Nghiên cứu và phục hồi hệ thống điện động cơ 2KD FTV

Ngoài ra, để đảm bảo đạt tiêu chuẩn về ônhiễm môi trường, về tính năng hoạt động, các cải tiến liên quan đến động cơ cũngkhông kém phần quan trọng, đó là các hệ thống điều khiển động cơ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Người hướng dẫn: ThS.GVC Nguyễn Lê Châu Thành

Sinh viên thực hiện: Đặng Xuân Lợi

Vũ Thành Đạt Đào Quang Tuấn

Tên đề tài: “Nghiên cứu và phục hồi hệ thống điện động cơ 2KD-FTV”

Sinh viên thực hiện:

Đặng Xuân Lợi MSV: 1711504210225 Lớp: 17OTO2

Vũ Thành Đạt MSV: 1711504210208 Lớp: 17OTO2

Đào Quang Tuấn MSV: 1711504210153 Lớp: 17OTO1

Trong xu thế phát triển hiện nay, nhiều hệ thống và trang thiết bị trên ô tô ngàynay được điều khiển bằng điện tử, đặc biệt là các hệ thống an toàn như hệ thốngphanh, hệ thống điều khiển ổn định ô tô Ngoài ra, để đảm bảo đạt tiêu chuẩn về ônhiễm môi trường, về tính năng hoạt động, các cải tiến liên quan đến động cơ cũngkhông kém phần quan trọng, đó là các hệ thống điều khiển động cơ bằng điện tử cho

cả động cơ xăng và động cơ diesel đang được ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới.Một trong những hệ thống rất mới liên quan đến điều khiển động cơ đó là hệ thốngđiện động cơ 2KD-FTV Đây là hệ thống tương đối mới với thị trường Việt Nam, tàiliệu phục vụ cho học tập còn hạn chế, gây một số trở ngại cho việc nắm bắt kịp thờicác công nghệ mới của thế giới

Với đề tài: “Nghiên cứu và phục hồi hệ thống điện động cơ 2KD-FTV” đượcthực hiện nhằm phần nào bổ sung thêm nguồn tài liệu tham khảo, giúp sinh viên thấyđược bức tranh tổng quát về hệ thống này

KHOA CƠ KHÍ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: ThS.GVC Nguyễn Lê Châu Thành

Sinh viên thực hiện: Đặng Xuân Lợi MSV: 1711504210225

Vũ Thành Đạt MSV: 1711504210208Đào Quang Tuấn MSV: 1711504210153

1 Tên đề tài:

Tên đề tài: Nghiên cứu và phục hồi hệ thống điện trên động cơ 2KD-FTV

Thời gian thực hiện: Từ ngày: 18/01/2021 đến ngày: 16/05/2021

2 Các số liệu ban đầu:

Các số liệu:

Kiểu 4 xilanh thẳng hàng, hệ thống cam kép

tác dụng trực tiếp DOHC 16 xupapDung tích công tác 2492 cm3

Đường kính xilanh D 92 mmHành trình piston S 93.8 mm

Công suất tối đa 75Kw/3600 rpm

Mô men xoắn tối đa 260/1600~2400 (N.m/rpm)

Hệ thống phun nhiên liệu Common railThời

điểmphốikhí

- Nguyên lý hoạt động của hệ thống cung cấp điện trên động cơ 2KD-FTV

- Nguyên lý, cấu tạo, vị trí của các cảm biến

- Cấu tạo nguyên lý của hệ thống nạp

- Cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống khởi động

- Chẩn đoán, phục hồi các hư hỏng trên động cơ 2KD-FTV

4 Các sản phẩm dự kiến

- Hiểu, vận dụng được kiến thức cơ bản, cơ sở, chuyên nghành để “Nghiên cứu phục hồi hệ thống điện động cơ 2KD-FTV”

- Mô phỏng nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động;

5 Ngày giao đồ án: 18/01/2021

6 Ngày nộp đồ án: 16/05/2021

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2021

ThS.GVC Nguyễn Lê Châu Thành

Ngày nay nền công nghiệp ô tô trên thế giới đã phát triển, nó trở thành côngnghiệp liên hợp của nhiều ngành Ở những nước có nền công nghiệp ô tô mạnh, cónhững cơ sở nghiên cứu, thí nghiệm, đào tạo chuyên ngành Nhờ vậy hệ thống điện vàđiện tử trên ô tô đã có bước vượt bậc nhằm đáp ứng các nhu cầu: tăng công suất động

cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm độ độc hại của khí thải, tăng tính năng an toàn vàtiện nghi trên ô tô Ngày nay, trên chiếc ô tô là hệ thống phức hợp bao gồm cơ khí vàđiện tử Trên hầu hết các xe ô tô đều có mặt các bộ xử lý để điều khiển các quá trìnhhoạt động Các hệ thống mới lần lượt ra đời và được ứng dụng rộng rãi trên các loại

xe, từ các hệ thống điều khiển động cơ và hộp số cho đến các hệ thống an toàn và tiệnnghi trên xe như hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS), hệ thống chống trượt (ASR),điều khiển chạy tự động (cruise control) Trước sự phát triển và ưu điểm mà hệ thốngđiện điện tử mang lại thì khi nhận được đề tài: “Nghiên cứu và phục hồi hệ thống điệnđộng cơ 2KD-FTV” thì chúng em bắt tay vào tìm hiểu được nguyên lý hoạt động vàcác lưu ý khi thực hiện chẩn đoán và sửa chữ hệ thống điện động cơ 2KD-FTV

