n liệu quá đậm khi lỗi mạch cảm biến. 8 Kinh nghiệm thực tế khi sửa chữa cảm biến nhiệt độ nước làm mát – Khi lắp cảm biến cần phải kiểm tra xem nước có bị rò rỉ hay không. – Khi bị hở mạch cảm biến nhiệt độ nước làm mát ECU hiểu rằng nhiệt độ nước làm mát đang rất thấp và sẽ phun rất đậm nhiên liệu, đậm quá có thể gây ngợp xăng, không nổ được máy. 9 Vị trí của cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến nhiệt độ nước làm mát nằm trên lock máy hoặc trên đường ống nước làm mát, đầu cảm biến tiếp xúc với được làm mát. 2 6 Cảm biến oxi 2.6.1. Chức năng và nhiệm vụ của cảm biến Oxy Cảm biến oxy sử dụng để đo nồng độ oxy còn thừa trong khí xả gửi về ECU, ECU dựa vào tín hiệu cảm biến ô xy gửi về sẽ hiểu được tình trạng nhiên liệu đang giàu (đậm) hay đang nghèo (nhạt) và từ đó đưa ra tín hiệu điều chỉnh lượng phun cho thích hợp. Phân tích thông số Long Term Fuel Trim và Short Term Fuel Trim để thấy được sự hiệu chỉnh nhiên liệu. 59 2.6.2. Cấu tạo của và NLLV cảm biến Oxy a. Cấu tạo: Cảm biến Oxy có 2 loại cơ bản: *) Cảm biến Oxy loại narrowband: Lo i làm bằng Gốm Ziconium: Loại được làm bằng gốm ziconium và được phủ 1 lớp Platin ở bề mặt tiếp xúc với khí xả. có đường dẫn không khí đi vào bên trong lõi cảm biến. Ở điều kiện nhiệt độ cao (trên 350 độ C), với sự chênh lệch nồng độ khí xả của 2 bề mặt ngoài và trong lõi cảm biến, cảm biến sẽ tạo ra 1 tín hiệu điện áp nằm trong khoảng 0.1-0.9V. + Điện áp càng nhỏ là càng nghèo nhiên liệu. + Điện áp càng lớn là càng giàu nhiên liệu. Để cảm biến nhanh đạt tới nhiệt độ vận hành khi mới khởi động (trên 350 độ C), Cảm biến có thêm 1 điện trở nung nóng bên trong để nung nóng cảm biến khi mới nổ máy. Giá trị của điện trở nung nóng nằm khoảng 6-13 . Lo i làm bằng Titanium: Loại này làm bằng titanium, loại này ít dùng vì giá thành rất đắt (phản ứng nhanh hơn, không cần đưa không khí đi vào lõi của cảm biến, độ bền cao hơn), loại này thay đổi điện trở theo nồng độ oxy trong khí xả. Cảm biến có thêm 1 điện trở nung nóng bên trong để nung nóng cảm biến khi mới nổ máy. *) Cảm biến Oxy loại Wideband: Lo i cảm biến Wideband (A/F sensor) Loại cảm biến này phức tạp hơn, gồm có Nernst Cell giống cảm biến oxy Ziconium đồng thời có Pump Cell để Oxy hóa oxy trong buồng tham chiếu. 60 b. Nguyên lí hoạt động của cảm biến Oxy – Cảm biến oxy được lắp tại ống xả , bề mặt làm việc của cảm biến tiếp xúc trực tiếp với khí xả, trong lõi của cảm biến có đường đưa không khí từ ngoài vào, sự chênh lệch về nồng độ oxy giữa 2 bề mặt của cảm biến oxy sẽ tạo ra 1 điện áp: 0,1-0,9V. Tín hiệu điện áp gần 0V là hỗn hợp nhiên liệu đang nghèo. Tín hiệu điện ápgần 0.9V là hỗn hợp nhiên liệu đang giàu. – cảm biến oxy làm việc trên dựa vào độ chênh lệch nồng độ oxy giữa 2 bề mặt của cảm biến, cảm biến sẽ làm việc tốt ở nhiệt độ 350 C, cho nên người ta bố trí 1 bộ phận nung nóng trong cảm biến để giúp cảm biến nhanh đạt đến nhiệt độ làm việc khi động cơ nguội. – Khi On chìa dây sấy của cảm biến sẽ được ECU nhịp mát để nung nóng cảm biến. Loại cảm biến Oxy hay dùng là Ziconium: – Những xe đời mới sử dụng thêm 1 cảm biến Oxy phía sau bầu xúc tác khí xả để giám sát sự làm việc của bầu xúc tác khí xả. điện áp đầu ra của cảm biến Oxy số 2 rất ít thay đổi, thông thường nằm ở mức 0.45V. 2.6.3. Thông số k thuật của cảm biến Oxy Cảm biến oxy có 2 phần: – Phần điện trở nung nóng: 6-13 (Loại A/F sensor : 2-4 ) – Phần tín hiệu: * Lo i thường: ở dạng tín hiệu điện áp thay đổi 61 – Lo i Ziconium: 0.1V -0,9V – Lo i Titanium: 0.1V – 5V * Lo i wideband (A/F): 2.2V -4.2V Ngược với cảm biến Oxy loại thông thường, Điện áp cảm biến A/F càng lớn thể hiện là càng nghèo, điện áp càng nhỏ là càng đậm nhiên liệu. 2.6.4. Sơ đồ mạch điện của cảm biến Oxy 62 2.6.5. Vị trí của cảm biến Oxy Cảm biến oxy có vị trí nằm ngay trên ống xả, gần chỗ nối chung cửa xả của các máy, những xe đời cũ chưa có bầu catalytic sử dụng 1 con cảm biến oxy, những xe đời mới có bầu catalytic thường có 2 con trên 1 nhánh, 1 con trước bầu trung hòa khí thải 1 con phía sau. 63 2.6.6. Cách thức kiểm tra và đo kiểm cảm biến Oxy – Sử dụng đồng hồ đo điện trở nung nóng của cảm biến Oxy nằm khoảng 6-13 . (cảm biến A/F khoảng 2-4 ). – Sử dụng máy hiển thị sóng hoặc xem data list trong máy chẩn đoán để thấy được thông số của cảm biến Oxy trong lúc đang nổ máy, cảm biến Oxy số 1 phải dao động tín hiệu trong khoảng 0,1V-0,9V. cảm biến Oxy số 2 phải ít thay đổi (nếu thay đổi liên tục theo tín