Chức năng và phân loại hệ thống đánh lửa
1.1.1 Chức năng của hệ thống
Hệ thống đánh lửa điện tử đóng vai trò quan trọng trong việc xác định thời điểm đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu và không khí, từ đó kích hoạt động cơ ô tô hiệu quả ECU tính toán chính xác thời điểm đánh lửa dựa trên tín hiệu nhận được từ các cảm biến, giúp nâng cao hiệu suất vận hành và tiết kiệm nhiên liệu cho xe hơi.
1.1.2 Các yêu cầu của hệ thống đánh lửa
Các yếu tố quan trọng của động cơ xăng bao gồm hỗn hợp không khí nhiên liệu tốt, nén ép hiệu quả và hệ thống đánh lửa chính xác Hệ thống đánh lửa tạo ra tia lửa mạnh mẽ để đảm bảo quá trình đốt cháy hỗn hợp không khí - nhiên liệu diễn ra tối ưu Việc duy trì các yếu tố này giúp nâng cao hiệu suất hoạt động và độ bền của động cơ xăng.
Hệ thống đánh lửa cần tạo ra sức điện động thứ cấp đủ lớn để có thể phóng điện qua khe hở của bu-gi trong mọi chế độ hoạt động của động cơ Điều này đảm bảo quá trình đánh lửa diễn ra liên tục và ổn định, từ đó nâng cao hiệu suất vận hành của động cơ Việc duy trì một mức điện áp phù hợp giúp đảm bảo sự hoạt động chính xác của hệ thống đánh lửa trong các điều kiện làm việc khác nhau.
Hệ thống đánh lửa cần đảm bảo có thời điểm đánh lửa chính xác để phù hợp với sự thay đổi tốc độ và tải trọng của động cơ Việc điều chỉnh góc đánh lửa sớm đúng trong mọi chế độ hoạt động của động cơ giúp tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu Điều này đảm bảo động cơ vận hành ổn định, giảm thiểu khả năng gây tổn thất và hỏng hóc do lỗi thời điểm đánh lửa không chính xác.
Các phụ kiện của hệ thống đánh lửa cần đảm bảo hoạt động tốt, có độ bền và độ tin cậy cao để chịu đựng điều kiện nhiệt độ cao và rung xóc lớn Hệ thống đánh lửa sử dụng điện cao áp từ cuộn đánh lửa để tạo ra tia lửa, giúp đốt cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu đã được nén trong xi lanh Quá trình này đòi hỏi hỗn hợp không khí nhiên liệu được nén ép chính xác, sau đó cháy trong xi lanh để sinh công đẩy piston hoạt động hiệu quả.
Hiện tượng tự cảm và cảm ứng tương hỗ trong hệ thống tạo ra điện áp cao cần thiết cho quá trình đánh lửa, từ đó thúc đẩy hoạt động của động cơ Cuộn sơ cấp cung cấp điện thế hàng trăm vôn, trong khi cuộn thứ cấp tạo ra điện áp lên tới hàng chục nghìn vôn, đảm bảo quá trình đốt cháy diễn ra ổn định và hiệu quả.
1.1.3 phân loại hệ thống đánh lửa
Ngày nay, hệ thống đánh lửa cao áp trên ôtô đa dạng về loại và cấu tạo, phù hợp với từng mục đích sử dụng Theo cấu tạo, hoạt động, và phương pháp điều khiển, người ta phân loại hệ thống đánh lửa thành các loại khác nhau để tối ưu hóa hiệu suất vận hành Một trong những cách phân loại phổ biến là dựa trên nguồn điện sơ cấp, giúp xác định cách cung cấp năng lượng cho hệ thống đánh lửa nhằm đảm bảo quá trình đốt cháy nhiên liệu diễn ra hiệu quả nhất.
- Hệ thống đánh lửa dùng man-hê-tô
- Hệ thống đánh lửa dùng acqui b) Phân loại theo phương pháp tích lũy năng lượng.
- Hệ thống đánh lửa điện cảm (Transistor Ignition System).
- Hệ thống đánh lửa điện dung (Capacitor Discharged Ignition System). c) Phân loại theo phương pháp điều khiển bằng cảm biến.
- Hệ thống đánh lửa sử dụng vít lửa (breaker).
- Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến điện từ (Electromagnetie Sensor)
Gồm 2 loại: Loại nam châm đứng yên và loại nam châm quay.
- Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến Hall.
- Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến quang.
- Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến từ trở. d) Phân loại theo cách phân bố điện cao áp.
- Hệ thống đánh lửa có bộ chia điện - Delco (Distributor Ignition System).
- Hệ thống đánh lửa trực tiếp hay không có Delco (Distributorless IgnitionSystem). e) Phân loại theo phương pháp điều khiển góc đánh lửa sớm.
- Hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng cơ khí
- Hệ thống đánh lửa với bộ điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử (ESA - Electronic Spark Advance). f) Phân loại theo kiểu ngắt mạch sơ cấp.
- Hệ thống đánh lửa sử dụng vít lửa (Conventional Ignition System).
- Hệ thống đánh lửa sử dụng Transistor.
- Hệ thống đánh lửa sử dụng Thyristor (CDI).
Cấu tạo và nguyên lí hoạt động
Hệ thống đánh lửa trực tiếp trên Toyota Camry cung cấp điện cao áp trực tiếp cho bugi nhờ vào cuộn đánh lửa đa bội, thay thế cho bộ chia điện truyền thống Thời điểm đánh lửa được điều khiển chính xác bởi hệ thống ESA của ECU động cơ, giúp tối ưu hóa hiệu suất động cơ Trong các dòng xe mới, hệ thống này ngày càng chiếm ưu thế do độ bền và hiệu quả vượt trội Mỗi bugi trong hệ thống này sử dụng một IC và một bobin riêng biệt, đảm bảo cung cấp tia lửa mạnh mẽ và chính xác, góp phần nâng cao khả năng vận hành của xe hơi.
