Thi công mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp 2JZ GTE đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

Nó là một cảm biến vô cùng quan trọng trong hệ thống điều khiển động cơ, giúp cho động cơ ô tô hoạt động ổn định, nâng cao hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí xả.. Độ chân

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC HÌNH ẢNH vi

DANH MỤC BẢNG viii

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục tiêu đề tài 1

1.3 Giới hạn đề tài 1

1.4 Đối tượng nghiên cứu 1

1.5 Phương pháp nghiên cứu 1

1.6 Ý nghĩa đề tài 2

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH 3

2.1 Giới thiệu chung 3

2.2 Tổng quan mô hình 3

2.3 Chi tiết trên mô hình 6

2.3.1 Bộ truyền động đai 6

2.3.2 Mạch điều khiển động cơ 8

2.3.3 Tableau 10

2.3.4 Hộp cầu chì 10

2.3.5 Các cảm biến 11

2.3.6 Tín hiệu STA 25

2.3.7 ECU 25

2.3.8 Các bộ chấp hành 29

CHƯƠNG 3: THI CÔNG MÔ HÌNH 40

3.1 Tháo mô hình 40

3.2.1 Sơn khung mô hình 40

3.2.2 Vệ sinh, kiểm tra và sơn lại các chi tiết cũ 42

3.2.3 Bố trí các chi tiết cũ lên mô hình 44

3.2.4 Hoàn thành sơ đồ mạch điện 46

CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG MÔ HÌNH 48

4.1 Điều chỉnh tốc độ mô hình 48

4.2 Chọn nhiệt độ nước làm mát 48

4.3 Chọn lưu lượng khí nạp 49

4.4 Đánh pan mô hình 51

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 58

5.1 Kết luận 58

5.2 Đề nghị 58

DANH MỤC THAM KHẢO 59

DIS : Direct Ignition System

DOHC: Double Overhead Cam

EFI : Electronic Fuel Injection

ECU: Electronic Control Unit

IGT: Ignition Timing Signal

ISC : Idle Speed Control Signal

VDC: Volts Direct Current

SW : Switch

Hình 2.1 Kích thước tổng quát của sa bàn 4

Hình 2.2: Các cảm biến và bộ chấp hành 5

Hình 2.3: Bố trí các cụm chi tiết trên mô hình 6

Hình 2.4: Bộ truyền động đai 7

Hình 2.5 : Mô tơ điều khiển bộ dẫn động đai 8

Hình 2.6 : Bộ điều khiển tốc độ động cơ 60A 9

Hình 2.7 : Mạch điều khiển mô tơ 9

Hình 2.8 : Đồng hồ Tableau 10

Hình 2.9 : Vị trí hộp cầu chì, rờ le 10

Hình 2.10: Cảm biến chân không 11

Hình 2.11: Cấu tạo bên trong cảm biến chân không 12

Hình 2.12: Mạch điều khiển cảm biến chân không 12

Hình 2.13: Cảm biến nhiệt độ không khí nạp 13

Hình 2.14: Mạch điều khiển cảm biến nhiệt độ không khí nạp 14

Hình 2.15: Tín hiệu G và Ne 15

Hình 2.16: Tín hiệu G1 và G2 15

Hình 2.17: Cảm biến vị trí trục cam 16

Hình 2.18: Cảm biến vị trí trục khuỷu 16

Hình 2.19: Tín hiệu Ne 17

Hình 2.20: Cảm biến kích nổ 17

Hình 2.21: Cấu tạo và mạch điện cảm biến kích nổ 18

Hình 2.22: Hai cảm biến kích nổ trên mô hình 18

Hình 2.23: Cảm biến bướm ga 19

Hình 2.24: Sơ đồ nguyên lý 19

Hình 2.25: Sơ đồ mạch điện 20

Hình 2.26: Đặc tính cảm biến bướm ga 20

Hình 2.27: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 21

Hình 2.28: Mạch điều khiển nhiệt độ nước làm mát 21

Hình 2.29: Cảm biến nhiệt độ nước 22

