ĐỀ TÀI HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN XE TOYOTA VIOS 2017 NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

• Thấy được tầm quan trọng trong việc đánh lửa trực tiếp điều khiển bằng điện tử trên các loại xe đời mới hiện nay • Tìm hiểu và nắm vững nguyên lý hoạt động của các cảm biến sử dụng tr

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

NHÓM 3

HỆ THỐNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Ô TÔ

TÊN ĐỀ TÀI:

HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN XE TOYOTA VIOS 2017

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

MÃ LỚP HỌC PHẦN: 20211AT6011008

THÀNH VIÊN NHÓM:

1 Nguyễn Mạnh Huy 2019600664

2 Huỳnh Quang Kiên 2019601719

4 Nguyễn Hữu Long 2019601374

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Lê Hữu Chúc

Hà Nội – 2021

MỤC LỤC

MỤC LỤC……….1

LỜI NÓI ĐẦU……… ………6

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN Ô TÔ 9

1.1 Nhiệm vu, phân loại và yêu cầu 9

1.1.1 Nhiệm vụ hệ thống đánh lửa 9

1.1.2 Phân loại hệ thống đánh lửa 9

1.1.3 Yêu cầu của hệ thống đánh lửa 12

1.2 Các thông số cơ bản của hệ thống đánh lửa 13

1.2.1 Hiệu điện thế thứ cấp cực đại 13

1.2.2 Hiệu điện thế đánh lửa Uđl 13

1.2.3 Góc đánh lửa sớm 14

1.2.4 Hệ số dự trữ Kdt 15

1.2.5 Năng lượng dự trữ Wdt 15

1.2.6 Tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp 15

1.2.7 Tần số và chu kỳ đánh lửa 16

1.2.8 Năng lượng tia lửa và thời gian phóng điện 16

1.3 Lý thuyết chung về hệ thống đánh lửa trên ô tô 17

CHƯƠNG 2 : SƠ ĐỒ CẤU TẠO NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN Ô TÔ 19

2.1 Hệ thống đánh lửa trực tiếp 19

2.1.1 Nguyên lý làm việc 20

2.1.2 Các bộ phận chính của hệ thống 23

CHƯƠNG 3 : ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH

LỬA TRÊN Ô TÔ VIOS 25

3.1 Hệ thống đánh lửa trên động cơ 1NZ – FE 26

3.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa trên xe Toyota Vios 27

3.3 Các bộ phận chính của hệ thống đánh lửa trên xe Toyota Vios 28

3.3.1 Cảm biến luu lượng khí nạp 28

3.3.2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 30

3.3.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 30

3.3.4 Cảm biến vị trí bướm ga 31

3.3.5 Cảm biến kích nổ 32

3.3.6 Cảm biến oxy 32

3.3.7 Cảm biến vị trí trục khuỷu 34

3.3.8 Cảm biến vị trí trục cam 35

3.3.9 Bộ xử lý và điều khiển trung tâm ECU 36

3.3.10 Bộ ổn áp 38

3.3.11 Bộ chuyển đổi A/D 38

3.4 Các cơ cấu chấp hành 39

3.4.1 Bô bin 39

3.4.2 IC đánh lửa 40

3.4.3 Bugi 42

CHƯƠNG 4 QUY TRÌNH KIỂM TRA BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 45

4.1 Quy trình kiểm tra chung các hư hỏng hệ thống đánh lửa 45

4.1.1 Kiểm tra tia lửa ở bugi 46

4.2 Phương pháp kiểm tra, sửa chữa các bộ phận hệ thống đánh lửa 47

4.2.1 Kiểm tra bugi 47 4.2.2 kiểm tra modun đánh lửa và ECU 48 4.3 Quy trình kiểm tra, sủa chữa hệ thống đánh lửa với máy chẩn đoán 50

KẾT LUẬN 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

Danh mục hình vẽ

Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống đánh lửa điều khiển bằng vít Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn

Hình 1.3: Hệ thống đánh lửa bán dẫn có ESA Hình 1.4 Hệ thống đánh lửa DIS

Hình 1.5: Sự phụ thuộc của hiệu điện thế đánh lửa vào tốc độ

và tải của động cơ Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đánh lửa trực tiếp Hình 2.3 mạch điều khiển và bô bin kết hợp với IC đánh lửa Hình 3.1 các bộ phận đánh lửa trên Toyota vios