Trong quá trình thực hiện đồ án chúng em đã tìm tòi, nghiên cứu các tài liệu làmviệc một cách nghiêm túc để cố gắng hoàn thành đồ án tốt nhất Tuy nhiên do thờigian, điều kiện nghiên cứu và trình độ còn nhiều hạn chế nên đồ án của chúng emkhông tránh khỏi có những thiếu sót em rất mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy

và bạn đọc

Với đề tài “Nghiên cứu và phục hồi hệ thống điện động cơ 2KD-FTV” đượcchọn như ví dụ minh họa, đồng thời cũng là tài liệu để sinh viên khoa cơ khí tiếp cậnlàm quen với hệ thống mới này

Xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô khoa cơ khí và toàn thể quý Thầy, Cô củaTrường Đại Học Sư phạm Kỹ Thuật Đại Học Đà Nẵng đã tận tình truyền đạt và cậpnhật kiến thức cho chúng em trong suốt những năm theo học tại nhà trường

Xin chân thành cảm ơn ThS.GVC Nguyễn Lê Châu Thành, và thầy Hồ TrầnNgọc Anh đã tận tình hướng dẫn và đóng góp ý kiến quý báu cho đề tài tốt nghiệp này

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2021

Sinh Viên Thực Hiện

LỜI CAM ĐOAN

Nhóm xin cam đoan rằng đồ án tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu và phục hồi hệthống điện trên động cơ 2KD-FTV” là công sức của cả nhóm Đồng thời những số liệuđược cung cấp từ báo cáo đều là của thầy ThS.GVC Nguyễn Lê Châu Thành và thầy

Hồ Trần Ngọc Anh Những tài liệu trích dẫn đều đã được ghi rõ nguồn gốc

Nhóm xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước nhà trường nếu trường hợp phát hiện

ra bất cứ sai phạm trong đề tài này

Đà Nẵng, ngày tháng 07 năm 2021

Tác giả đề tài

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN I NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN I TÓM TẮT I NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP II LỜI NÓI ĐẦU IV LỜI CAM ĐOAN V MỤC LỤC VI DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ IX DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT XII

MỞ ĐẦU XII

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan hệ thống điện động cơ 2KD-FTV 3

1.2 Hệ thống điện 3

1.3 Phân Loại 3

1.3.1 Các loại cảm biến 3

1.3.2 Hệ thống khởi động 4

1.3.3 Hệ thống phát nạp 4

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ 5

2.1 Vị trí, sơ đồ 5

2.1.1 Vị trí lắp đặt 5

2.1.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống 5

2.1.3 Sơ đồ chân ECM 6

2.1.4 Ý nghĩa ký hiệu và giá trị tiêu chuẩn các chân ECM 7

2.2 Mạch cấp nguồn ECM 10

2.2.2 Các chức năng điều khiển chính của ECM 10

2.3 Hệ thống phát nạp 10

2.3.1 Ắc quy khởi động 11

2.3.2 Máy phát điện 12

2.3.3 Bộ điều chỉnh 13

2.4 EDU 15

2.4.1 Cấu tạo EDU 15

2.4.2 Mạch cấp nguồn EDU 15

2.4.3 Ý nghĩa các chân của EDU 16

2.5 Các tín hiệu đầu vào 16

2.5.1 Danh sách các tín hiệu đầu vào 16

2.5.2 Tín hiệu bàn đạp ga (VPA, VPA2) 17

2.5.3 Tín hiệu vị trí bướm ga (van cắt cửa nạp)VTA (VLU) 18

2.5.4 Tín hiệu vị trí trục cam G (TDC) 20

2.5.5 Tín hiệu vị trí trục khuỷu (Ne) 21

2.5.6 Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát THW (ECT) 22

2.5.7 Tín hiệu nhiệt độ khí nạp THA 23

2.5.10 Tín hiệu lưu lượng khí nạp (VG): 28

2.5.11 Tín hiệu tốc độ xe (SPD) 29

2.5.12 Tín hiệu công tắc đèn phanh (STP, ST1) 30

2.5.13 Tín hiệu áp suất tuabin tăng áp (PIM) 30

2.5.14 Tín hiệu vị trí van EGR (EGLS) 31

2.5.15 Tín hiệu máy khởi động STA 33

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG 34

3.1 Cấu tạo hệ thống khởi động 2KD-FTV 34

3.1.1 Cụm công tắc từ 35

3.1.3 Cụm rôto 35

3.1.4 Cụm stato 36

3.1.5 Chổi than và giá đỡ chổi than 36

3.1.6 Ly hợp khởi động 36

3.1.7 Bánh răng khởi động chủ động và then xoắn 37

3.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động động cơ 2KD-FTV 38

3.3 Kiểm tra hư hỏng của hệ thống khởi động động cơ 2KD-FTV 39

3.3.1 Kiểm tra cụm khóa điện 39

3.3.2 Kiểm tra rơ le cắt ACC 39

3.3.3 Kiểm tra máy khởi động 40

CHƯƠNG 4: QUÁ TRÌNH PHỤC HỒI BẢO DƯỠNG VÀ CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ 2KD-FTV 45

4.1 Bảo dưỡng và chẩn đoán hư hỏng hệ thống 45

4.1.1 Các điểm lưu ý trong khi bảo dưỡng sửa chữa: 45

4.1.2 Mô tả hệ thống chẩn đoán 47

4.1.3 Các khái niệm trong chẩn đoán 47

4.1.4 Mạch đèn MIL 49

4.1.5 Thông số hoạt động của hệ thống 49

4.1.6 Đọc, xóa mã lỗi hư hỏng 55

4.2 Thiết bị dụng cụ cần thiết trong quá trình phục hồi 57

4.3 Quá trình phục hồi động cơ 2KD-FTV 57

4.3.1 Vệ sinh động cơ 57

4.3.2 Phục hồi van điều khiển hút SCV 57

4.3.3 Phục hồi máy khởi động 58

4.3.4 Kiểm tra thay thế đường ống dầu 59

4.3.5 Kiểm tra và thay đường dây điện của rơ le khởi động 61

4.3.6 Hình ảnh động cơ sau quá trình phục hồi 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Bảng 2.1 Ký hiệu chân ECM: 7