Hình 2.30: Cấu tạo cảm biến ôxy 23

Hình 2.31: Cấu tạo cảm biến Ôxy 24

Hình 2.32: Mạch giả tín hiệu cảm biến Ôxy 24

Hình 2.33: Tín hiệu khởi động STA 25

Hình 2.36: Mạch điện điều khiển kim phun 30

Hình 2.37: Bô bin có Igniter đặt trong 32

Hình 2.38: Bố trí hệ thống đánh lửa trên mô hình 33

Hình 2.39: Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp 34

Hình 2.40: Vị trí van ISC 35

Hình 2.41: Mạch điều khiển van ISC 37

Hình 2.42: Van ISC kiểu mô tơ bước 37

Hình 2.43: Sơ đồ mạch điện van ISC 38

Hình 2.44: Van ISC và các led trên mô hình 38

Hình 2.45: Đèn Check và đầu chẩn đoán 39

Hình 2.46: Sơ đồ mạch điện đèn Check và đầu chẩn đoán 39

Hình 3.1: Bô bin và bugi 40

Hình 3.2: Quá trình sơn lót mô hình 41

Hình 3.3: Màu sơn sau khi pha và sản phẩm sau khi sơn 42

Hình 3.4: Sơn bóng 2K 42

Hình 3.5 Công tắc máy 43

Hình 3.6 Bướm ga trước và sau khi sơn 43

Hình 3.7 Mặt sau của bộ truyền động đai 44

Hình 3.8 Vị trí các cảm biến và chi tiết khác được bố trí trên mô hình 44

Hình 3.9: Vị trí ECU và bảng cực 45

Hình 3.10 Lắp đặt relay, cầu chì lên hộp 45

Hình 3.11 Đi dây điện, kết nối hộp cầu chì tới các chi tiết khác 46

Hình 3.12: Bố trí hộp cầu chì 46

Hình 3.13 : Đi dây điện từ các chi tiết về bảng cực 47

Hình 3.14 Đi dây điện cho mô hình 47

Hình 4 1: Công tắc hiệu chỉnh nhiệt độ nước làm mát 49

Hình 4.2: Mạch điện điều chỉnh thay đổi nhiệt độ nước làm mát 49

Hình 4 3: Cảm biến chân không và công tắc thay đổi trên mô hình 50

Hình 4.4: Mạch điện thay đổi độ chân không 51

Hình 4.5: Thứ tự kiểm tra bô bin số 1 53

Hình 4.6: Thứ tự kiểm tra bô bin số 6 55

Bảng 2.1: Ký hiệu các cực của ECU 28

Bảng 2.1: Ký hiệu các cực của ECU 28

Bảng 4 1: Giá trị thay đổi của nhiệt độ nước làm mát 48

Bảng 4.2 : Bảng giá trị thay đổi của độ chân không 50

Bảng 4 3: Công tắc tạo pan 51

CHƯƠNG I TỔNG QUAN

1.1 Lý do chọn đề tài

Hệ thống đánh lửa và hệ thống nhiên liệu là hai hệ thống quan trọng trên động cơ xăng

Để cải tiến một động cơ xăng như tăng công suất động cơ hay giảm suất tiêu hao nhiên liệu thì người ta thường tập trung vào việc thay đổi các thông số của hai hệ thống này Vì vậy hai hệ thống này đã không ngừng được cải tiến rất nhiều, ví dụ như hệ thống đánh lửa từ

sử dụng bộ chia điện nay đã cải tiến lên thành hệ thống đánh lửa trực tiếp, hệ thống nhiên liệu từ sử dụng bộ chế hòa khí nay cải tiến lên hệ thống phun xăng trực tiếp

Để giúp người học hiểu rõ hơn về hai hệ thống này trên động cơ xăng nên chúng em đã chọn đề tài “Thi Công Mô Hình Hệ Thống Đánh Lửa Trực Tiếp” Người học có thể khảo nghiệm trực tiếp hệ thống đánh lửa trực tiếp và hệ thống phun xăng như trên thực tế, tiếp thu những kiến thức về các hệ thống này một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn

1.2 Mục tiêu đề tài

 Tìm hiểu về hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) và hệ thống phun xăng (EFI)