Cấu tạo của hệ thống đánh lửa trực tiếp bao gồm:
ECU điều khiển động cơ dùng để ra tính hiệu đánh lửa và kiểm soát tình trạng hoạt động của bobbin.
Các cảm biến (cảm biến trục khuỷa, cảm biến trục cam, cảm biến áp suất, cảm biến tiếng gõ…).
IC đánh lửa có tác dụng đóng mở nguồn điện đến cuộn sơ cấp
Bugi có tác dụng phóng tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp.
Sơ đồ mạch điện của hệ thống đánh lửa của camry 2018
Các IC đánh lửa có 4 chân gồm (+B, GND, IGT1, IGT2), trong đó chân B+ kết nối với nguồn điện, chân GND kết nối với mass, và khi mass E1 bị ngắt, IC không hoạt động Dây IGT từ ECU truyền tín hiệu điều khiển IC đánh lửa thông qua chân IGT, còn dây IGF dùng để gửi tín hiệu phản hồi về ECU sau khi quá trình đánh lửa hoàn tất, giúp ECU biết được hoạt động của hệ thống Nếu ECU gửi tín hiệu điều khiển đánh lửa nhưng không nhận được tín hiệu phản hồi IGF, điều này cho thấy cuộn dây đánh lửa có thể đã bị hỏng và hệ thống sẽ cảnh báo cho người lái bằng đèn báo lỗi động cơ trên đồng hồ xe.
Khi trục khuỷu của động cơ quay, cảm biến vị trí trục khuỷu và cảm biến vị trí trục cam gửi tín hiệu về ECU để xác định vị trí piston trong xy-lanh, điều này giúp ECU xác định thời điểm đánh lửa chính xác ECU kết hợp dữ liệu từ các cảm biến khác như cảm biến tốc độ, nhiệt độ, cảm biến nước làm mát và cảm biến vị trí bướm ga để tính toán góc đánh lửa sớm phù hợp Sau khi xác định góc đánh lửa sớm, ECU điều khiển các IC đánh lửa hoạt động thông qua các chân IGT, gửi tín hiệu dạng xung vuông để kích hoạt quá trình đánh lửa đúng thời điểm cho các xi-lanh, đảm bảo hiệu suất vận hành tối ưu của động cơ.
Khi IC đánh lửa số 1 nhận được tín hiệu từ ECU, nó sẽ kích hoạt dòng điện chạy qua cuộn dây sơ cấp qua transistor rồi trở về mass, tạo quá trình đánh lửa hiệu quả Sau khi tín hiệu đánh lửa kết thúc, IC sẽ ngắt dòng sơ cấp, khiến cuộn dây thứ cấp tạo ra sức điện động lên đến 30.000V, đảm bảo quá trình cháy nhiên liệu diễn ra mạnh mẽ và liên tục.
Tra kết cấu
Stt Mã Tên Anh Tên Việt Hình thực tế
IGNITION Mô bin đánh lửa
Công tắc khởi động đánh lửa
2 Hệ thống phun xăng điện tử trên xe camry 2018
Khái niệm hệ thống phun xăng điện tử (EFI)
EFI, viết tắt của Electronic Fuel Injection, là hệ thống phun xăng điều khiển điện tử thông minh nhất hiện nay, giúp cung cấp nhiên liệu tối ưu cho xe Hệ thống tự điều chỉnh tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu phù hợp với chế độ làm việc của ô tô, đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả Khi khởi động lạnh, EFI cung cấp hỗn hợp khí giàu xăng để khởi động dễ dàng, còn sau khi động cơ đạt nhiệt độ vận hành, hệ thống điều chỉnh hỗn hợp trở nên nghèo xăng hơn, giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải.
Các đời xe cũ sử dụng chế hòa khí để tạo hỗn hợp nhiên liệu và cung cấp nhiên liệu cho động cơ Cả bộ chế hòa khí và hệ thống phun xăng điện tử đều cung cấp nhiên liệu với tỷ lệ phù hợp dựa trên lượng khí nạp, giúp tối ưu hiệu suất hoạt động của xe Tuy nhiên, để đáp ứng các yêu cầu về khí thải, tiêu hao nhiên liệu và khả năng tải, bộ chế hòa khí cần được thêm các bộ điều chỉnh phức tạp hơn, làm cho hệ thống trở nên phức tạp hơn rất nhiều.
Hệ thống phun xăng điện tử ra đời nhằm thay thế bộ chế hòa khí truyền thống, giúp đảm bảo tỉ lệ hỗn hợp nhiên liệu tối ưu cho động cơ Công nghệ này phun nhiên liệu một cách chính xác theo các chế độ lái xe khác nhau, nâng cao hiệu suất hoạt động và tiết kiệm nhiên liệu Nhờ đó, hệ thống phun xăng điện tử góp phần tăng độ bền và giảm khí thải ô nhiễm cho xe hơi hiện đại.
Bơm nhiên liệu cánh gạt là loại bơm được đặt trong thùng xăng, giúp giảm thiểu tiếng ồn so với các loại bơm trên đường ống Các thành phần chính của bơm gồm mô tơ, hệ thống bơm nhiên liệu, van một chiều, van an toàn và bộ lọc, đều được tích hợp thành một khối chắc chắn, đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của hệ thống nhiên liệu trong xe.
