(TIỂU LUẬN) khai thác kĩ thuật hệ thống đánh lửa trên xe toyota vios

Sau khi nhận các tín hiệu từ các cảm biếnnhư cảm biến tốc độ động cơ NE, cảm biến vị trí trục khuỷu G, cảm biến nhiệt độ khínạp… ECU sẽ tính toán và phát ra tín hiệu đánh lửa tối ưu đến

LỜI MỞ ĐẦU

Chiếc ô tô không còn xa lạ với tất cả mọi người, nó có tính cơ động cao và phạm vi

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 1

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

hoạ t độ ng rộ ng Do vậy, trên toàn thế giớ i ô tô đóng vai trò rấ t quan trọ ng,phục vụ cho sự phát triển kinh tế xã hộ i và an ninh quốc phòng

Năm 1885, đánh dấ u sự ra đờ i của chiếc ô tô đầ u tiên do Kral Benz chế tạo Năm 1891,

ô tô điện ra đờ i ở Mỹ

Năm 1892, Rudolf Diesel cho ra đờ i độ ng cơ Diesel và chế tạ o hàng loạt.Cuộ c cách mạ ng ô tô thực sự bắ t đầ u năm 1896 khi Henry Ford hoàn thiệ n

và cho lắp ráp hàng loạ t lớn

Cho tới nay, ô tô không ngừng được chế tạo và phát triển, ngành ô tô đã

trở thành ngành công nghiệp đa ngành

Ở Việt Nam, ngành ô tô đã trở thành ngành công nghiệp trọng điểm và đạt đượ c nhiềubước tiến vượt bậc với nhiều nhà máy lắp ráp, các trung tâm dịch vụ bảo dưỡng, sửa chữa và trung tâm phụ tùng lớn của nhiều hãng xe lớn như Toyota, Ford, GM, Mazda,Hyundai, Kia, Misubishi, Mecxedec Benz, Renault, Vì vậy nguồn nhân lực cho ngành

ô tô rất lớn, đòi hỏi phải có trình độ và khả năng làm việc trong môi trường công nghiệp Nên việc đào tạo nguồn nhân lực rất được chú trọng

Sau ba năm học tập tại trường, em đã được các thầy cô trang bị cho những kiến thức cơ bản về chuyên ngành Để tổng kết và đánh giá quá trình rèn luyện em được khoa cơ khí và

bộ môn ô tô giao cho nhiệm vụ hoàn thành đồ án môn học với nội dung: “ Khai thác kĩ thuật

hệ thống đánh lửa trên xe Toyota Vios” Với kinh nghiệm ít ỏi và kiến

thức còn hạn chế nhưng với sự tận tình chỉ bảo của thầy Lê Quang Thắng

em đã hoàn thành được đồ án này Đồ án gồm có 4 chương, bao gồm:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA.

CHƯƠ NG 2 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN XE TOYOTA VIOS

CHƯƠNG 3 THIẾT BỊ CHUẨN ĐOÁN OBD II

CHƯƠNG 4 : KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

Vĩnh Yên, ngày tháng … năm 2019

VŨ ĐÌNH THỦY

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 3

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

1.1: Nhiệm vụ và yêu cầ u của hệ thống đánh lửa

1.1.1: Nhiệm vụ

Hệ thố ng đánh lửa (HTĐL) có nhiệ m vụ biế n dòng điệ n mộ t chiề u thế hiệ u thấp (6, 12 hay 24) hoặc các xung điện xoay chiều thế hiệu thấp thành các xung điệ n cao thế (12000 ÷ 24000V) đủ để tạ o nên tia lửa đố t cháy hỗ n hợ plàm việc trong các xi lanh của độ ng cơ vào những thờ i điể m thích hợ p và tươ ng ứ ng vớ i trình tự xi lanh và chế độ làm việc của độ ng cơ

Trong một số trường hợp, hệ thống đánh lửa còn dùng để hỗ trợ khởi động tạo điều kiện khở i độ ng độ ng cơ đượ c dễ dàng ở nhiệ t độ thấp

1.1.2: Yêu cầu

Hệ thố ng đánh lửa phả i đáp ứ ng các yêu cầu chính sau:

Phải đảm bảo thế hiệu đủ để tạo ra được tia lửa điện phóng qua khe hở giữa các điện cực của buji

Tia lửa điện phả i có năng lượ ng đủ lớ n để đố t cháy đượ c hỗ n hợp làm việc trong mọi điều kiện làm việ c của động cơ

Thời điểm đánh lửa phải tương ứng với góc đánh lửa sớm hợp lý nhất ở mọi chế độ làm việc của động cơ

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

Kết cấ u đơ n giả n, bả o dưỡ ng, sửa chữa dễ dàng, giá thành rẻ

1.2 Phân loạ i hệ thống đánh lửa

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thố ng đánh lử a thường.