Bảng 2.2 Các chân EDU 166

Bảng 2.3 Các tín hiệu đầu vào 16

Bảng 2.4 Thông số hoạt động của cảm biến bàn đạp ga 18

Bảng 2.5 Thông số hoạt động cảm biến vị trí bướm ga 20

Bảng 2.6 Thông sô tiêu chuẩn cảm biến G 20

Bảng 2.7 Thông số tiêu chuẩn cảm biến Ne 22

Bảng 2.8 Giá trị hoạt động cảm biến áp suất tăng áp 31

Bảng 2.9 Thông số hoạt động cảm biến EGR 33

Bảng 3.1 Điện trở tiêu chuẩn của khóa điện 39

Bảng 3.2 Điện trở tiêu chuẩn của rơ le cắt ACC 40

Bảng 3.3 Thông số sửa chữa máy khởi động động cơ 2KD-FTV 44

Bảng 3.4 Nội dung kiểm tra máy khời động 44

Bảng 4.1 Các lưu ý khi bảo dưỡng 45

Bảng 4.2 Ký hiệu các số cực 48

Bảng 4.3 Thống số hoạt động 49

Hình 2.1 Vị trí các chi tiết của hệ thống điều khiển điện tử 5

Hình 2.2 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển 6

Hình 2.3 Sơ đồ chân ECM 6

Hình 2.4 Sơ đồ mạch cấp nguồn ECM 10

Hình 2.5 Hệ thống nạp 11

Hình 2.6 Cấu tạo bình ắc quy 11

Hình 2.7 Kết cấu máy phát điện 12

Hình 2.8 Sơ đồ máy phát 13

Hình 2.9 Sơ đồ điều chỉnh áp 13

Hình 2.10 Sơ đồ vận hành 14

Hình 2.11 Sơ đồ cấu tạo EDU 15

Hình 2.12 Mạch cấp nguồn EDU 15

Hình 2.13 Cảm biến vị trí bàn đạp ga 17

Hình 2.14Sơ đồ cảm biến bàn đạp ga 18

Hình 2.16 Sơ đồ cảm biến vị trí bướm ga 20

Hình 2.17 Cảm biến vị trí bàn đạp ga 17

Hình 2.18 Sơ đồ cảm biến bàn đạp ga 18

Hình 2.19 Cảm biến vị trí bướm ga 19

Hình 2.20 Sơ đồ cảm biến vị trí bướm ga 20

Hình 2.21 Cảm biến vị trí trục cam và tín hiệu 21

Hình 2.22 Cảm biến Ne và tín hiệu Ne 22

Hình 2.23 Sơ đồ mạch cảm biến Ne và G 22

Hình 2.24 Tín hiệu NE và tín hiệu G 23

Hình 2.25 Cảm biến nhiệt độ nước 24

Hình 2.26 Sơ đồ mạch cảm biến nhiệt độ nước 25

Hình 2.27 Vùng hoạt động của cảm biến nhiệt độ nước 26

Hình 2.28 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 27

Hình 2.29 Sơ đồ mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp 27

Hình 2.30 Dãy hoạt động cảm biến nhiệt độ khí nạp 27

Hình 2.31 Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 28

Hình 2.32 Sơ đồ mạch cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 28

Hình 2.33 Dãy hoạt động cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 29

Hình 2.34 Cảm biến áp suất nhiên liệu 30

Hình 2.35 Sơ đồ mạch cảm biến áp suất nhiên liệu 30

Hình 2.36 Tín hiệu điện áp ra cảm biến áp suất nhiên liệu 31

Hình 2.37 Cảm biến lưu lượng khí nạp 31

Hình 2.38 Tín hiệu tốc độ xe và sơ đồ mạch 32

Hình 2.39 Mạch công tắc đèn phanh 33

Hình 2.40 Cảm biến áp suất tăng áp 33

Hình 3.1 Kết cấu các bộ phận tháo rời của máy khởi động động cơ 2KD-FTV 34

Hình 3.2 Cấu tạo cụm công tắc từ 35

Hình 3.3 Cụm rô to (phần ứng) và stato (vỏ) của máy khởi động 35

Hình 3.4 Cấu tạo chổi than và giá đỡ chổi than 35

Hình 3.5 Ly hợp khởi động 36

Hình 3.6 Bánh răng khởi động chủ động và rãnh xoắn 37

Hình 3.7 Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động động cơ 2KD-FTV 38