hiệu cảm biến oxy số 1 thì là bầu catalytic hư. Tín hiệu điện áp gần 0V là hỗn hợp nhiên liệu đang nghèo. Tín hiệu điện ápgần 0.9V là hỗn hợp nhiên liệu đang giàu. – Với cảm biến A/F thì không đo tín hiệu bằng đồng hồ được, phải dùng máy chẩn đoán để phân tích Data list (bình thường nằm khoảng 3.2V), có thể kích hoạt để kiểm tra cảm biến A/F bằng máy chẩn đoán Tín hiệu điện áp >3.2V là hỗn hợp nhiên liệu đang nghèo. Tín hiệu điện ápgần <3.2V là hỗn hợp nhiên liệu đang giàu. 64 2.6.7. Các hư hỏng thường gặp của cảm biến Oxy – Thường hay bị đứt dây điện trở sấy. – Bị bám muội than ở đầu cảm biến cần tháo ra vệ sinh. Các mã lỗi test khi hư hỏng cảm biến oxy  Oxygen Sensor Cycle Fault: Lỗi mạch cảm biến oxy.  P0137 Oxygen Sensor Low Voltage: Lỗi điện áp thấp cảm biến oxygen.  P0138 Oxygen Sensor High Voltage: Lỗi điện áp cao cảm biến oxygen.  P0133 Oxygen Sensor Slow Response: Lỗi phản hồi chậm cảm biến oxygen.  P0171 Oxygen Sensor System Too Lean Fault Bank A: Lỗi nhiên liệu hệ thống nghèo. Cảm biến oxygen nhánh A.  P0172 Oxygen Sensor System Too Rich Fault Bank A: Lỗi nhiên liệu hệ thống giàu. Cảm biến oxygen nhánh A.  P0171 Oxygen Sensor System Too Lean Fault Bank B: Lỗi nhiên liệu hệ thống nghèo. Cảm biến oxygen nhánh B.  P0172 Oxygen Sensor System Too Rich Fault Bank B: Lỗi nhiên liệu hệ thống giàu. Cảm biến oxygen nhánh B. 2.6.8. Kinh nghiệm thực tế khi sửa chữa cảm biến Oxy – Hư dây sấy – Báo lỗi too lean – too rich Phân tích thông số Long Term Fuel Trim và Short Term Fuel Trim để thấy được sự hiệu chỉnh nhiên liệu. TH nhận d ng các cảm biến nhiệt độ nước làm mát à cảm biến oxi - Nhận dạng các cảm biến nhiệt độ nước làm mát và cảm biến oxi. 2 7 Cảm biến ị trí bướm ga 65 2 7 Chức năng à nhiệm ụ của cảm biến ị trí bướm ga Cảm biến vị trí bướm ga được sử dụng để đo độ mở vị trí của cánh bướm ga để báo về hộp ECU. Từ đó, ECU sẽ sử dụng thông tin tín hiệu mà cảm biến vị trí bướm ga gửi về để tính toán mức độ tải của đ... được sử dụng để duy trì tốc độ chạy không mục tiêu. 2 0 Cảm biến áp suất trên đường ống n p 2.10.1. Chức năng và nhiệm vụ của cảm biến áp suất đường ống nạp Cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP – Manifold Absolute Pressure) trên ô tô được dùng để đo áp suất tuyệt đối trong đường ống nạp của động cơ. Cảm biến áp suất đường ống nạp được nối với đường áp suất ống nạp sau bướm ga. Khi động cơ khởi động, cảm biến áp suất đường ống nạp nhận các thông tin áp suất trong đường ống nạp rồi chuyển chúng thành tín hiệu điện áp gửi về ECU để ECU tính toán và hiệu chỉnh thời gian phun cơ bản. 2.10.2. Cấu tạo của cảm biến áp suất đường ống nạp Cảm biến áp suất đường ống nạp được cấu tạo từ một buồng chân không, màng silicon, một con chíp silic (IC), lưới lọc, đường ống dẫn và giắc cắm. 2.10.3. Nguyên lí hoạt động của cảm biến áp suất đường ống nạp 82 Cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP- Manifold Absolute Pressure) có nguyên lý làm việc khá cơ bản. Khi động cơ hoạt động, độ chân không ở sau bướm ga được đưa đến màng silicon. Lúc này, màng silicon sẽ biến dạng và làm thay đổi điện trở của màng silicon. Sự thay đổi điện trở trên màng silicon được gửi về IC (được tích hợp bên trong cảm biến) và IC sẽ xuất ra 1 tín hiệu điện áp tương ứng gửi về hộp ECU, ECU sẽ dựa vào tín hiệu đó sẽ hiểu được áp suất trong đường nạp là bao nhiêu và từ đó tính toán lượng phun xăng cơ bản. 2.10.4. Thông số k thuật cảm biến áp suất đường ống nạp Nguồn cấp không đổi cho cảm biến là 5V. Áp suất trong buồng chân không trong cảm biến gần như là tuyệt đối và nó không bị ảnh hưởng bởi sự dao động của khí quyển, khi độ cao thay đổi. – Khi On chìa khóa điện áp chân Signal: xấp xỉ 3.8V – Khi nổ máy điện áp chân Signal: khoảng 1.6-1.8V 2.10.5. Sơ đồ mạch điện của cảm biến áp suất chân không đường ống nạp 83 Một số xe sử dụng cảm biến MAP 4 dây là cảm biến MAP được tích hợp cùng cảm biến đo nhiệt độ không khí nạp IAT (Intake Air Temperature). Cảm biến nhiệt độ không khí nạp (IAT- Intake Air Temperature) đo nhiệt độ khí nạp đi vào động cơ, tín hiệu này giúp ECU hiệu chỉnh sự phun nhiên liệu theo sự thay đổi của nhiệt độ không khí nạp, Khi nhiệt độ không khí nạp thấp (mật độ không khí tăng) ECU sẽ điều khiển hiệu chỉnh tăng lượng phun xăng và tăng góc đánh lửa sớm. Ngược lại, khi nhiệt độ 84 không khí nạp cao (mật độ không khí giảm) ECU sẽ điều khiển hiệu chỉnh giảm lượng phun ra và giảm góc đánh lửa sớm. 2.10.6. Vị trí của cảm biến áp suất chân không đường ống nạp – Nằm trên cổ hút ,sau bướm ga. – Có xe được lắp bên ngoài và được nối với ống hơi chân không tới. 2.10.7. Cách thức kiểm tra và đo kiểm cảm biến áp suất đường ống nạp – Cấp nguồn 5V, mát cho cảm biến. Kiểm tra điện áp chân Signal xấp xỉ 3.8V khi chưa nổ máy. Nổ máy đo tín hiệu chân Signal khoảng 1.6- 1.8 V, lên ga đo tín hiệu tại dây signal sẽ thay đổi theo tín hiệu áp suất đường ống nạp (áp suất tăng thì điện áp cảm biến tăng lên, áp suất giảm điện áp cảm biến giảm theo). 