1 cam; 2 cần tiếp điể m; 3 bobin đánh lửa; 4 bộ chia điện

5 buji; R điện trở ; C tụ điện; W1 cuộ n sơ cấp; W2 cuộ n thứ cấp

+ Khi KK’ đóng: trong mạ ch sơ cấp xuất hiện dòng điệ n sơ cấp i1 Dòng này tạo nên

mộ t từ trườ ng khép mạ ch qua lõi thép và hai cuộ n dây của biế n áp đánh lửa

+ Khi KK’ mở: mạch sơ cấp bị ngắt, dòng i1 và từ trường do nó tạo nên mất đi Do đó, trong cả hai cuộn dây sẽ xuất hiện các sức điện động tự cảm tỷ lệ thuận với tốc độ

biến thiên của từ thông Bởi vì cuộn W2 có số vòng dây lớn nên sức điện động cảm ứng sinh ra trong nó cũng lớn, đạt giá trị khoảng 12000 ÷ 24000V Điện áp cao này truyền từ cuộn thứ cấp qua rô to của bộ chia điện 4 và các dây dẫn cao áp đến các biji đánh lửa 5 theo thứ tự nổ của động cơ Khi thế hiệu thứ cấp đạt giá trị Udl thì sẽ xuất hiện tia lửa điện phóng qua khe hở buji đốt cháy hỗn hợp làm việc trong xi lanh

Vào thời điểm tiếp điểm mở, trong cuộn W1 cũng xuất hiện một sức điện động

tự cảm khoảng 200 ÷ 300V Nếu như không có tụ điện C mắc song song với tiếp điểm KK’, thì sức điện động sẽ gây ra tia lửa mạnh phóng qua tiếp điểm, làm cháy rỗ các má vít, đồng thời làm cho dòng sơ cấp và từ trường của nó mất đi chậm hơn và vì thế thế hiệu thứ cấp cũng sẽ không lớn

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 5

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

Khi có tụ C dòng sơ cấ p và sức điệ n độ ng tự cảm e1 được dậ p tắt nhanh chóng, không gây ra tia lửa ở tiếp điểm và U2 tăng lên

1.2.2 Hệ thố ng đánh lửa Manhêtô

Hình 1.2 Hệ thố ng mạch từ của Manheto

Hình 1.3 Sơ đồ mạ ch điệ n của Manheto.

1 – lõi thép; 2 – cuộ n sơ cấp; 3 – cuộn thứ cấp; 4 – má cự c; 5 – kim đánh lửa phụ; 6 –

Các quá trình vật lý xảy ra trong Manheto cũng tương tự như trong hệ thốngđánh lửa thường, tức là cũng có thể chia làm ba giai đoạn và mô tả bằngnhững phương trình toán học giống nhau.

1.2.3 Hệ thố ng đánh lửa bán dẫn

1.2.3.1Hệ thố ng đánh lửa bán dẫ n có tiế p điể m điều khiển

Hình 1.4 Hệ thố ng đánh lửa bán dẫ n có tiế p điể m điề u khiển

B, C, E Các cực củatransistor SW Công tắc

W1, W2 Cuộ n sơ cấp, cuộnthứ cấp Rb, Rf Các điện trở; K– Khóa điện;

→ Chiều dòng điện, Z – Đến buji

Khi bậ t công tắc máy IG/SW thì cực E của transistor đượ c cấ p nguồn

dương, cực C của transistor được nố i trực tiếp vớ i nguồn âm

Khi tiếp điểm KK’ đóng: cực B của transistor được nối với nguồn âm, UBE < 0, xuấthiện dòng Ib, transistor dẫn làm xuấ t hiện dòng sơ cấp đi theo mạ ch: Từ (+) ắc quyđến Rf đến W1 đến cực E đế n cực B đến Rb đến KK’ và sau đó đế n () ắc quy