Hình 3.2 nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa Vios Hình 3.3 cảm biến lưu lượng khí nạp

Hình 3.4: Sơ đồ kết cấu và điều khiển của cảm biến đo lưu lượng không khí

Hình 3.5 Kết cấu và sơ đồ điện cảm biến nhiệt độ khí nạp Hình 3.6: Kết cấu và sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 3.7 sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga Hình 3.8 Kết cấu cảm biến tếng gõ

Hình 3.9 cấu tạo cảm biến o xy Hình 3.10 sơ đồ mạch điện cảm biến oxy Hình 3.11 kết cấu và sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí truc khuỷu

Hình 3.12: Cảm biến vị trí trục cam Hình 3.13: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục cam Hình 3.14 sơ đồ khối bộ vi xử lý

Hình 3.15 bộ ổn áp Hình 3.16 bộ chuyển đổi A/D

Hinh 3.17 hoạt động của bô bin đánh lửa Hình 3.18 các điều khiển của IC đánh lửa Hình 3.19 các điều khiển IC đánh lửa Hình 3.20 bugi

Hình 3.21 cơ cấu đánh lửa Hình 3.22 Đặc tính đánh lửa

• Thấy được tầm quan trọng trong việc đánh lửa trực tiếp điều khiển bằng

điện tử trên các loại xe đời mới hiện nay

• Tìm hiểu và nắm vững nguyên lý hoạt động của các cảm biến sử dụng trong

hệ thống đánh lửa trên động cơ 1NZ-FE

• Có thể chẩn đoán một cách chính xác và nhanh chóng các hư hỏng trong hệ thống đánh lửa của động cơ 1NZ-FE nói riêng và các động cơ hiện đại tương

đương nói chung

2 Nhiệm vụ nghiên cứu

• Biết được cấu tạo, sơ đồ mạch điện,nguyên lý hoạt động và phương pháp thay đổi thời điểm đánh lửa phù hợp nhất

• Nắm được các lưu ý cơ bản trong kiểm tra, bảo dưỡng, chẩn đoán và sửa chữa hệ thống đánh lửa

3 Phương pháp nghiên cứu

Trong quá trình thực hiện đề tài em sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau:

• Tra cứu tài liệu, giáo trình kĩ thuật, sách vở Đặc biệt là cuốn cẩm nang sửa chữa của hãng Toyota

• Nghiên cứu tìm kiếm thông tin trên mạng

• Tham khảo ý kiến của các Thầy giảng viên trong khoa Nghiên cứu trực tiếp trên xe

• Tổng hợp và phân tích các nguồn dữ liệu thu thập được, từ đó đưa ra những đánh giá và nhận xét của riêng mình

4 Kết quả đạt được

• Giúp cho sinh viên tổng hợp các kiến thức đã học một cách lôgic nhất

• Giúp cho sinh viên tiếp cận thực tế với các động cơ đời mới

• Hiểu rõ vai trò quan trọng của hệ thống đánh lửa điều khiển bằng điện tử so với các hệ thống đánh lửa đời cũ

• Nắm vững cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa trên động

cơ 1NZ-FE và từ đó làm tiền đề để nghiên cứu các hệ thống đánh lửa của các động cơ khác

Giúp sinh viên tự tin hơn lúc mới ra trường chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế về các hệ thống đánh lửa điện tử của các động cơ đời mới

5 Nội dung và kết cấu của đề tài

Mở đầu Chương 1 : Tổng quan về hệ thống đánh lửa trên ô tô Chương 2 : sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống đánh lửa trên

ô tô Chương 3 : Đặc điểm kết cấu của hệ thống đánh lửa trên ô tô Vios

Chương 4 : Quy trình kiểm tra bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống đánh lửa

xe Vios

6 Đánh giá và rút kinh nghiệm

Sau một thời gian thực hiện đồ án, với thái độ làm việc khẩn trương và nghiêm túc, đề tài của em đã hoàn chỉnh và đúng tiến độ đề ra

Tuy nhiên do thời gian hạn chế cộng với sự thiếu sót về mặt trình độ chuyên môn của người thực hiện nội dung đồ án không tránh khỏi có những mặt còn yếu kém Kính mong Nhà trường cùng các thầy cô và các bạn góp ý

để đề tài đồ án này hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến Ths Lê Hữu Chúc đã trực tiếp hướng đẫn và giúp đỡ em hoàn thành đồ án này Đồng thời em cũng xin chân thành cảm ơn tới Ban lãnh đạo và các thầy trong khoa Công nghệ Ôtô đã tạo điều kiện và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại nhà trường