 Tìm hiểu về các tín hiệu cảm biến ảnh hưởng đến hệ thống

 Xậy dựng mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp

1.3 Giới hạn đề tài

Với yêu cầu về nội dung, các mục tiêu và thời gian có hạn cộng với nguồn tài liệu hiện có, đề tài chỉ giới hạn tập trung khảo sát, phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động của

hệ thống đánh lửa trực tiếp cũng như cấu tạo, nguyên lý hoạt động của từng chi tiết trong

hệ thống và các lưu ý trong bảo dưỡng, chẩn đoán hư hỏng và sửa chữa hệ thống Đề tài không tập trung vào tính toán, thiết kế các chi tiết trong hệ thống

1.4 Đối tượng nghiên cứu

Hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ động cơ 2JZ – GTE

1.5 Phương pháp nghiên cứu

- Đề tài được hoàn thành chủ yếu dựa trên tham khảo

- Tìm hiểu thêm thông tin trên mạng, lấy ý kiến từ giảng viên hướng dẫn

- Tham khảo các mô hình tương tự…

1.6 Ý nghĩa đề tài

Mô hình giúp cho sinh viên có cái nhìn trực quan hơn về hệ thống đánh lửa trực tiếp, nắm được phương pháp hoạt động, vị trí, cấu tạo của các chi tiết Dễ dàng chẩn đoán kiểm tra sửa chữa qua các hệ thống pan Mô hình giúp quá trình giảng dạy trực quan và dễ tiếp thu hơn

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH 2.1 Giới thiệu chung

Mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp được thực hiện dựa theo hệ thống điều khiển của động cơ 2JZ – GTE Động cơ này có các đặc điểm sau:

- Là động cơ 6 xy lanh thẳng hàng, thứ tự công tác 1 – 5 – 3 – 6 – 2 - 4

- Cơ cấu phân phối khí kiểu DOHC

- Sử dụng hệ thống tăng áp để tăng công suất động cơ

- Hệ thống phun đa điểm, chia làm 3 nhóm

 Nhóm 1: Kim phun số 1 và kim phun số 6

 Nhóm 2: Kim phun số 2 và kim phun số 5

 Nhóm 3: Kim phun số 3 và kim phun số 4

- Sử dụng hệ thống đánh lửa trực tiếp: Mỗi xy lanh bố trí một bô bin, igniter đặt trong

bô bin

- Van điều khiển tốc độ cầm chừng (ISC) kiểu mô tơ bước

- Điều khiển bơm nhiên liệu quay một tốc độ

- Bộ đo gió sử dụng kiểu cảm biến chân không (Vacuum Sensor)

2.2 Tổng quan mô hình

Tất cả các cụm chi tiết của mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp được bố trí trên một bảng gỗ có kích thước 1,9 m x 1,0 m Nó được lắp trên một khung bằng sắt và di chuyển được nhờ 04 bánh xe

Hình 2.1 Kích thước tổng quát của sa bàn

 Bố trí trên mô hình:

Hệ thống đánh lửa trực tiếp (Direct Ignition System), mỗi bô bin được đặt trên đỉnh của mỗi bugi

ECU tiếp nhận tín hiệu từ các cảm biến và nó cho ra tín hiệu điều khiển đánh lửa IGT

để điều khiển igniter và igniter điều khiển dòng điện đi qua cuộn sơ cấp của bô bin để thực hiện đánh lửa

Hình 2.2: Các cảm biến và bộ chấp hành

Hình 2.3: Bố trí các cụm chi tiết trên mô hình

2.3 Chi tiết trên mô hình

2.3.1 Bộ truyền động đai

Bộ truyền động đai được dẫn động bằng động cơ điện một chiều 12V qua trung gian một khớp nối mềm Bộ truyền động đai thể hiện sự bố trí cơ cấu phân phối khí, phương pháp bố trí cảm biến vị trí trục cam và cảm biến vị trí trục khuỷu

Nguồn điện sử dụng cho mô hình là bình ắc quy 12V Kẹp đỏ được nối với dương ắc quy và kẹp đen nối với cực âm ắc quy

Lưu ý: Mạch điện hệ thống điều khiển động cơ trên mô hình có thể bị hỏng khi chúng

ta đấu sai cực ắc quy

Hình 2.4: Bộ truyền động đai NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ TRUYỀN ĐỘNG