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 7

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

Dòng sơ cấp: I1 = Ic + Ib = Ie Dòng điện này tạ o nên từ thông khép mạch qua lõi thép và hai cuộ n dây của biến áp đánh lửa

Khi tiếp điểm KK’ mở dòng sơ cấp và từ thông do nó sinh ra bị mất đột ngột, cảm ứng sang cuộn thứ cấp một sức điện động cao thế và xuất hiện tia lửa.Tại thời điểm KK’ mở, trong cuộn sơ cấp cũng xuất hiện sức điện động E1 = (200 ÷ 300)V, làm hỏng transistor Để giảm E1 người ta phải dùng biến áp có

Kba lớn và L1 nhỏ hoặc dùng các mạch bảo vệ cho transistor

Trên thực tế, để giảm dòng điện qua tiếp điểm người ta dùng nhiều transistor mắc nối tiếp

1.2.3.2 Hệ thống đánh lửa bán dẫn không có tiếp điểm

a Hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm biến điện từ

Hình 1.5 Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến điện từ

T 1 , T 2 , T 3 – Các transistor

R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 – Các điện trở

IG/SW đến bobin đến T3 đến () AQ Dòng điện này tạ o nên từ thông khép kín mạch qua lõi thép và hai cuộ n dây của biến áp đánh lửa.

Khi trên cuộ n dây cả m biến không có tín hiệ u điệ n áp hoặc điện áp âm thì T1

ngắt, T2 ngắt, T3 vẫ n tiếp tục dẫn

Khi trên cuộ n dây cả m biến có tín hiệ u điệ n áp dươ ng, kế t hợ p vớ i điệ n

áp đệm UR2, làm cho T1 dẫn, T2 dẫn, T3 ngắ t Dòng điện qua cuộn sơ cấp và từthông do nó sinh ra bị mất đột ngột, cảm ứng sang cuộn thứ cấp một sức điệnđộng cao thế và xuất hiện tia lửa

b Hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm biến quang

Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm biến

quang T 1 , T 2 , T 3 , T 4 , T 5 – Các transistor R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 ,

R 7 , R 8 , R f – Các điện trở

D 1 , D 2 , D 3 – Các diode IG/SW – Công tắ c; 1 Ắc quy; 2 – Bô bin; 3 – Đến buji

Khi bật công tắc máy sẽ xuất hiện các dòng điện sau:

Dòng I1: Từ (+) AQ qua IG/SW đến R6 đến R1 đến D1

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 9

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

Dòng I2: Từ (+) AQ qua IG/SW đến R7 đến R8 đến () AQ, tạo ra điệ n áp đệm

UR8 trên cực B của T5, T5 dẫ n, xuất hiện dòng sơ cấp đi từ : (+) AQ qua IG/SW đến Rf đến bobin đến T5 đến () AQ Dòng điện này tạ o nên từ thông khép mạchqua lõi thép và hai cuộ n dây của biến áp đánh lửa

Khi rotor quay, tại vị trí đĩa cảm quang ngăn dòng ánh sáng tử LED D1 sang transistor T1, T1 ngắt, T2 ngắt, T3 ngắt, T4 ngắt, T5 vẫn tiếp tục dẫn

Tại vị trí đĩa cảm quang cho dòng ánh sáng tử LED D1 sang transistor T1, T1

dẫn, T2 dẫn, T3 dẫn, T4 dẫn, T5 ngắt Dòng điện qua cuộn sơ cấp và từ thông do

nó sinh ra bị mất đột ngột, cảm ứng sang cuộn thứ cấp một sức điện động cao thế và xuất hiện tia lửa

c Hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm biến Hall

Hình 1.7 Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm biến

Hall IG/SW – Công tắc; C 1 , C 2 – Các tụ điện; T 1 , T 2 , T 3 – Các

transistor R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R f – Các điện trở

D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , D 5 – Các diode; 1 Ắc quy; 2 – Bobin; 3 – Đến buji

Khi bật công tắc máy sẽ xuất hiện dòng điện I1 đi từ (+) AQ qua IG/SW đến D1

đến R , cung cấp điện cho cảm biến Hall

một sức điện động cao thế và xuất hiện tia lửa.