1 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN

1.1.2 Phân loại hệ thống đánh lửa

Cấu trúc hệ thống đánh lửa được nhận dạng thông qua các đặc điểm sau

− Theo nguồn điện sử dụng, hệ thống đánh lửa được phân biệt thành : Hệ thống đánh lửa bằng ắc quy và hệ thống đánh lửa bằng ma-nhê- tô

− Theo dạng năng lượng tích lũy trong hệ thống, hệ thống đánh lửa phân biệt thành : Hệ thống đánh lửa điện cảm và hệ thống đánh lửa điện dung

− Theo thiết bị điều khiển quá trình đánh lửa, hệ thống đánh lửa phân biêt thành : Hệ thống đánh lửa thường, hệ thông đánh lửa bán dẫn và hệ thống đánh lửa điện tử

Hệ thống đánh lửa điện tử còn được phân biệt thành Hệ thống đánh lửa điện tử có sử dụng bộ chia điện và hệ thống đánh lửa không sử dụng bộ chia điện các hệ thống đánh lửa điện dung và đánh lửa ma-nhê-tô hiện nay ít dùng

Với ưu điểm nổi trội hiện nay, hệ thống đánh lửa điện tử được sử dụng phổ biến trên động cơ ô tô

− Phân loại theo hệ thống đánh lửa và quá trình phát triển a) Kiểu đánh lửa bằng vít

Hệ thống này ra đời từ khi có ô tô tới những năm 1974 Hệ thống gồm các

bộ phận sau : cuộn đánh lửa, dây cao áp, bugi và các cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng ly tâm, bằng chân không Trong kiểu hệ thống đánh lửa này,

dòng sơ cấp và thời điểm đánh lửa được điều khiển bằng cơ Dòng sơ cấp của

bô bin được điều khiển cho chạy ngắt quãng qua tiếp điểm của vít lửa Bộ điều chỉnh đánh lửa sớm li tâm và chân không điều khiển thời điểm đánh lửa Bộ chia điện sẽ phân phối điện cao áp từ cuộn thứ cấp đến các bugi

Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống đánh lửa điều khiển bằng vít

Trong kiểu đánh lửa này tiếp điểm của vít lửa cần được điều chỉnh thường xuyên hoặc thay thế Một điện trở phụ được sử dụng để giảm số vòng dây của cuộn sơ cấp, và giảm mức thấp nhất sự giảm áp của cuộn thứ cấp pử tốc độ cao

Hệ thống đánh lửa sử dụng vít lửa có tiếp điểm, đóng mở phụ thuộc vào vấu cam, hệ thống đánh lửa này có nhược điểm là tiếp điểm ở vít lửa lâu ngày

dễ bị đóng bẩn, muội than bám vào nên giảm hiệu suất đánh lửa, phải thường xuyên bảo trì

b) Kiểu bán dẫn

Hệ thống đánh lửa kiểu bán dẫn ra đời vào những năm 1970, hệ thống đánh lửa kiểu bán dẫn ra đời để khắc phục cho những nhược điểm của hệ thống đánh lửa bằng vít Trong kiểu hệ thống đánh lửa này transistor điều khiển dòng sơ cấp, để nó chạy một cách gián đoạn theo đúng các tín hiệu điện được phát ra từ

bộ phát tín hiệu

c) Kiểu bán dẫn có ESA (Đánh lửa sớm bằng điện tử)

Trong kiểu hệ thống đánh lửa này không sử dụng bộ đánh lửa sớm chân không và li tâm Thay vào đó, chức năng ESA của bộ điều khiển điện tử (ECU)

sẽ điều khiển góc đánh lửa sớm

Hình 1.3: Hệ thống đánh lửa bán dẫn có ESA

Hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS được phát triển từ giữa thập kỷ 80, trên các loại xe sang trọng và ngày càng được ứng dụng rộng rãi Thay vì sử dụng

bộ chia điện, hệ thống này sử dụng bô bin đơn hoặc đôi cung cấp điện cao áp trực tiếp cho bugi

Hình 1.4 Hệ thống đánh lửa DIS

Ưu điểm của hệ thống đánh lửa này là không có dây cao áp nên giảm sự mất mát năng lượng, giảm điện dung ký sinh và giảm nhiễu vô tuyến trên mạch thứ câp