85 Trường hợp đã tháo cảm biến ra khỏi xe thì dùng cái ống tiêm và một đường ống nối đến đồng hồ đo áp suất chân không và nối với cảm biến . đo tín hiệu điện áp phát ra theo mức độ chân không cấp đến cảm biến và so sánh với 1 bảng thông số của nhà sản xuất. – Cũng có thể sử dụng máy đọc lỗi vào data list để xem tín hiệu cảm biến khi đạp ga, tín hiệu cảm biến phải thay đổi. 2.10.8. Các hư hỏng thường gặp của cảm biến áp suất đường ống nạp – Ống chân không nối với cảm biến MAP bị tuột/tắc– Hỏng cảm biến MAP. – Tiếp xúc, đầu giắc nối với cảm biến MAP hỏng. – Đứt dây tín hiệu. – Chập mạch tín hiệu của cảm biến MAP. – Mất dây mass hoặc nguồn Vc (5V) cấp cho cảm biến MAP. – Hỏng PCM. 2.10.9. Kinh nghiệm khi sửa chữa cảm biến áp suất đường ống nạp Trên thực tế những xe ô tô đời mới hầu hết là có cả cảm biến MAF (Cảm biến lưu lượng khí nạp – Mass Air Flow Sensor) và cảm biến MAP (Cảm biến áp suất đường ống nạp – Manifold Absolute Pressure). Nhưng tùy theo từng hãng mà họ sử dụng MAF hay MAP là tín hiệu chính để tính toán lượng phun xăng cơ bản. Có hãng lại sử dụng MAP là tín hiệu chính để tính toán lượng phun xăng cơ bản nhưng có hãng lại sử dụng cảm biến MAF. (Các bạn nhớ đón xem bài viết về cảm biến lưu lượng khí nạp MAF ở số tiếp theo) Nhìn vào dữ liệu của cảm biến trên màn hình máy chẩn đoán có thể phân tích được nhiều bệnh liên quan tới áp suất đường ống nạp như hiện tượng bị hở cổ hút, hay hiện tượng hở van EGR. 86 - Một số hãng xe, khi đường dây tín hiệu của cảm biến MAP bị hở mạch, ECU sẽ thiết lập mã lỗi cảm biến MAP nhưng xem tín hiệu Data List của cảm biến vẫn thấy có sự thay đổi, lúc này ECU sẽ sử dụng tín hiệu độ mở bướm ga và tín hiệu tốc độ động cơ để tính toán đưa ra tin hiệu cảm biến áp suất đường ống nạp để chạy dự phòng. - Cảm biến MAP trên động cơ Diesel còn có tên gọi khác là “Booster Pressure Sensor”, nó được sử dụng để đo áp suất đường ống nạp, tín hiệu của nó gửi về ECU cũng được sử dụng để giám sát sự hoạt động của Turbo tăng áp, nếu Turbo tăng áp hư hỏng không đủ áp lực ECU cũng có thể thiết lập mã lỗi. Kỹ thuật viên cũng có thể phân tích tín hiệu của cảm biến này để kiểm tra Turbo tăng áp. TH nhận d ng các an điều khiển không tải à cảm biến áp suất trên đường ống n p - Nhận dạng các van điều khiển không tải và cảm biến áp suất trên đường ống nạp. 2 Cảm biến ị trí bàn đ p ga 2.11.1. Chức năng và nhiệm vụ của cảm biến bàn đạp ga 87 Cảm biến bàn đạp chân ga được sử dụng để đo độ mở của bàn đạp chân ga khi người lái xe nhấn vào bàn đạp. Lúc này, tín hiệu từ cảm biến bàn đạp ga sẽ được gửi về ECU và ECU sẽ sử dụng các dữ liệu này để điều khiển mô tơ bướm ga mở bướm ga cho động cơ tăng tốc theo độ mở của bàn đạp chân ga và theo chế độ lái hiện thời hợp lý nhất. – Với động cơ phun dầu điện tử Common Rail thì tín hiệu từ cảm biến bàn đạp ga truyền về ECU và ECU sử dụng nó để điều khiển lượng phun nhiên liệu để tăng tốc động cơ. – Hộp ECU điều khiển hộp số tự động cũng sử dụng tín hiệu cảm biến chân ga để điều khiển thời điểm chuyển số trong hộp số tự động, nếu người tài xế đạp ga gấp ECU hộp số sẽ điều khiển Kick Down (về số thấp) để tăng tốc chiếc xe. 2.11.2. Cấu tạo của cảm biến bàn đạp ga Cảm biến bàn đạp ga có cấu tạo khá giống với cảm biến bướm ga, nhưng do yêu cầu về sự an toàn cũng như độ tin cậy về thông tin nên hầu hết các dòng xe ô tô đều sử dụng 2 tín hiệu cảm biến bàn đạp ga để báo về ECU. Một số xe tải sử dụng 1 tín hiệu cảm biến và 1 công tắc IDL ở cảm biến bàn đạp chân ga. Cảm biến bàn đạp ga có 2 loại chính đó là: Loại tuyến tính và loại phần tử hall. – Cấu t o của cảm biến bướm ga lo i tuyến tính – Cấu t o của cảm biến bướm ga lo i ph n tử Hall 88 2 3 Nguyên lí ho t động của cảm biến ị trí bàn đ p ga Do có cấu tạo giống như cảm biến bướm ga, nên cảm biến vị trí bàn đạp ga cũng có nguyên lý hoạt động như sau: – Loại tuyến tính (giống như biến trở): Cảm biến được cấp nguồn Vc (5V) và mát , cấu tạo gồm 1 