Khi roto quay, nó sẽ dẫn động cánh bơm quay theo, giúp cánh bơm gạt nhiên liệu từ cửa vào đến cửa ra của bơm, tạo ra độ chân không tại cửa vào và hút nhiên liệu hiệu quả Quá trình này cũng tạo ra áp suất tại cửa ra, đẩy nhiên liệu đi xa hơn trong hệ thống bơm Những đặc điểm này giúp đảm bảo hoạt động của bơm nhiên liệu liên tục và ổn định.
Van an toàn mở khi áp suât vượt quá giới hạn cho phép ( khoảng 6kg/cm2)
Van một chiều đóng vai trò quan trọng khi động cơ ngừng hoạt động bằng cách duy trì áp suất dư trong hệ thống nhiên liệu Khi kết hợp với bộ ổn định áp suất, van một chiều giúp giữ ổn định áp lực trong ống nhiên liệu, từ đó dễ dàng khởi động lại động cơ sau thời gian tạm dừng Thiếu áp suất dư khiến nhiên liệu dễ bị bay hơi tại nhiệt độ cao, gây khó khăn trong quá trình khởi động lại động cơ Việc duy trì áp suất dư là yếu tố then chốt để đảm bảo hoạt động liên tục và dễ dàng của hệ thống nhiên liệu khi xe không hoạt động.
Vòi phun đầu dài có cấu tạo gồm tấm cao su cách nhiệt nhằm giảm rung và đảm bảo hoạt động ổn định Các ống dẫn nhiên liệu đến vòi phun được kết nối dễ dàng bằng các giắc nối nhanh, giúp tăng tính tiện lợi và độ bền của hệ thống nhiên liệu.
Vòi phun nhiên liệu hoạt động dựa trên tín hiệu điện từ từ ECU, đảm bảo lượng nhiên liệu phun ra phù hợp và đúng thời điểm Vị trí lắp đặt của vòi phun gần cửa nạp xi lanh giúp tối ưu hóa quá trình phun nhiên liệu và tăng hiệu quả động cơ Để đảm bảo hoạt động chính xác, vòi phun được cố định chắc chắn vào ống phân phối xăng và được bảo vệ bằng tấm đệm cách nhiệt.
Nguyên lí hoạt động của hệ thống phun nhiên liệu
Sơ đồ mạch điều khiển phun
2.2.1 Nguyên lý làm việc của bơm nhiên liệu
Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy, đảm bảo cung cấp nhiên liệu đúng thời điểm để vận hành xe hiệu quả Ngay cả khi khoá điện ở vị trí ON, nếu động cơ chưa nổ, bơm nhiên liệu sẽ không hoạt động, giúp tiết kiệm nhiên liệu và tránh hư hỏng không cần thiết Việc hiểu rõ hoạt động của bơm nhiên liệu là yếu tố quan trọng để duy trì hiệu suất và tuổi thọ của hệ thống nhiên liệu ô tô.
(1) Khoá điện ở vị trí ON:
Khi bật khoá điện ở vị trí IG, rơle EFI bật mở.
(2) Khoá điện ở vị trí START:
Khi động cơ quay khởi động, một tín hiệu STA (tín hiệu máy khởi động) được truyền đến ECU động cơ từ cực ST của khoá điện.
Khi tín hiệu STA được gửi vào ECU động cơ, hệ thống kích hoạt chế độ bật ON của động cơ và mở rơle mạch Quá trình này cho phép dòng điện chạy vào bơm nhiên liệu để bắt đầu vận hành, đảm bảo cung cấp nhiên liệu liên tục cho động cơ hoạt động hiệu quả.
(3) Động cơ quay khởi động/nổ máy
Khi động cơ khởi động, ECU nhận tín hiệu NE từ cảm biến vị trí trục khuỷu, giúp duy trì hoạt động của bơm nhiên liệu Tín hiệu này quan trọng để đảm bảo quá trình khởi động diễn ra mượt mà và hệ thống nhiên liệu hoạt động hiệu quả Trong quá trình khởi động, ECU điều khiển bơm nhiên liệu dựa trên dữ liệu cảm biến, đảm bảo cung cấp nhiên liệu chính xác cho động cơ hoạt động tối ưu.
(4) Nếu động cơ chết máy:
Ngay cả khi khoá điện bật ON, nếu động cơ chết máy, tín hiệu NE không còn được gửi đến ECU động cơ, dẫn đến ECU ngắt tranzito và ngắt rơle mở mạch, từ đó khiến bơm nhiên liệu ngừng hoạt động.
2.2.2 Kết cấu và Nguyên lí làm việc của vòi phun
Khi cuộn dây nhận tín hiệu từ ECU, pit tông sẽ bị kéo lên nhờ sức căng của lò xo Van kim và piston hoạt động cùng nhau trong một khối, giúp van bị kéo lên tách khỏi đế van của nó Quá trình này cho phép nhiên liệu được phun ra chính xác và đều đặn vào buồng đốt, tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của động cơ.
Lượng phun được điều khiển bằng khoảng thời gian phát ra tín hiệu của ECU.
Lượng nhiên liệu phun ra phụ thuộc vào độ mở của van, which được giữ cố định trong suốt thời gian ECU phát ra tín hiệu Tín hiệu của ECU xác định thời gian mở của van, từ đó kiểm soát chính xác lượng nhiên liệu được cung cấp Việc duy trì độ mở cố định của van đảm bảo quá trình phun nhiên liệu diễn ra đều, tối ưu hóa hiệu suất động cơ Điều này giúp cải thiện khả năng vận hành của xe và duy trì hiệu quả nhiên liệu.