Hình 3.8 Kiểm tra điện trở tại các chân của khóa điện 38

Hình 3.9 Kiểm tra điện trở tại các chân của rơ le cắt ACC 40

Hình 3.10 Các công việc kiểm tra rô to máy khởi động 41

Hình 3.12 Các công việc thay chổi than 42

Hình 3.13 Kiểm tra khớp một chiều (1 – quay tự do; 2 – hãm) 43

Hình 3.14 Các công việc kiểm tra công tắc từ 43

Hình 4.1 Sơ đồ mạch cảnh báo nước trong nhiên liệu 45

Hình 4.2 Mạch cảnh báo nghẹt lọc nhiên liệu 46

Hình 4.3 Lọc nhiên liệu 46

Hình 4.4 Vị trí nối má y IT-II 47

Hình 4.5 DLC3 48

Hình 4.6 Sơ đồ mạch đèn MIL 49

Hình 4.7 Sơ đồ chân giắc DLC3 55

Hình 4.8 Không có mã lỗi 55

Hình 4.9 Có mã lỗi 56

Hình 4.10 Vị trí cầu chi EFI 56

Hình 4.11 Vệ sinh động cơ 57

Hình 4.12 Vệ sinh động cơ 57

Hình 4.13 Phục hồi van SCV 58

Hình 4.14 Tháo từng bộ phận của máy khởi động 58

Hình 4.15 Kiểm tra và vệ sinh máy khởi động 59

Hình 4.16 Lắp máy khởi động 60

Hình 4.17 Dùng bình ắc quy thử roto 61

Hình 4.18 Thay thế đường ống dẫn dầu 61

Hình 4.19 Thay thế đường ống dẫn dầu 62

Hình 4.20 Thay đường dây diện của rơ le khởi động 62

Hình 4.21 Hình ảnh động cơ sau quá trình phục hồi 62

KÝ HIỆU

A/C Điều Hòa Không Khí

CAN Mạng Cục Bộ Điều Khiển Gầm XeDLC Giắc Nối Truyền Dữ Liệu Số 3

DTC Mã Chẩn Đoán

ECU Bộ Điều Khiển Điện Tử

EDU Bộ Dẫn Động Điện Tử

EGR Tuần Hoàn Khí Xả

EGR-VM Bộ điều biến chân không EGR

E-VRV Van Điều Áp Chân Không Diện Tử

MIL Đèn báo hư hỏng

TACH Tín hiệu tốc độ động cơ

TC Tuabin tăng áp

TDC Điểm Chết Trên

VCV Van Điều Khiển Chân Không

B+ Điện Áp (+) Ắcquy

ECM ECU động cơ

ECT Nhiệt độ nước làm mát (THW)

(EGR) Tuần hoàn khí xả (EGR)

IAT Nhiệt độ khí nạp

MAF Cảm Biến Lưu Lượng Khí Nạp

MAP Áp Suất Chân Không Đường Ống NạpOBD Hệ thống tự chẩn đoán (OBD)

IAC Điều khiển tốc độ không tải (ISC)

MỞ ĐẦU

1.1 Mục đích thực hiện đề tài

Với việc thực hiện đồ án này chúng em có thể rèn luyện một số kỹ năng học tập và thực hành quan trọng, thu thập phân tích lựa chọn và tổng hợp các tài liệu kiến thức trong một nội dung lớn, liên quan tới đề tài “Nghiên cứu và phục hồi hệ thống điện động cơ 2KD-FTV”.

1.2 Mục tiêu đề tài

Tìm hiểu và nắm rõ được tầm quan trọng của hệ thống điện động cơ 2KD-FTV.Nắm vững nguyên lý làm việc từ đó thấy được ưu nhược điểm của hệ thống điện trênđộng cơ 2KD-FTV Tìm hiểu cấu tạo, vị trí, nguyên lý làm việc của hệ thống phát nạp,

hệ thống khởi động, các con cảm biến trên động cơ 2KD-FTV Tìm hiểu hư hỏng vàcách khắc phục Tiến hành phục hồi các hư hỏng trên động cơ 2KD-FTV

Tìm hiểu các bộ phận các chi cụm chi tiết chức năng của hệ thống cung cấp điện,

1.3 Phạm vi đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu trong phạm vi tài liệu tham khảo giáo trình sử dụng dạy cho sinhviên, các tài liệu liên quan tới động cơ 2KD-FTV Nghiên cứu dựa trên tình hình thực

tế, quy mô nghiên cứu đề tài trên cơ sở khai thác các trang thiết bị hiện có trong nhàtrường và bên ngoài để hoàn thành đề tài

Không gian nghiên cứu: Xưởng Cơ Khí ô tô Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ ThuậtĐại Học Đà Nẵng

Nội dung nghiên cứu: “Nghiên cứu và phục hồi hệ thống điện động cơ FTV”

2KD-1.4 Phương pháp nghiên cứu

Dựa trên tài liệu thực hiện nghiên cứu chẩn đoán lỗi và các hư hỏng trên môhình và thực hiện quá trình phục hồi sửa chữa

1.5 Cấu trúc của đồ án tốt nghiệp

Sơ lược tóm tắt về đề tài tìm hiểu các nguyên lý phân loại của hệ thống điện động

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan hệ thống điện động cơ 2KD-FTV

Hệ thống điều khiển động cơ Diesel bằng điện tử trong một thời gian dài chậm

phát triển so với động cơ xăng [1] [2]

Trong thời gian đầu chủ yếu dùng hệ thống điều khiển EFI – Diesel kiểu thôngthường: EDC, UI hoặc UP

Trong những năm gần nay hệ thống điều khiển Common Rail đã được phát triển

và ứng dụng rộng rãi trên nhiều dòng xe

Các hãng ô tô đã sử dụng phổ biến hệ thống này trên xe của họ, cũng như sửdụng trên các động cơ xe cơ giới, tàu thủy… với nhiều tên gọi khác nhau như: Toyotavới tên D-4D, Mercedes với tên CDI, Hyundai với tên CRDi, Peugeot với tên HDI [4]