1 Xoay contact máy từ Off sang On, đèn Check Engine sẽ sáng

2 Tiếp tục xoay contact máy sang vị trí ST, bộ truyền động đai sẽ chuyển động

3 Sau khi mô hình hoạt động, đưa contact máy chuyển về vị trí On Để thay đổi tốc độ của bộ truyền động đai bằng cách xoay công tắc điều khiển tốc độ bên dưới mô hình, tốc

độ mô hình được thể hiện trên bảng Tableau

4 Để dừng mô hình, xoay contact máy về vị trí Off

2.3.2 Mạch điều khiển động cơ

Hình 2.5 : Mô tơ điều khiển bộ dẫn động đai

Bộ điều khiển tốc độ động cơ 60A có vỏ bảo vệ mạch, điện áp làm việc 10-50VDC, công suất điều khiển: 0,01-3000W (dòng khởi động tức thời tối đa 60A, dòng làm việc dài hạn nên được kiểm soát trong vòng 30A) Chân B+ và B- lần lượt được nối sau cầu chì sau relay bảo vệ của công tắc máy và mass của nguồn điện, 2 chân M+ và M- được nối với cực dương qua relay mô tơ và mass nguồn

Khi xoay công tắc bộ điều khiển tốc độ theo chiều kim đồng hồ, tốc độ mô hình sẽ tăng đến gần 3000 v/p Ngược lại, khi xoay công tắc điều khiển theo ngược kim đồng hồ, tốc

độ mô hình giảm Tốc độ của mô hình được thể hiện trên Tableau

Khi có dòng điện cung cấp cho led bơm nhiên liệu, dòng điện từ cực Fp của rơ le bơm cung cấp qua cuộn dây của rơ le mô tơ làm mô tơ chuyển động Chuyển động mô tơ được

truyền qua khớp nối để dẫn động bộ truyền động đai

Hình 2.6 : Bộ điều khiển tốc độ động cơ 60A

Hình 2.7 : Mạch điều khiển mô tơ

2.3.5 Các cảm biến

2.3.5.1 Cảm biến chân không

Cảm biến chân không hay còn gọi là cảm biến áp suất trong đường ống nạp MAP (Manifold Air Pressure) Nó là một cảm biến vô cùng quan trọng trong hệ thống điều khiển động cơ, giúp cho động cơ ô tô hoạt động ổn định, nâng cao hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu

và giảm lượng khí xả Nó dùng để xác định lưu lượng khí nạp bằng cách kiểm tra độ chân không trong đường ống nạp Cảm biến được bố trí bên ngoài động cơ, cấu trúc của nó gọn nhẹ, không làm cản trở chuyển động dòng khí nạp như các cảm biến khác

Hình 2.10: Cảm biến chân không

Nguyên lý đo của cảm biến dựa vào mối quan hệ giữa độ chân không trong đường Ống nạp và lưu lượng không khí nạp Khi lượng không khí nạp giảm, độ chân không trong đường ống nạp tăng và ngược lại Độ chân không trong đường ống nạp được chuyển thành tín hiệu điện áp nhờ một IC bố trí bên trong cảm biến và gởi về ECU để xác định lưu lượng không khí nạp

Hình 2.11: Cấu tạo bên trong cảm biến chân không

Cảm biến dạng phần tử áp điện, gồm một màng silicon có bề dày ở ngoài rìa mép khoảng 0,25 mm và ở trung tâm khoảng 0,025 mm, kết hợp với buồng chân không và một con IC Một mặt của màng silicon bố trí tiếp xúc với độ chân không trong đường ống nạp

và mặt khác của nó bố trí ở trong buồng chân không được duy trì một áp thấp cố định trước trong cảm biến

Khi áp suất trong đường ống nạp thay đổi làm cho màng silicon biến dạng, điện trở của nó sẽ thay đổi Khi điện trở thay đổi, tín hiệu điện áp từ IC gởi về ECU thay đổi theo Điện áp từ ECU luôn cung cấp cho IC không đổi là 5 vôn Khi áp suất trong đường ống nạp càng lớn, tín hiệu điện áp từ cọc PIM gởi về ECU càng cao và ngược lại

Hình 2.12: Mạch điều khiển cảm biến chân không

2.3.5.2.Cảm biến nhiệt độ không khí nạp

Hình 2.13: Cảm biến nhiệt độ không khí nạp

Cảm biến nhiệt độ không khí nạp được kí hiệu là THA , TA hoặc MAT Nếu sử dụng cảm biến chân không, nó bố trí sau lọc gió hoặc trên đường ống nạp Cảm biến 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