mạch trở than và 1 lưỡi quét trên mạch trở than đó, khi trục của bàn đạp ga xoay thì sẽ làm cho lưỡi quét thay đổi vị trí trên mạch trở than làm thay đổi điện áp đầu ra (chân signal), Lưu ý là trong cảm biến có cấu tạo như là 2 biến trở nên nó có 2 tín hiệu ( Chân Signal) báo về ECU để tăng độ tin cậy của cảm biến. – Loại hall (đời mới): cảm biến bàn đạp ga cũng được cấp nguồn VC (5V), và Mass, có 2 dây tín hiệu, điện áp của 2 chân tín hiệu (Signal) cảm biến cũng thay đổi theo độ mở của bướm ga nhưng dựa trên nguyên lý hiệu ứng Hall (có 2 loại): * Loại thuận: 2 tín hiệu cùng tăng cùng giảm. * Loại nghịch: 1 tín hiệu tăng 1 tín hiệu giảm. 2.11.4. Thông số k thuật của cảm biến bàn đạp ga Tín hiệu truyền về ECM của cảm biến bàn đạp chân ga ở dạng điện áp, điện áp này sẽ thay đổi theo độ mở của bàn đạp ga ga. Tùy theo thiết kế mà APS có một hoặc hai tín hiệu gửi về ECM và có hoặc không có công tắc báo chế độ không tải (Một số xe tải sử dụng 1 tín hiệu Signal và 1 tín hiệu công tắc IDL). – Điện áp chân tín hiệu ở không tải là 0,5-0,8V, khi đạp ga điện áp sẽ tăng dần lên tới 4.5V 2.11.5. Sơ đồ mạch điện của cảm biến bàn đạp ga 89 2.11.6. Vị trí trên xe của cảm biến vị trí bàn đạp ga Nằm ở cụm bàn đạp chân ga, (Chân bên phải tài xế) 2.11.7. Cách thức kiểm tra- đo kiểm trên cảm biến vị trí bàn đạp ga – Kiểm tra nguồn cấp cho cảm biến chân ga (Nguồn VC và mát). Sử dụng VOM để đo chân tín hiệu , tín hiệu cảm biến chân ga phải thay đổi tuyến tính khi đạp và nhả bàn đạp chân ga. (Có thể sử dụng máy chẩn đoán vào phần Data List để xem tín hiệu cảm biến khi đạp bàn đạp chân ga). – Phần lớn cảm biến bàn đạp ga sử dụng 2 tín hiệu cảm biến, khi đạp ga thì cả 2 tín hiệu cảm biến sẽ tăng dần (Loại thuận) , hoặc cũng có xe sử dụng 1 tín hiệu tăng, 1 tín hiệu giảm (Loại nghịch). 90 – Có thể sử dụng tính năng “Data List” trong máy chẩn đoán để phân tích tín hiệu cảm biến chân ga còn tốt hay không. Bằng cách On chìa khóa và đạp bàn đạp chân ga từ từ rồi theo dõi tín hiệu hiển thị trên máy chẩn đoán. 2.11.8. Các hư hỏng thường gặp của cảm biến bàn đạp ga – Mất nguồn cấp cho cảm biến.– Đứt dây, chập dây, chạm mát. – Lỏng giắc. – Hư cảm biến – Hư hộp ECU 2.11.9. Kinh nghiệm thực tế khi sửa chữa cảm biến bàn đạp ga – khi bị mất 1 tín hiệu cảm biến chỉ ga được 25%, nếu mất cả 2 tín hiệu cảm biến thì không ga được, động cơ sẽ nổ ở chế độ dự phòng ( Garanti lớn khoảng 1000-1200v/p) để cho tài xế chạy về gara kiểm tra. 2 2 Các công tắc à an điện từ 91 TH nhận d ng các cảm biến ị trí bàn đ p ga à an điện từ - Nhận dạng các cảm biến và van điện từ. 3 Bộ điều khiển điện tử ECU 3 Chức năng, nhiệm ụ - ECU là viết tắt của cụm từ Electronic Control Unit ngh a là bộ điều khiển điện tử, hay ngôn ngữ riêng của người thợ còn gọi nó là “Hộp đen”, nó như một máy tính (computer) hay “Bộ não” để điều khiển sự hoạt động của hệ thống. - ECU trên ô tô là “bộ não” điều khiển các hoạt động của nhiều chi tiết trên ô tô thông qua việc tiếp nhận và xử lý các dữ liệu các cảm biến trên ô tô để đưa ra một số hiểu chỉnh chính xác giúp các cơ cấu chấp hành thực hiện điều khiển hợp lý và chính xác trong từng tình huống nhất định. - Mục đích của việc ra đời các hộp ECU là giúp cho xe hoạt động ổn định hơn, an toàn hơn, chính xác hơn và giảm tối đa chất độc hại, cải thiện lượng nhiên liệu tiêu hao, đảm bảo các chi tiết chấp hành hoạt động với công suất tối ưu ở các chế độ hoạt động khác nhau. - ECU can thiệp và nhanh chóng xử lý các tình huống mất kiểm soát của người sử dụng xe khi gặp phải những tình huống nguy hiểm và đặc biệt là giúp việc chẩn đoán các pan bệnh của ô tô được phát hiện một cách nhanh chóng và có hệ thống hơn. 3 2 Cấu t o, nguyên lý làm iệc 3 2 Cấu t o: Được cấu tạo từ 3 bộ phận chính đó là: Bộ nhớ trong của ECU, bộ vi xử lý và đường truyền – BUS. a) Bộ nhớ trong của ECU Bao gồm 4 chi tiết đảm nhiệm 4 chức năng riêng biệt bao gồm: RAM, ROM, PROM, KAM. – RAM là viết tắt của cụm từ Random Access Memory, có nhiệm vụ truy xuất ngẫu nhiên và dùng để lưu trữ thông tin mới ghi trong bộ nhớ và được 92 xác định bởi bộ vi xử lý. RAM sẽ đọc và ghi lại các số liệu theo từng địa chỉ bất kỳ. – ROM là viết tắt của cụm từ Read Only Memory, có nhiệm vụ lưu trữ các thông tin thường trực. ROM chỉ sử dụng để đọc những thông tin được lập trình có sẵn, mà không thể ghi vào được. Bởi vậy, ROM là nơi cung cấp những thông tin cho bộ vi xử lý. – KAM là viết tắt của cụm từ Keep Alive Memory, dùng để lưu