› Mạch điều khiển vòi phun:
Hiện có hai loại vòi phun loại có điện trở 1.5- 3Ω và loại có điện trở cao 13.8
Mạch điện của hai loại vòi phun này về cơ bản giống nhau, với nguồn điện ắc quy được cung cấp trực tiếp qua khóa điện Các vòi phun được mắc song song để đảm bảo hoạt động hiệu quả Động cơ xe Camry 2006 kiểu phun độc lập có mỗi vòi phun được điều khiển bởi một transistor riêng biệt, giúp tối ưu hóa quá trình phun nhiên liệu.
Tra mã
Stt Mã Tên tiếng anh Tiếng việt Hình ảnh thực tế
2 232210A030 PUMP ASSY, FUEL Bơm nhiên liệu
4 233000A02 FILTER ASSY, FUE Cụm lọc xăng trong thùng
FUEL PRESSURE Van áp suất
POSITION Cảm biến trục khuỷu
POSITION Cảm biến trục cam
8 8946506120 SENSOR, OXYGEN Cảm biến ô xy
3 Hệ thống phối khí , kiểm soát hơi xăng
Sơ đồ hệ thống cung cấp khí nạp trên xe camry 2018
Sơ đồ hệ thống phối khí
Không khí đi qua bộ lọc gió, sau đó đến cảm biến lưu lượng khí NAP để đo lượng khí đi qua, tiếp tục qua cổ họng gió và ống góp nạp, đi qua các đường ống phụ trợ rồi đến xy lanh trong hệ thống nạp khí của động cơ, đảm bảo quá trình hoạt động hiệu quả và tối ưu hóa hiệu suất xe.
Sơ đồ tổng quan về quá trình phối khí
Các cảm biến
3.2.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp
A Kết cấu và Nguyên lí chung
Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy
Dòng điện chạy qua dây sấy khiến nó nóng lên, và khi không khí chạy qua, dây sấy sẽ được làm nguội tương ứng với lượng không khí nạp Việc điều chỉnh dòng điện vào dây sấy giúp duy trì nhiệt độ ổn định, với dòng điện tỉ lệ thuận với lượng không khí nạp Thông qua việc đo dòng điện này, ta có thể xác định chính xác lượng không khí đi vào hệ thống Dòng điện sau đó được chuyển đổi thành điện áp và truyền đến ECU để điều chỉnh hoạt động của hệ thống.
Cảm biến lưu lượng khí nạp nhỏ gọn và nhẹ, được lắp đặt trực tiếp vào đường không khí để đo lượng khí nạp chính xác hơn Nó sử dụng dây nóng và nhiệt điện trở để phát hiện lượng không khí chạy qua khu vực cảm biến, tăng độ chính xác và giảm thiểu sức cản đối với luồng khí Không có các cơ cấu phức tạp, giúp cảm biến có độ bền vượt trội và hoạt động ổn định trong nhiều điều kiện khác nhau.
Cảm biến lưu lượng khí nạp được thể hiện trong hình minh hoạ cũng có một cảm biến nhiệt độ không khí nạp gắn vào.
C Mạch điện cảm biến lưu lượng khí nạp và Nguyên lí hoạt động
Mạch cảm biến lưu lượng khí nạp
Cảm biến lưu lượng khí nạp sử dụng dây sấy được ghép vào mạch cầu để đảm bảo chính xác đo lường Mạch cầu này hoạt động dựa trên nguyên lý so sánh điện thế tại các điểm A và B, khi các điện thế này bằng nhau Điều kiện để đạt được cân bằng trong mạch là tích của các điện trở theo đường chéo bằng nhau, cụ thể là (Ra + R3) * R1 = Rh * R2 Các yếu tố này giúp đảm bảo độ chính xác và độ ổn định của cảm biến lưu lượng khí nạp trong quá trình hoạt động.
Khi dây sấy (Rh) được làm mát bằng không khí nạp, điện trở tăng lên gây ra sự chênh lệch điện thế giữa điểm A và B Bộ khuyếch đại xử lý sẽ phát hiện và tăng cường điện áp đặt vào mạch để cân bằng lại, khiến nhiệt độ của dây sấy lại tăng và điện trở tăng theo, đến khi điện thế giữa A và B cân bằng Sử dụng đặc tính của mạch cầu này, cảm biến lưu lượng khí nạp có thể đo chính xác lưu lượng khí bằng cách phản ánh điện áp tại điểm B.
Trong hệ thống này, nhiệt độ của dây sấy (Rh) được duy trì liên tục ở mức cao hơn nhiệt độ không khí nạp nhờ vào việc sử dụng nhiệt điện trở Ra, giúp đảm bảo độ chính xác trong việc đo khối lượng khí nạp bất kể biến đổi nhiệt độ không khí nạp Nhờ đó, ECU động cơ có thể xác định chính xác lượng khí nạp mà không cần phải điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu dựa trên nhiệt độ không khí nạp Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của động cơ và cải thiện khả năng vận hành trong nhiều điều kiện khác nhau.
Khi nhiệt độ không khí giảm ở các độ cao lớn, khả năng làm nguội của không khí giảm so với cùng thể tích khí nạp ở mực nước biển Điều này dẫn đến mức làm nguội cho dây sấy giảm xuống, và giảm khối lượng khí nạp cũng đồng nghĩa với việc không cần thiết phải hiệu chỉnh mức bù cho độ cao.
Khi ECU phát hiện cảm biến lưu lượng bị lỗi, hệ thống tự động chuyển sang chế độ dự phòng để đảm bảo hoạt động ổn định của xe Trong chế độ này, việc đánh lửa được tính toán dựa trên tốc độ động cơ và vị trí bướm ga, giúp duy trì khả năng vận hành của xe cho đến khi cảm biến lưu lượng được sửa chữa Việc phát hiện lỗi cảm biến lưu lượng và chuyển sang chế độ dự phòng là quy trình quan trọng để bảo vệ động cơ và duy trì hiệu suất xe.