1.2 Hệ thống điện

Hệ thống điều khiển điện tử Common Rail bao gồm các cảm biến đo đạt trạngthái làm việc của động cơ, tính toán và hình thành xung điều khiển điện tử đưa đến bộchấp hành, ngoài ra còn có chức năng chẩn đoán an toàn dự phòng [5]

ECU động cơ nhận tín hiệu từ các cảm biến tính toán lượng phun thích hợp vàthời điểm phun để động cơ hoạt động tối ưu, gửi tín hiệu thích hợp đến các cơ cấuchấp hành [3] [5]

- Cảm biến vị trí trục cam trục khuỷu

- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

- Cảm biến nhiệt độ khí nạp

- Cảm biến ô xy

- Cảm biến kích nổ

- Cảm biến bàn đạp ga

- Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu

- Cảm biến áp suất đường ống rail

1.3.2 Hệ thống khởi động

Chức năng của hệ thống khởi động: Hệ thống khởi động đóng vai trò quan trọngnhất trong hệ thống điện ôtô Hệ thống khởi động sử dụng năng lượng từ bình ắc quy

và chuyển năng lượng này thành cơ năng quay máy khởi động Máy khởi động truyền

cơ năng này cho bánh đà trên trục khuỷu động cơ thông qua việc gài khớp Chuyểnđộng của bánh đà làm hỗn hợp khí - nhiên liệu hoặc không khí được hút vào bên trongxilanh, được nén và đốt cháy để sinh công làm quay động cơ Máy khởi động sẽ ngừnghoạt động khi động cơ đã nổ [9]

Phân loại máy khởi động:

- Loại giảm tốc: Động cơ điện nhỏ gọn với tốc độ cao được sử dụng để quay hộp

số giảm tốc, như vậy sẽ làm tăng momen khởi động

- Loại bánh răng đồng trục: Công suất đầu ra của máy khởi động là 0.8, 0.9 hoặc1kW Trong hầu hết các trường hợp, bộ khởi động cho motor cũ được thay thế bằngmotor có bánh răng giảm tốc

Loại bánh răng hành tinh: máy khởi động bánh răng hành tinh dùng bộ truyềnhành tinh để giảm tốc độ quay của lõi (phần ứng) của mô-tơ, bánh răng khởi động ănkhớp với vành răng thông qua cầu dẫn động

1.3.3 Hệ thống phát nạp

Xe cần sử dụng điện không chỉ khi đang chạy mà cả khi dừng, Ắc quy cung cấp điện và hệ thống nạp để tạo ra nguồn cung cấp điện khi động cơ đang nổ máy Hệ thống nạp cung cấp điện cho tất cả các thiết bị điện và để nạp điện cho ắc quy [8].Cấu tạo của hệ thống nạp:

Chương 2: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ

2.1 Vị trí, sơ đồ

2.1.1 Vị trí lắp đặt

Hình 2.1 Vị trí các chi tiết của hệ thống điều khiển điện tử

2.1.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống

Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển

2.1.3 Sơ đồ chân ECM

Hình 2.1 Sơ đồ chân ECM

2.1.4 Ý nghĩa ký hiệu và giá trị tiêu chuẩn các chân ECM

Bảng 2.1 Ký hiệu chân ECM

Ký hiệu (Số

Điều Kiện Tiêu

Khóa điện ON,nhả hết bàn đạp ga 1.4 ~ 1.8 V

VPA2 (B9-23)

- EPA2 (B9-29) B - W-R

Cảm biến vị trí bàn đạp

ga (để phát hiện hư hỏngcủa cảm biến)

Khóa điện ON,nhả hết bàn đạp ga 3.7 ~ 5.0 V

VCPA (B9-26)

- EPA (B9-28) W - W-L

Nguồn của cảm biến vịtrí bàn đạp ga (choVPA1) Khóa điện ON 4.5 ~ 5.5 VVCP2 (B9-27)

- EPA2 (B9-29) R-L - W-R

Nguồn của cảm biến vịtrí bàn đạp ga (choVPA2) Khoá điện ON 4.5 ~ 5.5 VTHA (D1-31) -

E2 (D1-28) R - Y-R nạpCảm biến nhiệt độ khí

Không tải, nhiệt độkhông khí nạp 20°C(68°F)

0.5 ~ 3.4 V

THW (D1-19)

- E2 (D1-28) R-W - Y-R Cảm biến nhiệt độ nướclàm mát

Không tải, nhiệt độnước làm mát ở80°C (176°F)

0.2 ~ 1.0 V

Vòi phun Không tải

Tạo xung(xem dạngsóng 2)

G1 (D323)

-G- (D3-31) R - G Cảm biến vị trí trục cam Không tải

Tạo xung(xem dạngsóng 4)NE+ (D1-27) -

NE- (D1-34) Y - L Cảm biến vị trí trụckhuỷu Không tải

Tạo xung(xem dạngsóng 4)STP (B7-15) -

E1 (D3-7) R-W - BR Công tắc đèn phanh đạp bàn đạp phanhKhóa điện ON, 7.5 ~ 14 VSTP (B7-15) -

E1 (D3-7) R-W - BR Công tắc đèn phanh nhả bàn đạp phanhKhóa điện ON, 0 ~ 1.5 VST1- (B7-14) -

E1 (D3-7) R-L - BR

Công tắc đèn phanh(người với STP)