Phần chính của cảm biến là một chất bán dẩn có trị số nhiệt điện trở âm, có nghĩa là khi nhiệt độ không khí nạp thấp, điện trở của cảm biến cao và ngược lại Chuẩn làm việc của cảm biến là 20ºC, khi nhiệt độ không khí nạp cao hơn 20ºC thì ECU điều khiển giảm lượng phun Khi nhiệt độ không khí dưới 20 ºC, ECU sẽ gia tăng lượng phun nhiên liệu

Hình 2.14: Mạch điều khiển cảm biến nhiệt độ không khí nạp

2.3.5.3 Cảm biến vị trí trục cam

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 hay thời điểm phun nhiên liệu cho chính xác

Cảm biến vị trí trục cam gồm một nam châm vĩnh cửu, một cuộn dây và một lõi sắt Chúng được bố trí bên cạnh của nắp máy, rotor thời điểm có một răng được dẫn động bởi trục cam nạp

Hình 2.15: Tín hiệu G và Ne

Khi trục cam quay khe hở không khí giữa lõi từ của cảm biến và răng trên rotor thay đổi làm cảm ứng trong cuộn dây tín hiệu G một sức điện động xoay chiều và gởi về ECU động cơ Tín hiệu G1 xác định vị trí điểm chết trên của xy lanh số 6 ở cuối kỳ nén, tín hiệu G2 xác định vị trí điểm chết trên của xy lanh số 1 ở cuối kỳ nén Tín hiệu G1 và G2 được

bố trí lệch nhau một góc 360˚ tính theo số vòng quay trục khuỷu

Hình 2.16: Tín hiệu G 1 và G 2

Hình 2.17: Cảm biến vị trí trục cam

Trên mô hình tín hiệu G1 và G2 được bố trí trong cùng một mặt phẳng nằm ngang, răng rotor tín hiệu G1 và G2 bố trí lệch nhau một góc 180˚ Như vậy, khi trục cam quay một vòng xung của tín hiệu G1 và G2 lệch nhau một góc là 180⁰

2.3.5.4 Cảm biến vị trí trục khuỷu

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

Cảm biến được bố trí ở đầu trục khuỷu, bên trái của động cơ Rotor thời điểm có 12 răng được dẫn động bởi bánh răng trục khuỷu

Hình 2.18: Cảm biến vị trí trục khuỷu

Cảm biến vị trí trục khuỷu bao gồm một nam châm vĩnh cửu, một lõi từ và một cuộn dây Khi trục khuỷu quay một vòng cảm biến sẽ tạo ra 12 xung xoay chiều Ne, mỗi xung lệch nhau một góc 30˚ tính theo số vòng quay trục khuỷu, tín hiệu này được ECU xác định Tín hiệu Ne dùng để xác định thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản

Hình 2.19: Tín hiệu Ne

2.3.5.5 Cảm biến vị trí trục khuỷu

Cảm biến kích nổ được ký hiệu KNK , dùng để xác định hiện tượng kích nổ xảy ra trong các xy lanh của động cơ ECU dùng tín hiệu này để điều khiển đánh lửa trễ cho đến khi hiện tượng kích nổ không còn xảy ra, giúp đảm bảo cho động cơ luôn hoạt động ở trạng thái ổn định

Hình 2.20: Cảm biến kích nổ

Cảm biến kích nổ được bố trí ở xy lanh động cơ Động cơ 2JZ-GTE bố trí hai cảm biến kích nổ, một cho xy lanh từ 1 đến 3 và một cho các xy lanh từ 4 đến 6