trữ những thông tin mới tạm thời để cung cấp các thông tin này đến cho bộ vi xử lý. KAM vẫn sẽ duy trì bộ nhớ cho dù các chi tiết không hoạt động hoặc tắt công tắc máy. Tuy nhiên, nếu bị mất nguồn cung cấp từ acquy đến máy tính thì bộ nhớ KAM sẽ bị mất dữ liệu. – PROM là viết tắt của cụm từ Programmable Read Only Memory. PROM có cấu trúc cơ bản giống như ROM nhưng cho phép nạp dữ liệu nơi sử dụng chứ không phải nơi sản xuất giống ROM. Ở những đòi hỏi khác nhau, PROM sẽ cho phép sửa đổi chương trình điều khiển. b) Bộ vi xử lý Microprocessor Là bộ phận quan trọng nhất trong ECU, khi tiếp nhận các tín hiệu của cảm biến thông qua các bộ nhớ trong của ECU, những tín hiệu này ngay lập tức được gửi đến Bộ vi xử lý. Lúc này, bộ vi xử lý sẽ tính toán và đưa ra mệnh lệnh cho bộ phận chấp hành để điều chỉnh thích hợp. c) Đường truyền – BUS trên ECU Được dùng để truyền các lệnh và dữ liệu trong ECU, để thông tin có thể truyền từ bộ vi xử lý đến các cơ cấu chấp hành chính xác và nhanh chóng thì đường truyền đóng vai trò lớn. Bộ điều khiển cho động cơ dùng loại phổ biến nhất là 4, 8 bit và cao hơn là 16, 32 bit. Nhưng với yêu cầu cần độ chính xác cao và khả năng xử lý nhanh, thông minh hơn trên các dòng xe ô tô đời mới thường sử dụng bộ điều khiển 16 bit hoặc 32 bit. 3.2.2. Nguyên lý ho t động của ECU Nhờ vào sự thay đổi tín hiệu từ các cảm biến trên các cơ cấu chấp hành, ECU sẽ xác định thời điểm để hiệu chỉnh các chế độ và chức năng một cách hợp lý. 93 Ví dụ: trên hệ thống ECU của động cơ, nhờ vào cảm biến tốc độ và vị trí của piston giúp ECU xác định được thời điểm đánh lửa và thời điểm phun xăng tối ưu. Những cảm biến như vị trí bướm ga dùng để xác định lưu lượng không khí nạp, nhằm tính toán lượng phun nhiên liệu thích hợp cho từng chế độ tải. Với các dữ liệu tốc độ động cơ, tải hay nhiệt độ động cơ ECU sẽ xử lý và tính toán để đưa ra góc đánh lửa sớm chính xác nhất theo từng chế độ. Ngày nay hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử kết hợp với phun xăng đã thay thế hệ thống đánh lửa bán dẫn thông thường. Hiện nay, tiêu chuẩn mới cho khí thải là EURO 5 – EURO 6, để hạn chế gây hại ô nhiễm môi trường. Vì vậy mà vai trò của ECU động cơ hiện nay là cực kỳ quan trọng. Trên các dòng xe ô tô đời mới hiện nay được trang bị thêm bộ hoá khử TWC – Three way catalyst. Thông qua cảm biến Oxy để xác định phần hoà khí tức thời của khí nạp nhằm điều chỉnh tỷ lệ hoà khí thích hợp ở từng điều kiện nhất định. Các hệ thống ECU trên ô tô can thiệp sâu vào các hệ thống an toàn trên ô tô như: hệ thống cân bằng ESP, hỗ trợ phanh khẩn cấp BA, hệ thống phân bổ lực phanh EBD và rất nhiều hệ thống điều khiển thông minh khác. Việc cảm biến nhận nhiệm vụ liên tục ghi lại và truyền tín hiệu để gửi về ECU, thì nhiệm vụ của ECU là so sánh dữ liệu mới với những chương trình đã tính toán trước. Người lái có khuynh hướng phản xạ đột ngột như đánh lái gấp, lực phanh tăng nhanh, hiện tượng trượt bánh khi phanhKhi gặp phải sự cố nguy hiểm. Lúc này, ngay lập tức ECU sẽ nhận tín hiệu và đưa ra hiệu chỉnh buộc xe phải hoạt động theo chương trình đã được lập trình sẵn như: Điều chỉnh góc xoay, kiểm soát tốc độ từng bánh xe, lực phanh mỗi bánh 94 TH nhận d ng cấu t o bộ điều khiển điện tử ECU - Nhận dạng bộ điều khiển điện tử ECU. 3.3. Kiểm tra, bảo dưỡng ECU Phương pháp kiểm tra a) Dùng đồng hồ đo điện vạn năng Việc kiểm tra hệ thống điều khiển điện tử phải được bắt đầu từ việc kiểm tra điện áp của ECU vì lý do sau: - Có thể kiểm tra các mạch tín hiệu của các bộ cảm biến và các rắc nối dây. - Giảm thời gian chẩn đoán - Giảm số rắc nối cần phải giắt do đó có thể tránh các lỗi có thể xẩy ra. Chú ý: phần lớn hư hỏng của hệ thống phun xăng điện tử là bắt nguồn từ dây điện. Do đó cần phải chú ý khi cầm dây điện. - Cẩn thận không làm rối dây hay để va đập các chi tiết như Transistor và mạch IC do các chi tiết này rất dễ bị hỏng. - Cẩn thận không đấu nhầm đảo chiều nối ắc quy vì điều đó có thể làm hỏng Transistor và IC. - Khi ngắt các cực ắc quy chắc chắn khoá điện ở vị trí OFF. - Trên xe có chức năng tự chẩn đoán, không bao giờ được tháo cáp ắc quy trước khi thực hiện việc kiểm tra chẩn đoán trên xe. Nếu tháo cáp ắc quy tất cả các mã chẩn đoán lưu trong bộ nhớ sẽ bị xoá hết. - Cẩn thận để không nối nhầm các đầu dò của dụng cụ thử mạch đặc biệt không nối cực IG vào bất kỳ cực nào khác khi động cơ đang chạy vì nó cung cấp điện áp tức thời lớn từ 200 - 500V làm hỏng ECU. - Khi