3.2.2 Cảm biến vị trí bướm ga
Là loại không tiếp xúc Cảm biến này sẽ chuyển sự thay đổi mật độ đường sức từ của từ trường thành tín hiệu điện áp.
Cảm biến vị trí bướm ga loại hall
Cảm biến vị trí bướm ga loại Hall sử dụng các mạch IC hall dựa trên các phần tử Hall để xác định vị trí của bướm ga Các nam châm gắn trên trục bướm ga quay cùng với nó, tạo ra tín hiệu chính xác giúp điều chỉnh tốc độ và phản hồi của hệ thống động cơ Công nghệ cảm biến Hall trong bướm ga hiện đại mang lại độ nhạy cao, độ chính xác và độ bền vượt trội, góp phần nâng cao hiệu suất vận hành của xe hơi.
Khi bướm ga mở, các nam châm quay cùng lúc và thay đổi vị trí, gây ra sự biến đổi trong từ thông IC Hall phát hiện sự thay đổi này qua hiệu ứng Hall từ các cảm biến VTA1 và VTA2, tạo ra tín hiệu điện điều chỉnh mức mở của bướm ga Tín hiệu này được truyền đến ECU động cơ để điều khiển chính xác hoạt động của bướm ga Cảm biến này có thiết kế không tiếp điểm, đơn giản và chính xác trong việc phát hiện độ mở của bướm ga, đồng thời sử dụng hai hệ thống tín hiệu khác nhau nhằm đảm bảo độ tin cậy cao hơn.
3.2.3 Cảm biến vị trí bàn đạp ga
A Cấu tạo và nguyên lí hoạt động
Cảm biến vị trí bàn đạp ga
Cấu tạo và hoạt động của cảm biến này cơ bản giống như cảm biến vị trí bướm ga loại phần tử hall.
Cảm biến này sử dụng các mạch IC Hall dựa trên phần tử Hall và các nam châm quay quanh chúng để phát hiện vị trí của bàn đạp chân ga Các nam châm được lắp trên trục của bàn đạp, quay cùng với chuyển động của bàn đạp chân ga khi người lái đạp, gây ra sự thay đổi vị trí của chúng IC Hall nhận diện các thay đổi này dựa trên thông số điện áp tạo ra bởi hiệu ứng Hall tại các cực VTA1 và VTA2, phản ánh mức độ thay đổi vị trí của nam châm Tín hiệu điện áp thu được sau đó truyền đến ECU để điều khiển hệ thống xe phù hợp.
Sơ đồ cảm biến bàn đạp ga
Cảm biến vị trí bàn đạp ga cung cấp tín hiệu điện áp từ 0-5V tại các cực VPA và VPA2 của ECU, phản ánh chính xác góc mở của bàn đạp ga Tín hiệu VPA thể hiện góc mở thực tế của bàn đạp ga để điều khiển động cơ, trong khi VPA2 thường được sử dụng để phát hiện các hư hỏng của cảm biến ECU sử dụng các tín hiệu này để kiểm soát góc mở của bàn đạp ga, từ đó điều chỉnh hoạt động của mô tơ và đảm bảo hiệu suất vận hành tối ưu.
3.2.4 Cảm biến vị trí trục cam
Cảm biến vị trí trục cam (CMP) gồm một nam châm, lõi thép và dây đồng quấn quanh, được lắp trên quylát Khi trục cam quay, 3 răng trên trục cam đi qua cảm biến CMP, kích hoạt từ trường trong cảm biến và tạo ra điện áp trong cuộn dây đồng.
Trục cam quay cùng với chuyển động quay của trục khuỷu, góp phần sinh ra điện áp gấp ba lần trong cảm biến CMP khi trục khuỷu quay hai vòng Điện áp này hoạt động như một tín hiệu quan trọng giúp ECM xác định chính xác vị trí của trục cam Tín hiệu từ cảm biến CMP sau đó được sử dụng để điều chỉnh thời điểm đánh lửa, phun nhiên liệu và hệ thống Van biến thiên VVT, tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của động cơ.
Sơ đồ mạch điện trục cam (P0016)
Trên trục cam đối diện với cảm biến vị trí trục cam là đĩa tín hiệu G có các răng, giúp xác định góc quay của trục cam Khi trục cam quay, khe hở không khí giữa các vấu nhô ra và cảm biến thay đổi, tạo ra tín hiệu điện áp G phản ánh góc quay chính xác Tín hiệu G này gửi về ECU, phối hợp với tín hiệu NE từ cảm biến trục khuỷu để xác định TDC kỳ nén, từ đó điều chỉnh thời điểm phun nhiên liệu và đánh lửa hiệu quả.
Cuộn nhận tín hiệu được làm từ dây đồng, lõi sắt và nam châm, tạo ra các tín hiệu khi các răng của đĩa cảm biến quay qua Mỗi vòng quay của động cơ tạo ra 34 tín hiệu, giúp ECM xác định chính xác vị trí trục khuỷu và tốc độ động cơ Nhờ các tín hiệu này, hệ thống điều khiển nhiên liệu và đánh lửa được tối ưu hóa về thời gian, đảm bảo hiệu suất hoạt động của xe.