Công suất và đặc tính động học của động cơ ô tô được cải thiện rõ rệt

Có khả năng điều khiển chống kích nổ cho động cơ

It hư hỏng, có tuổi thọ cao và không cần bảo dưỡng Động cơ khởi động dễ dàng, cầm chừng êm dịu, tiết kiệm nhiên liệu và giảm độc hại khí thải

1.1.3 Yêu cầu của hệ thống đánh lửa Một hệ thống đánh lửa tốt phải thoả mãn các yêu cầu sau:

Hệ thống đánh lửa phải sinh ra dòng thứ cấp đủ lớn để phóng điện qua khe

hở bugi trong tất cả các chế độ làm việc của động cơ

• Tia lửa trên bugi phải đủ năng lượng và thời gian phóng để sự cháy bắt đầu

• Góc đánh lửa sớm phải đúng trong mọi chế độ hoạt động của động cơ

• Các phụ kiện của hệ thống đánh lửa phải hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ cao và độ rung xóc lớn

• Sự mài mòn điện cực bugi phải nằm trong khoảng cho phép

• Độ tin cậy làm việc của hệ thống đánh lửa phải tin cậy tương ứng với độ

tin cậy làm việc của động cơ

• Kết cấu đơn giản, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, giá thành rẻ

1.2 Các thông số cơ bản của hệ thống đánh lửa 1.2.1 Hiệu điện thế thứ cấp cực đại

Hiệu điện thế thứ cấp cực đại U2m là hiệu điện thế cực đại đo được ở hai đầu cuộn đây thứ cấp khi tách dây cao áp ra khỏi bugi Hiệu điện thế thứ cấp cực đại phải đủ lớn để có khả năng tạo được tia lửa điện giữa hai điện cực của bugi, đặc biệt lúc khởi động

1.2.2 Hiệu điện thế đánh lửa Uđl

Hiệu điện thế thứ cấp mà tại đó quá trình đánh lửa xảy ra, được gọi là hiệu điện thế đánh lửa (Uđl) Hiệu điện thế đánh lửa là một hàm phụ thuộc vào nhiều

yếu tố, tuân theo định luật Pashen

Uđl = 𝑃.𝛿

𝑇 𝐾 [V] (1.1)

Trong đó: Uđl: Hiệu điện thế đánh lửa [V]

P: Áp suất trong buồng đốt tại thời điểm đánh lửa [N/m2]

: Khe hở bugi [m]

T: Nhiệt độ ở điện cực trung tâm bugi tại thời điểm đánh lửa [ 0C ]

K: Hằng số phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp hòa khí

Hình 1.5: Sự phụ thuộc của hiệu điện thế đánh lửa vào tốc độ và tải của

động cơ

1 Toàn tải, 2 Vừa tải, 3 Toàn tải, 4 khởi động và cầm chừng

Ở chế độ khởi động lạnh, hiệu điện thế đánh lửa khoảng 20 đến 30% do nhiệt độ cực bougine thấp

Khi động cơ tăng tốc, Uđl tăng, do áp suất nén tăng, nhưng sau đó nhiệt độ giảm từ từ do nhiệt độ điện cực bougie tăng và áp suất nén giám do quá trình nạp xấu đi

Hiệu điện thế đánh lửa cực đại ở chế độ khởi động và tăng tốc, có giá trị cực tiểu ở chế độ ổn định khi công suất cực đại

( bd, bd, , wt, mt, , o )



Trong đó: pbđ: Áp suất trong buồng đốt tại thời điểm đánh lửa

tbđ: Nhiệt độ buồng cháy

p: Áp suất trên đường ống nạp

twt: Nhiệt độ nước làm mát động cơ

tmt: Nhiệt độ môi trường n: Số vòng quay của động cơ

No: Chỉ số ôctan của xăng

U2

Hệ số dự trữ của những động cơ có hệ thống đánh lửa thường là bé hơn 1,5 Hệ thống đánh lửa của những động cơ xăng hiện đại với hệ thống đánh lửa điện tử, hệ số dự trữ có giá trị khá cao (Kdt=1,5÷2), đáp ứng được việc tăng tỷ

số nén, tăng số vòng quay và tăng khe hở bugi

1.2.5 Năng lượng dự trữ Wdt

Năng lượng dự trữ Wdt là năng lượng tích lũy dưới dạng từ trường trong cuộn dây sơ cấp của bobine Để đảm bảo tia lửa có đủ năng lượng đốt cháy hoàn toàn khí, hệ thống đánh lửa phải đảm bảo được năng lượng đánh lửa trên cuộn sơ cấp của bobine ở một giá trị xác định