1.2.4 Hệ thống đánh lửa điện tử

1.2.4.1 Hệ thống đánh lửa gián tiếp

Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống đánh lửa gián tiếp

T1, T2 – Các transistor; W1, W2 – Cuộn sơ c ấp,

cuộn thứ cấ p G – Cảm biến vị trí trụ c khuỷ u;

NE – Cảm biến tố c độ độ ng cơ 1 Ắ c quy; 2 –

Công tắc; 3 – Tín hiệu phả n hồi;

4 – Kiểm soát góc ngậ m điệ n; 5 – Các cả m biến khác; 6 – Đến buji

Hệ thống đánh lửa này là một trong số các kiểu hệ thống đánh lửa điều chỉnh theomột chương trình trong bộ nhớ của ECU Sau khi nhận các tín hiệu từ các cảm biếnnhư cảm biến tốc độ động cơ NE, cảm biến vị trí trục khuỷu G, cảm biến nhiệt độ khínạp… ECU sẽ tính toán và phát ra tín hiệu đánh lửa tối ưu đến IC đánh lửa

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 11

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

để điều khiển việc đánh lử a Việc phân phố i điệ n cao thế đế n các buji theo thứ

tự làm việc và các chế độ tươ ng ứng của các xi lanh thông qua bộ chia điện

Ưu điểm: thờ i điể m đánh lử a chính xác, loạ i bỏ đượ c các chi tiế t dễ hư hỏng như: bộ ly tâm, chân không

Nhược điểm:

+ Tổ n thấ t nhiều năng lượ ng qua bộ chia điện và trên dây cao áp

+ Gây nhiễu vô tuyến trên mạ ch thứ cấp

+ Khi độ ng cơ có tố c độ cao và số xi lanh lớ n thì dễ xả y ra đánh lử a đồ ng thờ i ở hai

dây cao áp kề nhau

+ Bộ chia điện cũng là chi tiết dễ hư hỏng nên cần phải thường xuyên theo dõi

phân phố i, chổi than, nắp bộ chia điện

+ Không có sự đánh lửa giữa hai dây cao áp gầ n nhau Hệ thố ng đánh lử a trự

c tiếp bao gồ m hai loại:

a. Hệ thống đánh lử a sử dụng bobin đôi.

HÌnh 1.9 Hệ thố ng đánh lửa trực tiếp sử dụng bobin đôi G1, G2 – Cảm biến vị trí trục khuỷu; Ne – Cảm biến tốc độ động cơ T1, T2 – Các

transistor; 1 Ắc quy; 2 – Công tắc;

3 – Buji; 4 – Cuộn đánh lửa; 5 – Các cảm biến khác

Giả sử đến thời điểm đánh lửa thích hợp cho máy nổ số 1, piston của máy số 1 và máy

số 4 đều đến gần điểm chết trên nhưng do máy số 4 đang trong kỳ thải nên vùng môichất lúc này chứa nhiều ion, tạo thành môi trường dẫn điện nên buji ở máy số 4 sẽkhông đánh lửa Còn máy số 1 đang trong kỳ nén nên sẽ đánh lửa ở buji máy số 1 Việc

đánh lửa ở buji của máy số 2 và 3 cũng tương tự

Với hệ thống đánh lửa này, tuy đã có nhiều ưu điểm nhưng vẫn còn tồn tại dây cao

áp từ bobin đôi đến các buji Do đó vẫn còn tổn thất năng lượng trên dây cao áp

b. Hệ thống đánh lử a trự c tiếp sử dụng bobin đơn.