Hình 2.21: Cấu tạo và mạch điện cảm biến kích nổ

Cảm biến kích nổ được chế tạo bằng phần tử áp điện Các phần tử áp điện của cảm biến kích nổ được thiết kế có kích thước với tần số riêng trùng với tần số rung của động cơ khi

có hiện tượng kích nổ để xảy ra hiệu ứng cộng hưởng (f = 6KHz – 13KHz) Như vậy, khi động cơ có xảy ra hiện tượng kích nổ, màng được làm bằng tinh thể thạch anh sẽ chịu áp lực lớn nhất và sinh ra một điện áp Tín hiệu điện áp này có giá trị nhỏ hơn 2,5V Nhờ tín hiệu này, ECU động cơ nhận biết hiện tượng kích nổ và điều chỉnh giảm góc đánh lửa cho đến khi không còn kích nổ ECU động cơ có thể điều chỉnh thời điểm đánh lửa sớm trở lại Khi mô hình hoạt động không có sự rung động mạnh nên cảm biến không phát ra xung điện áp tín hiệu, điều này sẽ làm cho đèn Check Engine bật sáng Do vậy, để khắc phục bằng cách thiết kế mạch tạo xung bố trí bên trong hộp giả lập tín hiệu ô xy để giả tín hiệu gởi về ECU Tín hiệu xung giả được đấu song song với cảm biến kích nổ

Hình 2.22: Hai cảm biến kích nổ trên mô hình

2.3.5.6 Cảm biến vị trí bướm ga

Cảm biến vị trí bướm ga được bố trí trên thân bướm ga Cảm biến chuyển đổi góc mở của bướm ga thành điện áp gửi về ECU Tín hiệu IDL được sử dụng chủ yếu là để cắt nhiên liệu khi giảm tốc, tín hiệu VTA dùng để xác định từng vị trí mở một của bướm ga

Hình 2.23: Cảm biến bướm ga

Hình 2.24: Sơ đồ nguyên lý

Nguồn điện từ ECU cung cấp cho cảm biến qua hai cực:

 5V từ cực VC của ECU đến cực VC của cảm biến

 5V qua một điện trở từ cực IDL của ECU đến cực IDL của cảm biến

Khi cánh bướm ga đóng hoàn toàn, con trượt ở phía trên nối cực IDL với E2, nên điện áp tại cực IDL là 0 vôn, tín hiệu này được ECU xác định

Khi cánh bướm ga mở, ECU dùng tín hiệu điện áp tại cực VTA để xác định từng vị trí

mở của bướm ga Tín hiệu điện áp VTA phụ thuộc vào vị trí con trượt bên dưới, khi bướm

ga mở càng lớn, con trượt tiến gần đến cực VC, điện áp tại cực VTA gia tăng theo qui luật đường thẳng

Hình 2.25: Sơ đồ mạch điện

Hình 2.26: Đặc tính cảm biến bướm ga

2.3.5.7 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát được bố trí ở đường nước trên nắp máy, tiếp xúc trực tiếp với nước của động cơ Cảm biến nhiệt độ nước làm mát thường được ký hiệu là THW,

TW hoặc CTS (Coolant Temperature Sensor) Cảm biến dùng để xác định nhiệt độ của động cơ, ECU dùng tín hiệu THW để điều khiển lượng nhiên liệu phun, thời điểm đánh lửa sớm, van điều khiển tốc độ cầm chừng theo nhiệt độ nước làm mát

Hình 2.27: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 2.28: Mạch điều khiển nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến là một chất bán dẫn có trị số nhiệt điện trở âm Vì vậy 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 Chuẩn làm việc của cảm biến là 80ºC Khi nhiệt độ nước làm mát dưới 80ºC, ECU sẽ điều khiển tăng tốc độ cầm chừng, tăng lượng nhiên liệu phun và tăng góc đánh lửa sớm

Nguồn điện cung cấp cho cảm biến là nguồn 5V cung cấp qua một điện trở Khi nhiệt

độ nước làm mát thay đổi, điện trở của cảm biến cũng thay đổi theo Bộ vi xử lý nhận điện

áp tại cực THW để xác định nhiệt độ làm việc của động cơ

Khi nhiệt độ động cơ thấp, giá trị điện trở cảm biến cao và điện áp gửi đến bộ vi xử lí 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