mJ I

Trong đó: Wdt: Năng lượng dự trữ trên cuộn sơ cấp

L1: Độ tự cảm của cuộn sơ cấp của bobine

Ing: Cường độ dòng điện sơ cấp tại thời điểm transistor công suất ngắt

1.2.6 Tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp

t

u dt

du S

Tốc độ biến thiên của hiệu điên thế thứ cấp càng lớn thì tia lửa điện xuất hiện tại điện cực bougine càng nhanh, nhờ đó không bị rò rỉ qua muội than trên điện cực bugine, năng lượng tiêu hao trên mạch thứ cấp giảm

tđ: Thời gian vít ngậm hay transistor công suất dẫn bão hòa

Tm: Thời gian vít hở hay transistor công suất ngắt

Tần số đánh lửa f tỉ lệ với số vòng quay của trục khuỷu động cơ và số xylanh Khi tăng số vòng quay của động cơ và số xylanh, tần số đánh lửa f tăng

do đó chu kỳ đánh lửa T giảm xuống Vì vậy, khi thiết kế cần chú ý đến hai thông số chu kỳ và tần số đánh lửa để đảm bảo, ở vòng quay cao nhất của dộng

cơ tia lửa vẫn mạnh

1.2.8 Năng lượng tia lửa và thời gian phóng điện

Thông thường, tia lửa điện bao gồm hai thành phần là phần diện dung và

phần điện cảm Năng lượng của tia lửa được tính theo công thức:

Wp= WC+ WL (1.9)

Trong đó:

WC=

2

. 2

2U dl C

(1.10)

2

.22

2 i L

W L = (1.11)

WP: Năng lượng của tia lửa

WC: Năng lượng của thành phần tia lửa có điện dung

WL: Năng lượng của thành phần tia lửa có tính điện cảm

C2: Điện dung ký sinh tại mạch thứ cấp của bougine (F)

Uđl: Hiệu điện thế đánh lửa

1.3 Lý thuyết chung về hệ thống đánh lửa trên ô tô

Hệ thống đánh lửa sau khi có nhiệm vụ biến đổi dòng điện một chiều thế hiệu thấp (hoặc xoay chiều với xung điện thấp) thành dòng điện với thế hiệu cao có năng lượng đủ lớn thì sẽ sinh ra tia lửa để phóng qua khe hở giữa hai điện cực của bugi đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu Qua nghiên cứu người ta xác định tia lửa này có hai phần rõ rệt:

− Phần điện dung: Tia lửa có màu xanh, xảy ra ở thời điểm đầu khi đánh lửa, nhiệt độ khoảng 10000C, cường độ dòng điện rất lớn (từ 5001200 A) thời gian xuất hiện ngắn < 10-6 s, tần số cao 106  107 hz, có tiếng nổ lách tách và gây ra nhiễu xạ vô tuyến Tia lửa này xuất hiện làm điện thế U2 trên cuộn thứ

cấp giảm nhanh con khoảng 1500  2000V Tia lửa này có tác dụng đốt cháy

nhiện liệu trong buồng cháy động cơ

Năng lượng của phần điện dung:

[ w.s] (1.12)

Trong đó: C - Điện dung thứ cấp của biến áp đánh lửa

Uđl - Điện thế đủ lớn để tạo tia lửa phóng qua giữa hai điện cực bugi

− Phần điện cảm: Là phần "đuôi lửa" do mạch điện có thành phần điện cảm của cuộn dây sinh ra Tia lửa điện cảm có màu vàng hoặc tím nhạt, cường độ dòng điện nhỏ khoảng 80100 mA nguyên nhân do sự tụt áp của U2 ở giai đoạn trước đó

Tia lửa điện cảm có tác dụng làm động cơ khởi động tốt hơn khi động

cơ còn nguội Do nhiên liệu lúc này khó bay hơi, tia lửa này có tác dụng làm nhiên liệu bay hơi hết và đốt cháy kiệt nhiên liệu

Năng lượng của tia lửa điện cảm:

[W.s] (1.13)