Sơ đồ mạch điện cảm biến trục khuỷu
Tra mã
T mã Tên tiếng anh Tiếng việt Hình ảnh thực tế
METER SUB- ASSY, INTAKE AIR FLOW
Cảm biến lưu lượng gió
Cảm biến nhiệt độ nước
Cảm biến vị trí trục cam
Oxy sersor Cảm biến oxi
4 Hệ thống nguồn( máy phát )
Cấu tạo , nhiệm vụ và nguyên lý chung của máy phát
Máy phát điện ô tô hoạt động liên tục trong quá trình vận hành của xe, từ khi khởi động đến khi tắt máy, đảm bảo hệ thống điện luôn ổn định và sẵn sàng phục vụ các thiết bị điện tử Ngoài việc cung cấp điện cho hệ thống nội thất và ngoại thất của xe, máy phát điện còn cung cấp năng lượng cho một số bộ phận quan trọng khác như hệ thống tín hiệu, đèn pha và các cảm biến Các máy phát điện ô tô thường bao gồm các bộ phận chính như rotor, stator, quy trình chỉnh lưu và bộ điều khiển điện tử, giúp duy trì hoạt động hiệu quả và bền bỉ của hệ thống điện xe hơi Việc duy trì và kiểm tra định kỳ máy phát điện là yếu tố quan trọng để đảm bảo xe của bạn luôn vận hành trơn tru, an toàn trên mọi cung đường.
Vòng bi sau, vòng bị trước;
Bộ chỉnh lưu, bộ tiết chế vi mạch;
Máy phát điện có chức năng chính là tạo ra dòng điện nhằm cung cấp năng lượng cho các thiết bị Tuy nhiên, dòng điện này không được sử dụng trực tiếp mà sẽ được nạp vào bình ắc quy của xe Nguyên lý hoạt động dựa trên sự tương tác giữa Rotor quay và Stator cố định, trong đó Rotor được dẫn động bởi động cơ qua dây đai để tạo ra dòng điện Các cuộn dây trên Rotor hợp tác với phần trong của Stator để sinh ra điện năng hiệu quả.
Củ phát điện ô tô có chức năng điều chỉnh điện áp đầu ra để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình sử dụng Một số thiết bị điện trong xe yêu cầu dòng điện có hiệu điện thế 110V hoặc 220V, và việc điều chỉnh điện áp giúp đáp ứng đúng tiêu chuẩn này, mang lại sự tiện lợi và an toàn khi sử dụng các thiết bị điện tử trong xe.
Để sử dụng điện sinh ra từ máy phát, nguồn điện cần được chuyển đổi từ AC sang DC, do đó, chỉnh lưu là một chức năng không thể thiếu cho mỗi máy phát Tính năng chỉnh lưu còn phụ thuộc vào điều kiện điện năng tại nơi sử dụng, mặc dù trong thực tế, nhiều thiết bị điện vẫn sử dụng nguồn điện AC.
Mỗi thiết kế máy phát điện hoạt động theo nguyên lý riêng, với nhiều phương pháp tạo dòng điện khác nhau Chủ yếu, máy phát điện vận hành dựa trên sự hợp tác song song với động cơ, trong đó các bộ phận chính gồm cuộn dây đồng và nam châm giúp tạo ra dòng điện Điện áp sinh ra từ máy phát phụ thuộc vào bộ phận chỉnh tiết chế, đảm bảo phù hợp với các thiết bị điện trên xe và nhu cầu sử dụng của người dùng Mức điện áp cũng chịu ảnh hưởng bởi kích thước của các cuộn dây đồng và từ tính sinh ra từ các nam châm, giúp điều chỉnh công suất phù hợp với mục đích sử dụng.
Mạch điện của máy phát và nguyên lí hoạt động
Sơ đồ mạch điện máy phát
Hệ thống nạp điện gồm 3 bộ phận chính là acqui, cầu chỉnh và máy phát Máy phát trên xe ô tô là loại máy điện xoay chiều 3 pha, nhưng tất cả các thiết bị điện đều sử dụng nguồn điện 1 chiều Để chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành 1 chiều, hệ thống sử dụng bộ chỉnh lưu cầu 6 diode Sau đó, bộ điều áp hoặc bộ điều chỉnh điện áp IC sẽ duy trì nguồn điện ổn định cho các thiết bị trên xe.
Chân IG: cấp nguồn dương từ ắc quy cho ic và cuộn Field hoạt động.
Chân L : điều khiển đèn LED báo sạc trên taplo (L trong từ Light/Lamp).
Chân S trên bình ắc quy là nơi đo điện áp, giúp kiểm tra mức năng lượng pin hiệu quả Đây cũng là chân tín hiệu đầu vào của một bộ khuếch đại op amp, có đặc điểm nổi bật là có trở kháng vào rất cao, gần như không tiêu thụ dòng điện Chân S (từ Sense) giúp theo dõi chính xác tình trạng của ắc quy mà không gây ảnh hưởng đến dòng điện truyền tải Được sử dụng rộng rãi trong các mạch đo lường và điều khiển, chân S đảm bảo độ chính xác cao và ổn định trong quá trình vận hành.
Chân M : gửi tín hiệu điện áp về ECU động cơ để giám sát hoạt động của máy phát (M trong từ Monitor).
Chân B : đường sạc của máy phát (B trong từ Battery).
Chân 1 : âm chung của cuộn Field (cuộn kích từ) và ic tiết chế.
Chân 2 : điều khiển chân dương của cuộn Field.
Chân 3 : nhận tín hiệu điện áp xoay chiều do cuộn Stator tạo ra.
Chân 4 : cấp nguồn dương một chiều cho ic và cuộn Field một khi máy phát bắt đầu hoạt động.
Khi tín hiệu điện áp từ ắc quy 12V gửi qua chân S còn thấp hơn ngưỡng sạc khoảng 14V, IC sẽ cấp dương cho chân 2 của cuộn Field để tạo thành một nam châm điện Đồng thời, IC cung cấp âm cho chân L, khiến đèn LED phát sáng do phân cực thuận.