kiểm tra rắc nối với đồng hồ đo (hình 2-9) cắm các đầu dò của đồng hồ đo từ phía dây điện, không bao giờ cắm từ phía trước của rắc nối vì điều đó có thể làm biến dạng các đầu cực và làm tiếp xúc kém. - Kiểm tra các rắc cắm chống thấm nước như sau: (hình 2-10) * Tháo cẩn thận cao su chống thấm nước. * Đưa đầu dò vào rắc cắm từ phía dây khi kiểm tra thông mạch, điện trở hay điện áp. * Sau khi kiểm tra xong, lắp lại cao su lên rắc cắm một cách chắc chắn. - Khi dùng vôn kế để kiểm tra các đầu nối của ECU. Do giá trị điện trở cao, dòng điện chạy trong mạch điện tử như ECU là rất nhỏ. Vì vậy, nếu dùng vôn Hình 2-10: Kiểm tra rắc cắm chống thấm nước 95 kế có giá trị điện trở thấp, giá trị điện áp đo được sẽ không chính xác do việc nối vôn kế gây nên sụt áp, động cơ chạy không êm dịu. Vì vậy khi kiểm tra luôn dùng vôn kế có điện trở trong cao để kiểm tra. b) Dùng đèn báo bằng tần số chớp sáng Hệ thống tự chẩn đoán là hệ thống thông báo cho người vận hành biết vị trí bất kỳ trục trặc nào mà ECU nhận thấy trong bất kỳ hệ thống tín hiệu của động cơ. Đối với hãng TOYOTA Các danh mục chẩn đoán động cơ bao gồm tín hiệu hoạt động bình thường và các tín hiệu khác thường. Khi có sự cố bất thường trong hệ thống đèn kiểm tra sẽ sáng lên để thông tin cho người sử dụng biết động cơ đang gặp sự cố. Để xác định vị trí hư hỏng của hệ thống bằng cách khi ECU nhận thấy bất kỳ trục trặc nào trong hệ thống tín hiệu của động cơ, đèn kiểm tra sẽ sáng lên để thông tin cho người sử dụng biết động cơ đang gặp sự cố. Các hạng mục chẩn đoán của động cơ gồm 8 hạng mục bao gồm cả trạng thái bình thường. Công việc kiểm tra này được thực hiện bởi người kỹ thuật. Phương pháp xuất mã lỗi như sau: - Xác định vị trí của đầu kiểm tra, mở nắp hộp và xác định chính xác cọc chẩn đoán T và E1 (bên trong nắp hộp có chỉ rõ vị trí của các cọc này) - Dùng dây dẫn nối cọc T với E1 - Mở công tắc đánh lửa về vị trí ON - Sau một khoảng thời gian ngắn đèn kiểm tra sẽ chớp (sáng và tắt). - Đếm số lần chớp của đèn kiểm tra. Số lần chớp này biểu thị code hư hỏng của hệ thống. Nếu chỉ có một mã lỗi thì code báo lỗi sẽ được lặp lại sau một thời gian nghỉ của đèn kiểm tra (đèn tắt). Nếu có hai mã lỗi thì đèn kiểm tra sẽ báo hai mã lỗi và sau đó cũng lặp lại. - Sau khi xác định mã lỗi, kế tiếp là tra bảng để xác định vị trí hư hỏng và sửa chữa. - Tháo dây nối giữa cọc T và E1. Đèn kiểm tra động cơ Đèn kiểm tra động cơ Rắc kiểm tra 96 Sau khi xác định và sửa chữa xong thì mã lỗi vẫn còn lưu trữ trong bộ nhớ của ECU, vì vậy phải xoá code bằng cách tháo cọc âm của ắc quy hoặc tháo cầu chì của hệ thống phun xăng điện tử với thời gian tối thiểu là 10 giây. Động cơ không có cảm biến ôxy chỉ có 6 hạng mục chẩn đoán 2 Phương pháp bảo dưỡng - Tháo rời máy tính và các bộ cảm biến ra khỏi động cơ (theo đúng quy trình). - Tiến hành kiểm tra xác định hư hỏng của máy tính và các bộ cảm biến. - Thay thế máy tính và các bộ cảm biến đã hư hỏng. - Lắp lại máy tính và các bộ cảm biến lên động cơ đảm bảo đúng quy trình và yêu cầu kỹ thuật. TH kiểm tra bảo dưỡng bộ điều khiển điện tử ECU 4 Vòi phun xăng điện tử 4.1. Nhiệm ụ, ph n lo i a) Nhiệm ụ: Vòi phun xăng điện từ có nhiệm vụ phun vào cửa nạp gần nơi xu páp nạp một lượng xăng chính xác đã được định lượng. Vòi phun xăng điện từ được điều khiển do máy tính (ECU). b) Ph n lo i: Vòi phun xăng có nhiều loại, dựa vào kết cấu có thể chia thành các loại chính sau Hìn 2.12: Các mã chẩn đoán 97 - Dựa vào hình dạng lỗ phun: Loại kim (độ hoá sương tốt) + Loại lỗ phun (khó bị tắc) - Dựa vào giá trị điện trở của vòi phun chia ra hai loại: + Vòi phun có điện trở thấp (R xấp xỉ 2 - 3 ôm). + Vòi phun có điện trở cao (R xấp xỉ 13, 8 ôm). 4 2 Cấu t o, nguyên lý làm iệc a Cấu t o: Hình bên giới thiệu cấu tạo của vòi phun điện tử. Vòi phun xăng điện tử bao gồm thân vòi phun và một van kim đặt trong ống từ. Thân kim phun có chứa đựng một cuộn dây, nó điều khiển sự đóng mở của van kim. Các vòi phun xăng được gá lắp trên vòng đệm cao su đặc biệt. Các vòng đệm này giúp vòi phun không bị rung động, đồng thời cách nhiệt tốt với động cơ tránh hiện tượng tạo bọt hơi xăng trong vòi phun. 1.Lới lọc tinh 2.Giắc tín hiệu vào 3.Cuộn dây điện từ 4.Lò xo. 5.Đuôi kim phun 6.Rãnh nhiên liệu. 7.