Hình 2.29: Cảm biến nhiệt độ nước

2.3.5.8 Cảm biến nồng độ ôxy

Cảm biến ôxy hay còn gọi là cảm biến λ có nhiệm vụ làm sạch khí thải Cảm biến ôxy thường được trang bị ở một số xe có sử dụng bộ lọc khí thải Cảm biến chỉ điều chỉnh tỉ

lệ hỗn hợp thay đổi trong một phạm vi hẹp so với tỉ lệ theo lý thuyết

Cảm biến được bố trí trên đường ống thải Thành phần chính của cảm biến là hợp chất Zirconium điôxyt ( ZrO2) Mặt trong và mặt ngoài của được phủ một lớp mỏng platin Không khí từ môi trường được cung cấp vào mặt trong của cảm biến và mặt ngoài của cảm biến tiếp xúc với khí thải qua trung gian của một lưới bảo vệ

Nếu bề mặt bên trong của chất ZrO2 có nồng độ ôxy chênh lệch lớn hơn bề mặt bên ngoài ở nhiệt độ từ 400°C thì chất ZrO2 sẽ sinh ra một điện áp Khi hỗn hợp không khí và nhiên liệu có trong buồng đốt nghèo, lượng ôxy có rất nhiều trong khí thải, do vậy sự chênh lệch hàm lượng ôxy giữa mặt trong và mặt ngoài của cảm biến bé, điện áp sinh ra từ hợp chất ZrO2 cũng bé Ngược lại, nếu hỗn hợp trong buồng đốt giàu, lượng ôxy có trong khí thải hầu như không có, điện áp sinh ra ở chất ZrO2 lớn (Khoảng 1V)

Hình 2.30: Cấu tạo cảm biến ôxy

ECU dùng tín hiệu của cảm biến ôxy để tăng hoặc giảm lượng nhiên liệu phun nhằm giữ cho tỉ số không khí và nhiên liệu ở gần giá trị lý tưởng λ = 1 Trong thực nghiệm người

ta thấy rằng, khi hệ số không khí λ =1, điện áp phát ra từ cảm biến ôxy là 0,45V Nếu điện

áp phát ra cao hơn 0,45 V thì hỗn hợp giàu nhiên liệu Nếu điện áp từ cảm biến bé hơn 0,45V, hỗn hợp trong buồng đốt nghèo

Hình 2.31: Cấu tạo cảm biến Ôxy

Mạch tạo xung tín hiệu cảm biến ôxy được bố trí bên trong bộ điều khiển tốc độ mô

hình

Hình 2.32: Mạch giả tín hiệu cảm biến Ôxy

2.3.6 Tín hiệu STA

Khi khởi động ST từ contact máy được gởi về cực STA của ECU động cơ Tín hiệu STA dùng để điều khiển lượng phun cơ bản khi khởi động, làm giàu hỗn hợp sau khởi động, điều khiển thời điểm đánh lửa sớm ban đầu, điều khiển sự hoạt động của van ISC…

Hình 2.33: Tín hiệu khởi động STA 2.3.7 ECU

ECU động cơ có các chức năng điều khiển sau: điều khiển EFI (Electronic Fuel injection), điều khiển ESA (Electronic Spark Advance), điều khiển ISC (Idle Speed Control), điều khiển chức năng chẩn đoán, chức năng dự phòng và các chức năng khác

Hình 2.34: ECU và bảng cực

CỰC TÊN TIẾNG ANH MÔ TẢ

10 For injector NO.1 Nhóm phun số 1

20 For injector NO.2 Nhóm phun số 2

30 For injector NO.3 Nhóm phun số 3

A/C Air Conditioner Điều hoà không khí

+B Battery (+) Accu cung cấp từ rơ le chính +B1 Battery NO.1 (+) Accu cung cấp từ rơ le chính

BATT Battery Điện áp trực tiếp (+) accu – sử

dụng cho bộ nhớ chẩn đoán E01 Earth NO 01 (Ground) Nối đất No 01

E02 Earth NO 02 (Ground) Nối đất No 02

E1 Earth NO 1 (Ground) Nối đất No 1

E2 Earth NO 2 (Ground) Nối đất No 2

ELS Electrical load signal Tín hiệu tải điện

EVP Evaporator Hệ thống thu hồi hơi nhiên liệu

FC Fuel Pump Control Tín hiệu điều khiển bơm xăng

G1 Group.NO.1(Crankshaf angle

signal ) Tín hiệu cảm biến vị trí trục cam

G1- Group NO.1 minus (-) Cực âm của cảm biến vị trí trục

cam G2 Group No.2 Tín hiệu cảm biến vị trí trục cam