Khóa điện ON,đạp bàn đạp phanh 0 ~ 1.5 VST1- (B7-14) -

E1 (D3-7) R-L - BR Công tắc đèn phanh(người với STP) nhả bàn đạp phanhKhóa điện ON, 7.5 ~ 14 V

Tạo xung(xem dạngsóng 7)SIL (B9-18) -

E1 (D3-7) W - BR Cực SIL của DLC3

Nối máy chẩnđoán với giắcDLC3

1.3 ~ 1.9 VPIM (D3-28) -

E2 (D1-28) P - Y-R Cảm biến áp suất tuyệtđối khí nạp Áp suất khí trời 2.4 ~ 3.1 V

PIM (D328)

-E2 (D1-28) P - Y-R đối khí nạpCảm biến áp suất tuyệt

Cấp áp suất 170kPa (1,275 mmHg,50.2 in.Hg)

E1 (D3-7) Y-R - BR EDU Không tải

Tạo xung(xem dạngsóng 3)VLU (D3-29) -

E2 (D1-28) R-L - Y-R Cảm biến vị trí bướmga

Khóa điện ON,Bướm ga mở hoàntoàn 2.8 ~ 4.2 VVLU (D3-29) -

E2 (D1-28) R-L - BR gaCảm biến vị trí bướm

Khóa điện ON,bướm ga đóng hoàntoàn 0.3 ~ 0.9 VLUSL (D3-4) -

E1 (D3-7) B - BR bướm ga mở hoàn toànTín hiệu hiệu dụng

Hâm nóng động

cơ, tăng tốc độngcơ

Tạo xung(xem dạngsóng 6)EGR (D3-9) -

E1 (D3-7) B-W - BR E-VRV cho EGR Khóa điện ON

Tạo xung(xem dạngsóng 5)EGLS (D3-33)

- E2 (D1-28) P - Y-R EGRCảm biến vị trí van Khóa điện ON 0.3 ~ 1.3 VCAN+ (B7-

22)* - E1 (D3-L - BR Đường truyền CAN Khóa điện ON (xem dạngTạo xung

1) sóng 8)CAN- (B7-

21)* - E1

(D3-1)

W - BR Đường truyền CAN Khóa điện ON (xem dạngTạo xung

sóng 9)CANH (B7-

24) - E1 (B7-1) B - BR Đường truyền CAN Khóa điện ON

Tạo xung(xem dạngsóng 8)CANL (B7-23)

- E1 (B7-1) W - BR Đường truyền CAN Khóa điện ON

Tạo xung(xem dạngsóng 9)

Hình 2.1 Sơ đồ mạch cấp nguồn ECM

2.2.2 Các chức năng điều khiển chính của ECM

ECM điều khiển một số chức năng chính sau đây:

 Điều khiển lượng phun và thời điểm phun nhiên liệu

 Điều khiển ISC

 Điều khiển áp suất nhiên liệu

 Điều khiển EGR

2.3 Hệ thống phát nạp

Để cung cấp năng lượng cho các phụ tải trên ô tô cần phải có bộ phận tạo ranguồn năng lượng có ích Nguồn năng lượng này được tạo ra từ máy phát điện trên ô

tô Khi động cơ hoạt động máy phát cung cấp điện cho các phụ tải và nạp điện cho ắcquy Để đảm bảo toàn bộ hệ thống hoạt động một cách hiệu quả, an toàn, năng lượngđầu ra của máy phát nạp vào ắc quy và năng lượng yêu cầu cho các tải điện phải thíchhợp với nhau [8]

Ắc quy axit bao gồm vỏ bình, có 6 ngăn riêng Trong mỗi ngăn đặt khối bản cực,

có hai loại bản cực: bản dương và bản âm Các tấm bản cực được ghép song song vàxen kẽ nhau, ngăn cách với nhau bằng các tấm ngăn Mỗi khối như vậy được coi làmột ắc quy đơn Các ắc quy đơn được nối với nhau bằng các cầu nối và tạo thành bình

ắc quy Ngăn đầu và ngăn cuối có hai đầu tự do gọi là các đầu cực của ắc quy Dungdịch điện phân trong ắc quy axit là axit sunfuric, được chứa trong từng ngăn theo mứcquy định, thường không ngập các bản cực quá 10 ÷ 15mm

2.3.2 Máy phát điện

Khi động cơ đang nổ máy, máy phát tạo một lượng điện gần đủ cho các thiết bịđiện sử dụng trên xe và để nạp ắc quy

Máy phát điện loại này có 2 phần chính là stator và rotor

Stator Có hai chức năng: Đỡ rotor và có tác dụng như một cái giá để gắn lênđộng cơ Gồm khối thép từ được lắp ghép bằng các lá thép lại với nhau, phía trong có

xẻ rãnh đều để xếp các cuộn dây phần ứng Cuộn dây stator có 3 pha mắc theo kiểuhình tam giác

Hình 2.1 Kết cấu máy phát điện

Rotor: Bao gồm một trục và phía cuối trục có lắp các vòng tiếp điện (chổi than),

ở giữa có lắp hai chùm cực hình móng, giữa hai chùm cực là cuộn dây kích thích đượcquấn trên ống thép dẫn từ

Để nắn dòng xoay chiều của máy phát thành dòng một chiều cung cấp cho ắc quy

và các phụ tải, máy phát được trang bị bộ chỉnh lưu cầu 3 pha Nó được thiết kế vớiphần lồi trên bề mặt để cải thiện tính tản nhiệt do dòng điện phát tạo ra Mặt khác docấu tạo thân đơn của nó và các diot được cách điện nên bộ chỉnh lưu rất gọn nhẹ