Đầu kim. b Nguyên lý làm iệc: Khi không có dòng điện đến cuộn dây, lò xo đẩy van kim đóng kín vào đế van. Khi có dòng điện vào cuộn dây, cuộn dây này bị từ hoá hút lõi và van kim lên khoảng 0,1 mm, mở lỗ phun. Xăng được phun ra khỏi lỗ phun nhờ áp suất nhiên liệu trong hệ thống. Thời gian mở của kim phun vào khoảng từ 1 - 1,5 ms. Khi ECU ngắt mát cuộn dây mất từ tính nên lò xo đẩy lõi và van kim đi xuống đóng kín lỗ phun. Đầu kim phun có dạng chuôi đặc biệt giúp tán sương nhiên liệu phun ra. Lượng phun nhiên liệu điều khiển bằng khoảng thời gian phát ra tín hiệu. Do hành trình của van kim là cố định. Việc phun nhiên liệu diễn ra liên tục khi mà van kim còn mở. 4 3 M ch điện điều khiển òi phun a M ch điện òi phun điện trở phấp 98 b M ch điện òi phun điện trở cao TH kiểm tra bảo dưỡng òi phun điện tử - Kiểm tra bảo dưỡng vòi phun điện tử. 5 Bơm xăng 5.1.Nhiệm ụ, ph n lo i a Nhiệm ụ Bơm xăng điện từ có nhiệm vụ hút xăng từ thùng chứa cung cấp xăng lên ống phân phối để các vòi phun phun nhiên liệu chính xác. b Ph n lo i: Bơm xăng trong hệ thống phun xăng điện tử thường sử dụng bơm điện. Có hai loại bơm, loại bố trí trên đường ống dẫn, loại bố trí bên trong thùng xăng. Hai loại bơm nhiên liệu này được gọi là loại bơm ướt, do môtơ được gắn liền với bơm và phần bên trong của bơm được điền đầy nhiên liệu. Hiện nay chủ yếu sử dụng bơm xăng bố trí bên trong thùng xăng. 5 2 Cấu t o, nguyên lý làm iệc a Cấu t o: 99 Bơm được lắp ở bên trong thùng xăng. Cấu tạo của bơm xăng được giới thiệu trên hình. Loại bơm này gồm một động cơ điện và bơm. Động cơ điện có các cực từ hay còn gọi là (stato) là các nam châm v nh cửu, rô to và hai chổi than. Bên ngoài có vỏ bơm. Bên trong bơm có bố trí hai van, van một chiều và van an toàn. Có bộ phận lọc gắn liền thành một khối. Bơm sử dụng bơm tuabin bao gồm một hoặc hai cánh bơm được dẫn động bằng rôto của động cơ điện. Vỏ bơm và nắp bơm tạo thành một bộ bơm. b Nguyên lý làm iệc: - Khi rôto của động cơ điện quay, làm cho các cánh bơm quay cùng với nó, các cánh gạt bố trí dọc chu vi bên ngoài của cánh bơm sẽ đẩy nhiên liệu từ cửa vào đến cửa thoát của bơm. - Lượng nhiên liệu cung cấp từ mạch thoát sẽ đi xung quanh giữa rôto và stato của động cơ điện sau đó qua van một chiều và cung cấp ra vào hệ thống. * Van an toàn: Van an toàn mở khi áp suất bơm đạt xấp xỉ 3,5 - 6 kg/cm2. và nhiên liệu có áp suất cao quay trở về thùng chứa. Van an toàn ngăn không cho áp suất nhiên liệu vượt quá mức quy định. * Van một chiều: Van một chiều đóng khi bơm nhiên liệu ngừng hoạt động. Nó kết hợp với van điều áp để tạo một áp suất dư trong hệ thống khi động cơ không làm việc. Nếu không có áp suất dư hơi nhiên liệu dễ tạo thành khi ở nhiệt độ cao và làm cho động cơ rất khó khởi động lại. TH kiểm tra bảo dưỡng bơm xăng điện - Kiểm tra bảo dưỡng bơm xăng điện. 1.Bật khóa điện lên vị trí ON. Chú ý: Không khởi động động cơ. 2. Dùng dây chẩn đoán nối cực B và FB của giắc kiểm tra. 100 3. Kẹp đường ống hồi nhiên liệu của bộ ổn định áp suất để kiểm tra xem có áp suất trong đường hồi không. Nếu có cảm giác căng mạnh thì chứng tỏ bơm đang hoạt động. 4. Tháo dây chẩn đoán. 5 .Tắt khóa điện. - Nếu không có áp suất nhiên liệu, kiểm tra xem liệu nguồn ắc quy có cung cấp đến bơm nhiên liệu không. - Nếu là 12V: Kiểm tra bơm nhiên liệu và mạch nối mát của bơm. Điện trở giữa dây âm và dương của bơm nhiên liệu phải 0,5  3. - Nếu là 0V: Kiểm tra rơ le bơm xăng và mạch điều khiển bơm. 5.3. M ch điện điều khiển bơm xăng a Sơ đồ m ch điện điều khiển bơm xăng không qua ECU Khi động cơ bắt đầu khởi động, công tắc điện bật về phía ST, công tắc IG đóng: cuộn dây rơle chính có điện làm tiếp điểm của rơle đóng, cuộn dây L2 có điện, rơle bơm xăng làm việc đóng tiếp điểm đưa điện đến bơm xăng, bơm xăng hoạt động. Đồng thời khi khởi động cánh gió của cảm biến đo gió di chuyển làm cho tiếp điểm ở cảm biến đo gió đóng và cuộn L1 của rơle bơm xăng có dòng điện chạy qua tạo thêm lực hút để đóng tiếp điểm của rơle bơm xăng. Sau khi khởi động xong khoá điện trở về vị trí IG cuộn L2 mất điện chỉ còn cuộn L1 giữ cho tiếp điểm đóng và bơm xăng hoạt động. b Sơ đồ m ch điện điều khiển bơm xăng qua ECU 101 ECU máy lấy tín hiệu số vòng quay động cơ từ cảm biến đánh lửa, thông qua bộ vi xử lý để điều khiển đóng mở tranzitor ( T ), khi T mở, có dòng điện qua rơle bơm xăng, tiếp điểm của rơle bơm xăng đóng và bơm xăng hoạt động. Khi T đóng sẽ không có dòng điện qua cuộn dây của rơle bơm xăng do vậy bơm xăng ngừng hoạt động. Ở số vòng quay của động cơ thấp ECU điều khiển thời gian mở T ngắn, bơm xăng cũng được cấp điện trong thời gian ngắn do vậy lượng xăng cấp của bơm cũng nhỏ. Ngược lại ở số vòng quay cao ECU điều khiển thời gian mở T dài, bơm xăng được cấp điện trong thời gian dài hơn, lượng xăng cung cấp sẽ tăng lên. Khi bật khoá điện bơm xăng sẽ làm việc trong khoảng 5 giây rồi ngừng lại. Ở chế độ làm việc của động cơ, bơm xăng sẽ hoạt động bình thường. Khi động cơ ngừng hoạt động thì bơm xăng cũng ngừng hoạt động sau đó 1 giây . 