Trong đó: L: Điện cảm của mạch điện

Ing: Cường độ dòng điện sơ cấp khi bị ngắt

Để tạo được tia lửa điện giữa hai điện cực của Bugi, quá trình đánh lửa được chia làm ba giai đoạn: Quá trình tăng trưởng của dòng sơ cấp hay còn gọi

là quá trình tích luỹ năng lượng, quá trình ngắt dòng sơ cấp và quá trình xuất hiện tia lửa điện ở cực Bugi

2

. dl2

C U C

W =

2

. 21ng L

I L

W =

2 CHƯƠNG 2 : SƠ ĐỒ CẤU TẠO NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ

THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN Ô TÔ

Quá trình phát triển của hệ thống đánh lửa được bắt đầu từ kiểu điều khiển bằng vít, kiểu bán dẫn, kiểu đánh lửa sớm bằng điện tử (ESA), kiểu đánh lửa trực tiếp DIS

2.1 Hệ thống đánh lửa trực tiếp

Hệ thống này được sử dụng trên động cơ 1NZ EF xe Toyota Vios Thay

vì sử dụng bộ chia điện, hệ thống này sử dụng bô bin đơn hoặc đôi cung cấp điện cao áp trực tiếp cho bugi Thời điểm đánh lửa được điều khiển bởi ESA của ECU động cơ Trong các động cơ gần đây, hệ thống đánh lửa này chiếm

ưu thế

Hệ thống đánh lửa trực tiếp này có hai loại

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS

2.1.1 Nguyên lý làm việc

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đánh lửa trực tiếp

Cảm biến vị trí trục khuỷu (NE) : phát hiện góc quay trục khuỷu ( tốc độ động cơ)

Cảm biến vị trí của trục cam (G) : nhận biết xy lanh, kỳ và theo dõi định thời của trục cam

Cảm biến kích nổ (KNK) : phát hiện tiếng gõ của động cơ Cảm biến vị trí bướm ga (VAT) : phát hiện góc mở của bướm ga Cảm biến lưu lượng khí nạp (VG/PIM) : phát hiện lượng không khí nạp Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (THW) : phát hiện nhiệt độ nước làm mát động cơ

Bôbin và IC đánh lửa : đóng và ngắt dòng điện trong cuộn sơ cấp vào thời điểm tối ưu Gửi các tín hiệu IGT đến các ECU động cơ

ECU động cơ : phát ra các tín hiệu IGT dựa trên các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, và gửi tín hiệu đến bobin có IC đánh lửa

Bugi : phát ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hòa khí

Trong hệ thống đánh lửa trục tiếp (ĐLTT), bộ chia điện không còn được

sử dụng nữa thay vào đó, hệ thống ĐLTT cung cấp một bô bin cùng với một

IC đánh lửa độc lập cho mỗi xy-lanh Vì hệ thống này không cần sử dụng bộ chia điện hoặc dây cao áp nên nó có thể giảm tổn thất năng lượng trong khu vực cao áp và tang độ bền Đồng thời nó cũng giảm đến mức tối thiểu nhiễu điện từ, bởi vì không sử dụng tiếp điểm trong khu vực cao áp Chức năng điều khiển thời điểm đánh lửa được thực hiện thông qua việc sử dụng ESA (đánh lửa sớm bằng điện tử) ECU của động cơ nhận được các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, tính toán thời điểm, truyền tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa

Thời điểm đánh lửa được tính toán liên tục theo điều kiện của động cơ, dựa trên giá trị thời điểm đánh lửa tối ưu đã được lưu giữ trong máy tính, dưới dạng một bản đồ ESA Sơ với điều khiển đánh lửa cơ học của hệ thống thông thường thì phương pháp điều khiển bằng ESA có độ chính xác cao hơn và không cần phải đặt lại thời điểm đánh lửa Kết quả là hệ thống này giúp cải thiện tiết kiệm nhiên liệu và tăng công suất phát ra