Khi IC bắt đầu hoạt động, khoảng thời gian để cấp nguồn dương cho cuộn Field và cấp âm cho đèn LED diễn ra trong khoảng thời gian rất ngắn, chỉ vài mili giây tùy thuộc vào tốc độ xử lý của IC Mặc dù có sự trì hoãn nhỏ trong quá trình này, nhưng nó quá nhanh để chúng ta có thể nhận biết bằng mắt thường Chính vì vậy, ngay khi bật khóa điện ON, đèn LED sẽ sáng ngay lập tức, thể hiện hoạt động của mạch một cách rõ ràng và tức thì.
Khi bật nút Start, động cơ bắt đầu hoạt động, khiến Rotor của máy phát quay, chính là cuộn Field Quay của cuộn Field tạo ra biến thiên từ thông qua cuộn Stator, sinh ra dòng điện xoay chiều cảm ứng Dòng xoay chiều này sau khi qua mạch chỉnh lưu gồm 6 diode sẽ biến thành dòng điện DC 14V để sạc ắc quy Khi ắc quy đang được sạc, cảm biến qua chân S của IC sẽ ngắt chân L khỏi cực âm để dừng sáng đèn LED Đồng thời, một dòng điện DC khác cấp vào chân 4 của IC để duy trì hoạt động của cuộn Field, giúp hệ thống tự duy trì mà không còn phụ thuộc vào nguồn từ ắc quy IC sử dụng tín hiệu từ chân S để điều chỉnh dòng điện qua cuộn Field, từ đó duy trì điện áp sạc luôn ổn định ở mức 14V, đảm bảo quá trình sạc hiệu quả và an toàn.
Một dòng điện xoay chiều từ Stator được cấp vào chân 3 của IC để giám sát hoạt động của Stator, giúp hệ thống vận hành chính xác IC cũng gửi tín hiệu phản hồi về ECU động cơ qua chân M, cho phép ECU theo dõi và kiểm soát quá trình làm việc của toàn bộ hệ thống.
Tra mã
Mã Tên tiếng anh Tên tiếng việt Hình ảnh thực tế
COMBINATION Đồng hồ táp lô
Vai trò của hệ thống khởi động
Hệ thống khởi động đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện ô tô, giúp cung cấp năng lượng để bắt đầu quá trình hoạt động của động cơ Nó sử dụng năng lượng từ bình accu, chuyển đổi thành cơ năng quay máy khởi động để khởi động động cơ Máy khởi động truyền cơ năng này cho bánh đà trên trục khuỷu động cơ thông qua việc gài khớp, giúp bánh đà quay và bắt đầu quá trình nén khí trong xy-lanh Quá trình này giúp hỗn hợp khí nhiên liệu được hút vào, nén, đốt cháy để tạo ra lực quay giúp động cơ hoạt động trơn tru Hầu hết các động cơ ô tô yêu cầu tốc độ quay khoảng 200 vòng/phút để khởi động hiệu quả.
5.2 Sơ đồ mạch điện và Nguyên lí làm việc
Sơ đồ mạch điện của hệ thống khởi động và máy phát
Trong quá trình hoạt động của mạch điện, nguyên tắc làm việc đầu tiên là xác định chính xác nguồn dương và nguồn âm trong sơ đồ mạch Nguồn dương, như pin hoặc battery, cung cấp năng lượng liên tục cho mạch, trong khi nguồn âm thường được nối tới vị trí Mass để đảm bảo ổn định trong hệ thống điện Việc xác định đúng các nguồn này là bước quan trọng để đảm bảo mạch hoạt động hiệu quả và an toàn.
Trong giai đoạn đầu khi khóa điện chuyển sang vị trí ST1, chân số 4 và số 3 sẽ có điện Khi khóa điện bật On, dòng điện từ cổng ACCqui sẽ đi qua cầu chì FL MAN và qua các vị trí P hoặc N, sau đó tiếp tục đến chân số 5 Tiếp theo, dòng điện sẽ đi vào cuộn dây của relay ST Relay và trở về mát (Mass), đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác và ổn định.
Khi có dòng điện chạy qua, rơ le ST hoạt động và đóng công tắc, cho phép dòng điện từ nguồn ACCqui đi qua cầu chì 30A của dây ST Sau đó, dòng điện tiếp tục đi vào chân số 5 của khóa điện để kích hoạt công tắc đóng Dòng điện sau đó tiếp tục đến chân SSO 1 của máy khởi động, làm máy khởi động sinh ra lực từ cần thiết để vận hành.