Trong đó : Umf – Thế hiệu máy phát, [V] ;

E = CE∙n∙Φ – Suất điện động của máy phát, [V] ;n- Số vòng quay phần ứng, [vg/ph] ;

CE- Hằng số kết cấu của máy phát ;Φ- Từ thông của máy phát, [Wb]

β- Hệ số phụ tải của máy phát

Từ phương trình trên ta thấy, khi tốc độ của máy phát thay đổi thì thế hiệucủa máy phát chỉ có thể điều chỉnh (giữ không đổi) bằng cách thay đổi từ thông Φ, tức

là thay đổi dòng điện kích thích của máy phát

 Khóa điện ở vị trí ON (khi động chưa chưa nổ máy)

 Khóa điện ở vị trí ON (khi động cơ nổ máy)

Hình 2.2 Sơ đồ vận hành

Khi khoá điện ở vị trí ON, dòng điện đi từ ắc quy tới máy phát được dùng để tạo

ra dòng điện bằng cách quay nam châm Nam châm không phải là nam châm vĩnh cửu

mà là nam châm điện tạo ra lực điện từ nhờ dòng điện chạy trong mạch Vì vậy cầnphải cung cấp điện cho máy phát trước khi khởi động động cơ để chuẩn bị cho việcphát điện

2.4 EDU

2.4.1 Cấu tạo EDU

Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo EDU

1: Mạch khuếch đại điện áp; 2: Mạch điều khiển kim phunEDU có cấu tạo gồm 2 phần: (1) là mạch khuếch đại điện áp, có công dụngnâng điện áp từ 12V lên khoảng 85V khi dẫn động kim phun; (2) là mạch điều khiểndẫn động kim phun khi nhận được các tín hiệu IJT# từ ECM, và gửi tín hiệu xácnhận IJF ngược về ECM làm thông tin phản hồi việc điều khiển kim phun

2.4.2 Mạch cấp nguồn EDU

Hình 2.1 Mạch cấp nguồn EDU

Khi bật khóa điện ON, ECM tiếp mass chân IREL đóng tiếp điểm rơle EDU điện áp acquy sẽ cấp đến chân acquy của EDU

2.4.3 Ý nghĩa các chân của EDU

Bảng 2.1 Các chân EDU

IJT#1, IJT#2, IJT#3, IJT#4 Tín hiệu điều khiển phun từ ECM đếnIJF Tín hiệu phản hồi điều khiển phun về

ECMCOM1, COM2 Chân chung cho vòi phun #1-#4 và

#2-#3INJ#1, INJ#2, INJ#3,

2.5 Các tín hiệu đầu vào

2.5.1 Danh sách các tín hiệu đầu vào

Bảng 2.1 Các tín hiệu đầu vào

1 VPA, VPA2 Tín hiệu bàn đạp ga

2 VLU (VTA) Tín hiệu vị trí bướm ga(van cắt cửa

nạp

3 TDC, TDC- (G+, G-) Tín hiệu vị trí trục cam

4 Ne, Ne- Tín hiệu vị trí trục khuỷu, tốc độ

động cơ

5 THW (ECT) Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát

6 THA Tín hiệu nhiệt độ khí nạp

7 THF Tín hiệu nhiệt độ nhiên liệu

8 PCR Tín hiệu áp suất nhiên liệu

9 VG Tín hiệu lưu lượng khí nạp

11 STP, ST1 Tín hiệu công tắc đèn phanh

12 PIM Tín hiệu áp suất tua bin tăng áp (áp

suất đường ống nạp)

13 EGLS Tín hiệu vị trí van EGR

14 STA Tín hiệu máy khởi động

2.5.2 Tín hiệu bàn đạp ga (VPA, VPA2)

Tín hiệu này được lấy từ cảm biến này được lắp trên bàn đạp ga, dùng phát hiệnmức độ đạp ga của người lái xe và gửi tín hiệu này dưới dạng điện áp thông qua chânVPA và VPA2 về ECM để ECM điều khiển phun dầu Đây là loại cảm biến Hall có độbền cao [8]

Hình 2.1 Cảm biến vị trí bàn đạp ga

Hình 2.2 Sơ đồ cảm biến bàn đạp ga

Khi bật khóa điện đến vị trí ON, ECM sẽ cấp điện áp nguồn VCC (5V) cho cảmbiến vị trí bàn đạp ga thông qua các cặp chân VCPA-EPA và VCPA2-EPA2 Khi bànđạp ga được đạp, sẽ có điện áp ra từ các chân VPA và VPA2 từ cảm biến Điện áp racủa 2 chân VPA và VPA2 tăng dần từ 0~5V khi bàn đạp ga từ vị trí không đạp đến vịtrí đạp tối đa Trong đó tín hiệu ra VPA dùng làm tín hiệu chính để điều khiển động

cơ, tín hiệu VPA2 là tín hiệu dự phòng dùng phát hiện hư hỏng cảm biến Nhờ sự thayđổi điện áp ra của 2 chân tín hiệu từ cảm biến mà ECM biết được chính xác mức độđạp ga của tài xế [8] [5]