5 4 Kiểm tra, sửa chữa bơm xăng Bước 1.Bật khóa điện lên vị trí ON. Chú ý: Không khởi động động cơ. Bước 2. Dùng dây chẩn đoán nối cực B và FB của giắc kiểm tra. Bước 3. Kẹp đờng ống hồi nhiên liệu của bộ ổn định áp suất để kiểm tra xem có áp suất trong đờng hồi không. Nếu có cảm giác căng mạnh thì chứng tỏ bơm đang hoạt động. Bước 4. Tháo dây chẩn đoán. Bước 5 .Tắt khóa điện. - Nếu không có áp suất nhiên liệu, kiểm tra xem liệu nguồn ắc quy có cung cấp đến bơm nhiên liệu không. - Nếu là 12V: Kiểm tra bơm nhiên liệu và mạch nối mát của bơm. Điện trở giữa dây âm và dương của bơm nhiên liệu phải 0,5  3. - Nếu là 0V: Kiểm tra rơ le bơm xăng và mạch điều khiển bơm. 102 Bài 4: CÁC HỆ THỐNG PHỤ TRỢ Mục tiêu - Trình bày được nhiệm vụ, cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống thu hồi hơi xăng. - Trình bày được nhiệm vụ, cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống trung hòa và xử lý khí thải. - Tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa được các chi tiết, bộ phận của các hệ thống đúng quy trình và đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật. - Sử dụng phù hợp các thiết bị, dụng cụ trong kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa đảm bảo chính xác và an toàn. - Tích cực, chủ động trong các giờ hoc. - Biết chia sẻ thông tin, tham gia nhiệt tình các hoạt động theo nhóm. - Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô. - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tác phong công nghiệp trong công việc. - Có ý thức tự học, tự chuẩn bị bài theo yêu cầu của giáo viên. Nội dung chính Hệ thống thu hồi hơi xăng ( Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu) Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu ngãn không cho nhiên liệu bay hơi từ bình nhiên liệu xả vào trong khí quyển bằng cách làm cho hơi nhiên liệu tạm thời hấp thụ bằng bộ lọc than hoạt tính. Hơi này sau đó được đưa vào đốt cháy sau khi động cơ đã nóng lên. a Cấu t o Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu có các đường ống và van giữa lọc khí, đường ống nạp, bộ lọc than hoạt tính và bình xăng như trong hình minh họa. b Ho t động 103 Dòng làm sạch Khi động cơ đạt được các điều kiện nhất định, ECU động cơ mở VSV (cho van đóng bộ lọc than hoạt tính) đồng thời điều khiển van VSV (cho EVAP) bằng điều khiển theo hệ số hiệu dụng của xung. Điều này làm cho độ chân không của đường ống nạp mở van khí vào và cho phép khí hấp thụ bởi bộ lọc than hoạt tính cùng với không khí từ lọc gió đi vào đường ống nạp qua van VSV (cho van đóng bộ lọc than hoạt tính). ECU động cơ sử dụng điều khiển theo hệ số hiệu dụng cho VSV (cho EVAP) để ngãn dòng làm sạch quá nhiều khi không tải và các chế độ khác, hư hỏng động cơ và khí xả kém đi. 2 Hệ thống trung hòa à xử lý khí thải TH nhận d ng cấu t o hệ thống thu hồi hơi xăng à hệ thống trung hòa, xử lý khí thải - Nhận dạng cấu tạo hệ thống thu hồi hơi xăng, trung hòa và xử lý khí thải. 104 Trang cuối cùng DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 105 * Yêu c u chung khi biên so n giáo trình - Ngôn ngữ sử dụng để biên soạn giáo trình là tiếng Việt phổ thông. Không dùng từ ngữ, thuật ngữ là tiếng địa phương hoặc tiếng nước ngoài; Trong trường hợp cần phải sử dụng từ ngữ nước ngoài do không có tiếng Việt thay thế, thì có thể sử dụng trực tiếp tiếng nước ngoài đó nếu là ngôn ngữ thông dụng, phổ biến hoặc phải phiên âm tiếng nước ngoài sang tiếng Việt. - Câu văn, từ ngữ, thuật ngữ, chữ số, ký hiệu và hình vẽ trong giáo trình được biên soạn phải rõ ngh a, chính xác, theo các tiêu chuẩn Việt Nam, tiêu chuẩn quốc tế hiện hành và sử dụng đơn vị đo theo hệ đo lường quốc tế (SI). - Font chữ Times New Roman, cỡ chữ 14 (nội dung của giáo trình); hình vẽ và biểu tượng để chế độ In Line With Text. * Quy định màu bìa giáo trình: - Giáo trình chuyên ngành Điện: Bìa màu xanh dương (Blue) - Giáo trình chuyên ngành Cơ khí: Bìa màu xanh lá cây (Green) - Giáo trình chuyên ngành Ô tô: Bìa màu vàng (yellow) - Giáo trình chuyên ngành Kinh tế: Bìa màu trắng (white) - Giáo trình chuyên ngành Công nghệ thông tin: Bìa màu đỏ (Red)