Dòng điện từ ACCqui sẽ đi vào dây màu đen đi vào công tắc và đi cuộn cảm và cuộn dây phần ứng của roto
Tra mã
T Mã Tiếng anh Tiếng việt Hình ảnh
1 281000V012 STARTER ASSY Máy khởi động
Công tắt chuyển số trung gian
Dùng 2 bộ bánh răng hành tinh
Số lượng bánh răng hành tinh, li hợp và khớp một chiều được giảm bớt so với hộp số U151E b Phần thủy lực
Phần bánh bơm và bánh tua bin được làm hẹp lại
Piston loại rời cho li hợp C2 hoạt động theo hướng kéo
Các van điện từ tuyến gọn nhẹ lưu lượng cao (SL1, SL2, SL3 and SL4) sẽ trực tiếp điều khiển các phàn tử ăn khớp
3 công tắc áp suất ATF được lắp ở đầu ra của SL1, SL2 and SL
Sử dụng lọc dầu loại nỉ
Nút tràn để điều chỉnh mức dầu ATF c Điều khiển
ECT ECU được lắp trên vỏ hộp số
Cảm biến tốc độ loại phần tử từ (NT & NC) được sử dụng
Việc điều khiển áp suất trực tiếp tới ly hợp (clutch to clutch) được thực hiện khi chuyển số từ 2 3 4 5 6
Điều khiển phối hợp với hệ truyền lực đảm bảo khả năng khởi hành chính xác và thực hiện việc giảm tốc phù hợp với mức độ lái xe
Vùng hoạt động điều khiển khóa li hợp và khóa biến mô được tăng them d Khác
Góc lượn của vỏ vi sai được mở rộng để làm giảm ứng suất tập trung
Cơ cấu điều chỉnh chiều dài cáp được sử dụng cho cáp điều khiển hộp số
Trong hệ thống truyền công suất, nguyên lý chung quy định rằng Đường truyền công suất của các bộ phận số 1, số 2, số 4, số 5 và số 6 có thể hoạt động theo chế độ D hoặc S, tùy thuộc vào yêu cầu kỹ thuật và điều kiện vận hành Cụ thể, bộ phận số 1 thường vận hành theo chế độ S hoặc D để đảm bảo khả năng truyền tải hiệu quả, trong khi số 2 cũng có thể chuyển đổi giữa chế độ D và S phù hợp với các tình huống khác nhau Đường truyền công suất của số 4 và số 5 đều linh hoạt, có thể hoạt động trong chế độ D hoặc S nhằm tối ưu hóa hiệu suất và bảo vệ hệ thống Cuối cùng, bộ phận số 6 được thiết kế để vận hành theo cả hai chế độ D hoặc S, đảm bảo hệ thống truyền công suất linh hoạt, ổn định và đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật.
Bao gồm thân van trên số 1, số 2, thân van dưới và 7 van điện từ SLx
Van điện từ Chức năng
SL1 (tuyến tính) Điều khiển áp suất của ly hợp C1
SL2 Điều khiển áp suất của ly hợp C2
SL3 Điều khiển áp suất của phanh B1
SL4 Điều khiển áp suất của phanh B3
SLU • Điều khiển áp suất ly hợp khóa biến mô
• Điều khiển áp suất phanh B2
SLT Điếu khiển áp suất chuẩn
SL(van 3 cửa) Chuyển mạch dầu cho van rơ le khóa biến mô Chuyển mạch dầu van điều khiển tác dụng lên B2 và van số lùi
STT mã Tiếng anh Tiếng việt Hình ảnh thực tế
Van điều khiển li hợp số 2
Van điều khiển ly hợp số 1
7 Trợ lực lái điện xe vios t
8 Hệ thống phanh ABS của inova stt MÃ Tiếng anh Tiếng việt Hình ảnh thực tế
CẢM BIẾN, TỐC ĐỘ SAU phải
CẢM BIẾN, TỐC ĐỘ SAU TRÁI
Cảm biến tốc độ trước trái
Cảm biến tốc độ trước phải
9 Hệ thống treo khí nén LEXUS LS600HL
Stt mã Tiếng anh Tiếng việt Hình thực tế
ASSY, PNEUMATIC, REAR RH W / SHOCK ABSORBER
Van kiểm soát chiều cao số 1
ASSY, HEIGHT CONTROL, NO.2 an kiểm soát chiều cao số 2
Nắp đậy máy nén kiểm trâ chiều cao
Van điều khiển chiều cao
Nguyên lí chung
Đường truyền công suất của các số 1, 2, 4, 5 và 6 đóng vai trò quan trọng trong hệ thống truyền tải năng lượng, mỗi số có thể hoạt động ở chế độ S hoặc D tùy thuộc vào yêu cầu của hệ thống Các chế độ D và S của từng số cung cấp khả năng linh hoạt trong phân phối công suất, đảm bảo hiệu quả và ổn định cho toàn bộ hệ thống Việc hiểu rõ đặc điểm và cách vận hành của từng đường truyền công suất sẽ giúp tối ưu hóa hoạt động và giảm thiểu sự cố trong quá trình vận hành.
Bao gồm thân van trên số 1, số 2, thân van dưới và 7 van điện từ SLx
Van điện từ Chức năng
SL1 (tuyến tính) Điều khiển áp suất của ly hợp C1
SL2 Điều khiển áp suất của ly hợp C2
SL3 Điều khiển áp suất của phanh B1
SL4 Điều khiển áp suất của phanh B3
SLU • Điều khiển áp suất ly hợp khóa biến mô
• Điều khiển áp suất phanh B2
SLT Điếu khiển áp suất chuẩn
SL(van 3 cửa) Chuyển mạch dầu cho van rơ le khóa biến mô Chuyển mạch dầu van điều khiển tác dụng lên B2 và van số lùi
Sơ đồ mạch điện
STT mã Tiếng anh Tiếng việt Hình ảnh thực tế
Van điều khiển li hợp số 2
Van điều khiển ly hợp số 1
7 Trợ lực lái điện xe vios t
8 Hệ thống phanh ABS của inova stt MÃ Tiếng anh Tiếng việt Hình ảnh thực tế
CẢM BIẾN, TỐC ĐỘ SAU phải
CẢM BIẾN, TỐC ĐỘ SAU TRÁI
Cảm biến tốc độ trước trái
Cảm biến tốc độ trước phải
9 Hệ thống treo khí nén LEXUS LS600HL
Stt mã Tiếng anh Tiếng việt Hình thực tế
ASSY, PNEUMATIC, REAR RH W / SHOCK ABSORBER
Van kiểm soát chiều cao số 1
ASSY, HEIGHT CONTROL, NO.2 an kiểm soát chiều cao số 2
Nắp đậy máy nén kiểm trâ chiều cao
Van điều khiển chiều cao