Bảng 2.1 Thông số hoạt động của cảm biến bàn đạp ga

KÝ HIỆU

GIÁ TRỊ TIÊU CHUẨN

2.5.3 Tín hiệu vị trí bướm ga (van cắt cửa nạp)VTA (VLU)

Cảm biến này lắp trên cổ họng gió nạp của động cơ, nó dùng phát hiện góc mởcủa bướm ga (cánh van cắt cửa nạp) và gửi tín hiệu về ECM bằng tín hiệu điện áp.Cảm biến này sử dụng loại cảm biến Hall [7]

Hình 2.1 Cảm biến vị trí bướm ga

Hình 2.2 Sơ đồ cảm biến vị trí bướm ga

Khi khóa điện ở vị trí ON, ECM cấp nguồn Vcc 5V cho cảm biến vào cặp chân

VC – E2, chân tín hiệu ra VAF của cảm biến được nối vào chân VLU của ECM, khicánh bướm ga (cắt cửa nạp) mở dần từ vị trí đóng hoàn toàn thì điện áp ra chân VAFcũng tăng dần từ 0V~5V Nhờ sự thay đổi điện áp của tín hiệu ra đó mà ECM biếtđược góc mở thực tế của cánh bướm ga (van cắt cửa nạp) [7]

Bảng 2.1 Thông số hoạt động cảm biến vị trí bướm ga

KÝ HIỆU CHÂN CHỨC NĂNG ĐIỀU KIỆN

KIỂM TRA

GIÁ TRỊ TIÊUCHUẨNVC-E2 Nguồn cảm biến Khóa điện OFF

0.34.2V

2.5.4 Tín hiệu vị trí trục cam G (TDC)

Cảm biến vị trí trục cam sử dụng loại cuộn dây điện từ, được lắp phía đầu động

cơ, gần bơm cao áp, roto cảm biến có 5 răng Cảm biến này phát hiện vị trí TDC củaxilanh để gửi tín hiệu về ECM, cứ 2 vòng quay trục khuỷu động cơ sẽ có 5 xung tínhiệu xoay chiều phát ra và gửi về ECM [8] [5]

Hình 2.1 Cảm biến vị trí trục cam và tín hiệu

Bảng 2.1 Thông sô tiêu chuẩn cảm biến G

KÝ HIỆU CHÂN ĐIỀU KIỆN ĐO GIÁ TRỊ TIÊU CHUẨN

TDC-TDC- Nguội:100C~500C 1630~2740Ω

720oCA

2.5.5 Tín hiệu vị trí trục khuỷu (Ne)

Cảm biến vị trí trục khuỷu cũng sử dụng loại cuộn dây điện từ, được lắp phía đầuđộng cơ dùng để phát hiện góc quay trục khuỷu và số vòng quay động cơ Rôto cảmbiến là loại 34 răng đủ và 2 răng khuyết Khi 2 răng khuyết khi đi ngang qua cảm biếnthì piston máy số 1 ở TDC [8] [5]

Hình 2.1 Cảm biến Ne và tín hiệu Ne

Hình 2.2 Sơ đồ mạch cảm biến Ne và G

Khi trục khuỷu động cơ quay, các đĩa roto của cảm biến vị trí trục cam và cảmbiến vị trí trục khuỷu cũng quay, các cực lồi trên roto cảm biến quét ngang qua cảmbiến khi quay làm biến thiên từ trường đi qua cuộn dây cảm biến cuộn dây cảm biến sẽsinh ra dòng điện cảm ứng hình sin như hình bên dưới Các tín hiệu này được đưa vềECM để báo tốc độ động cơ, góc trục khuỷu, và vị trí TDC [8] [5]

Bảng 2.1 Thông số tiêu chuẩn cảm biến Ne

CHÂN ĐIỀU KIỆN ĐO GIÁ TRỊ TIÊU CHUẨN

TDC-TDC- Nguội:10

0C~500C 1630~2740ΩNóng: 50oC~100oC 2065~3225ΩKết hợp tín hiệu cảm biến Ne và cảm biến G

Hình 2.3 Tín hiệu NE và tín hiệu G

2.5.6 Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát THW (ECT)

Hình 2.1 Cảm biến nhiệt độ nước

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ sử dụng loại nhiệt điện trở có hệ sốnhiệt âm, khi nhiệt độ nước làm mát tăng, giá trị điện trở cảm biến giảm và ngược lại,ECM dùng tín hiệu này để phát hiện tình trạng nhiệt độ động cơ [7]

Hình 2.2 Sơ đồ mạch cảm biến nhiệt độ nước

Khi khóa điện bật ON, ECM cấp điện áp 5V đến chân THW của cảm biến, khinhiệt độ nước thay đổi, điện trở cảm biến thay đổi, điện áp rơi trên 2 đầu điện trở cảmbiến thay đổi như sau: khi nhiệt độ tăng điện trở cảm biến giảm điện áp tại chân THWgiảm và ngược lại ECM xác định được nhiệt độ động cơ thông qua giá trị điện áp rơinày [8] [5]

Hình 2.3 Vùng hoạt động của cảm biến nhiệt độ nước

2.5.7 Tín hiệu nhiệt độ khí nạp THA

Hình 2.1 Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Cảm biến nhiệt độ khí nạp sử dụng loại nhiệt điện trở có hệ số nhiệt âm, khi nhiệt

độ khí nạp, giá trị điện trở cảm biến giảm và ngược lại, ECM dùng tín hiệu này để pháthiện nhiệt độ khí nạp vào động cơ [8]

Hình 2.2 Sơ đồ mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp

Khi khóa điện bật ON, ECM cấp điện áp 5V đến chân THA của cảm biến, khinhiệt độ khí nạp tăng điện áp rơi trên hai đầu điện trở cảm biến giảm và ngược lại