Thiết bị này bao gồm IC đánh lửa và bô bin kết hợp thành một cụm Trước đây, dòng điện cao áp được dẫn đến xy lanh bằng dây cao áp Nhưng nay, thì

bô bin có thể nối trực tiếp đến từng bugi của từng xy lanh thông qua việc sử dụng bô bin kết hợp IC đánh lửa Khoảng cách dẫn điện cao áp được rút ngắn nhờ có nối trực tiếp bô bin với bugi, làm giảm tổn thất điện áp và nhiễu điện

từ Nhờ thế độ tin cậy của hệ thống đánh lửa được nâng cao

Hình 2.3 mạch điều khiển và bô bin kết hợp với IC đánh lửa

f) Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Cảm biến nhiệt độ khí nạp sử dụng điện trở nhiệt mà điện trở giảm khi nhiệt độ tăng và ngược lại

g) Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Công dụng của cảm biến này là theo dõi nhiệt độ nước là mát động cơ, có nghĩa là theo dõi nhiệt độ của động cơ Khi nhiệt độ động cơ thấp, giá trị điện trở của cảm biến sẽ cao, tín hiệu điện áp gửi về ECU thấp, ECU sẽ biết được động cơ đang nguội lạnh Khi động cơ đã nóng, giá trị điện trở của bộ cảm biến giảm, tín hiệu điện áp gửi về ECU cao, ECU sẽ biết được động cơ đang nóng

Nhờ vậy ECU điều khiển phun xăng đúng lượng cần thiết

h) Cảm biến vị trí bướm ga Cảm biến vị trí bướm ga được lắp đặt trên cổ họng gió, trên trục của bướm

ga, chức năng của cảm biến này là phát hiện góc mở của bướm ga

i) Cảm biến kích nổ Cảm biến này thường được chế tạo bằng vật liệu áp điên Nó được gắn trên thân xilanh hoặc nắp máy đẻ cảm nhận xung kích nổ phát sinh trong động

cơ và gửi tín hiệu này tới ECU làm trễ thời điểm đánh lửa nhằm ngăn chặn hiện tương kích nổ

j) Cảm biến oxy Công dụng của nó là theo dõi, ghi nhận lượng oxy còn xót lại trong khí thải để báo cho ECU Nếu lượng oxy còn nhiều chứng tỏ khí hỗ hợp nghèo xăng, ECU sẽ điều chỉnh phun thêm xăng Nếu lượng oxy còn ít, chứng tỏ khí

đặt trong ống xả, nhưng vị trí lắp đặt và số lượng khác nhau tùy theo kiểu động

cơ

k) Cảm biến vị trí trục khuỷu Cảm biến vị trí trục khuỷu sử dụng để phát hiện góc của trục khuỷu và tốc

độ động cơ ECU động cơ dùng tín hiệu NE và tín hiệu G để tính toán thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản

l) Cảm biến vị trí trục cam Cấu tạo của cảm biến vị trí trục cam cũng giống cảm biến vị trí truc khuỷu nhưng roto tín hiệu của cảm biến trục cam chỉ có 3 răng

m) Bộ xủ lý và điều khiển trung tâm ECU

n) Bộ ổn áp o) Bộ chuyển đổi Analog/Digital (A/D) p) Vi điều khiển

q) Chương trình điều khiển

3 CHƯƠNG 3 : ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

TRÊN Ô TÔ VIOS

Xe Vios là phiên bản sedan cỡ nhỏ ra đời năm 2003 để thay thế cho dòng Somuna ở thị trường Đông Nam Á và Trung Quốc Thế hệ Vios đầu tiên là một phần trong dự án hợp tác giữa các kỹ sư Thái Lan và nhà máy thiết kế Nhật Bản của Toyota được sản xuất tại nhà máy Toyota Gateway tỉnh Chachoegsao, Thái Lan Với sự ra đời của Vios thế hệ thứ 2 năm 2007 Toyota bắt đầu cho dòng xe này tiến công sang thị trường ngoài châu Á

Thông số kỹ thuật của xe

Trọng lượng toàn tải 1450kg Trọng lượng không tải 950kg Dài x rộng x cao toàn

Kiểu

4 xilanh thẳng hàng, 16 van, cam kép DOHC có VVT-I, dẫn động xích

Dung tích công tác 1597cm3Đường kính xilanh D 78mm

Momen xoắn tối đa 145 N.m

Hệ thống phun nhiên liệu EFI

Cơ cấu phân phối khí 16 xuppap dẫn động

bằng xích, có VVT-i

3.1 Hệ thống đánh lửa trên động cơ 1NZ – FE

Hệ thống đánh lửa trên động cơ 1NZ-FE là hệ thống đánh lửa điện tử loại DIS là một hệ thống phân phối trực tiếp điện cao áp đến các bugi từ các cuộn đánh lửa đánh lửa mà không dùng bộ chia bao gồm: các cảm biến tín hiệu, ECU, bugi và các cuộn đánh lửa

Hình 3.1 các bộ phận đánh lửa trên Toyota vios