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 13

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

Hình 1.10 Sơ đồ hệ thố ng đánh lử a trực tiế p sử dụng bobin đơn

G – cảm biến vị trí trục khuỷu; Ne – cảm biến tốc độ động cơ; T1, T2, T3 – các

transistor;

1 – các cuộn đánh lửa; 2 – đến bujiVới hệ thống đánh lửa sử dụng bobin đơn, mỗi bobin dùng cho một buji IC đánh lửa, bobin và buji được tích hợp vào một kết cấu gọn nhẹ, không còn dây cao áp Điều này làm hạn chế rất nhiều năng lượng mất mát, tránh làm nhiễu sóng vô tuyến và làm giảm tần số hoạt động của bobin nên hệ thống này được

sử dụng rất nhiều trên những động cơ hiện đại trong thời gian gần đây Góc đánh lửa sớm và điều chỉnh góc đánh lửa sớm

Góc đánh lửa sớm

Góc đánh lửa sớm và góc quay của trục khuỷu động cơ tính từ thời điểm xuất hiện tia lửa điện tại buji cho đến khi piston lên tới điểm chết trên

Góc đánh lửa sớm ảnh hưởng rất lớn đến công suất, tính kinh tế và độ ô

nhiễm của khí thải động cơ Góc đánh lửa sớm tối ưu phụ thuộc vào nhiều yếu tố Trong đó: Áp suất trong buồng đốt tại thời điểm đánh lửa Nhiệt độ buồng đốt

Áp suất trên đường ống nạp

Nhiệt độ nước làm mát động cơ

Nhiệt độ môi trường

Số vòng quay của động cơ

Chỉ số octan của xăng

Ở các đời xe cũ, góc đánh lửa sớm chỉ điều khiển theo hai thông số: tốc độ và tải của động cơ Tuy nhiên hệ thống đánh lửa ở một số xe có trang bị thêm van nhiệt và sửdụng bộ phận đánh lửa sớm theo hai chế độ nhiệt độ Trên các xe đời mới, góc đánhlửa sớm được điều khiển tối ưu theo chương trình phụ thuộc vào thông số nêu trên

Hình 1.11 Góc đánh lửa thực tế.

Khi số vòng quay của động cơ tăng: thời gian làm việc của chu trình bị rút ngắn, do đógóc đánh lửa sớm cần phải tăng lên Nếu thời gian cháy của nhiên liệu không đổi thì θsphải tăng tuyến tính theo n, nhưng do n tăng làm tăng áp suất và nhiệt độ trong xi lanh(do giảm lọt khí và thời gian truyền nhiệt), tăng chuyển động lốc xoáy của hỗn hợp

Vì thế tốc độ cháy tăng lên và thời gian cháy tương ứng giảm đi nên ở số

vòng quay cao θs tăng theo qui luật phi tuyến

Sự thay đổi góc đánh lửa sớm phụ thuộc vào số vòng quay trong hầu hết các động cơ được thực hiện nhờ bộ điều chỉnh ly tâm.\

Hình 1.12 Quan hệ giữa góc đánh lửa sớm và số vòng quay trục khuỷu.Tốc độ cháy của hỗn hợp phụ thuộc vào thành phần của nó và được xác định bằng hệ số dư lượng không khí α và được xác định theo biểu thức:

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 15

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

Khi α = 1 : hỗn hợp lý tưở ng Khi α > 1 : hỗn hợp nhạt

Khi α < 1 : hỗn hợp đậm

Thành phần hỗn hợp ảnh hưởng lớn đến việc chọn góc đánh lửa sớm tối ưu Hỗn hợp quá đậm hoặc quá nhạt đều không bốc cháy được Tốc độ cháy của hỗn hợ p đạt giá trị lớn và góc đánh lửa sớm sẽ nhỏ nhất ứng với giá trị α = 0,8

÷ 0,9 Khi giảm hoặc tăng α thì θs đều tăng

Hình 1.13 Ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp đến góc đánh lửa sớm

Sự tăng tỉ số nén làm tăng nhiệt độ và áp suất ở cuối kì nén, do đó làm tăng tốc độ

cháy của hỗn hợp Vì thế sự tăng tỉ số nén làm giảm góc đánh lửa sớm

Sự thay đổi góc đánh lửa sớm theo mức tải động cơ

Mức tải của động cơ cũng ảnh hưởng lớn đến góc đánh lửa sớm khi mở bướm

ga lớn, lượng hỗn hợp đi vào xi lanh nhiều hơn làm tăng áp suất và nhiệt độ khínén, đồng thời còn làm giảm % khí sót, dẫn đến tăng tốc độ cháy Vì thế, khi tăng tải trong của động cơ thì θs giảm xuống và ngược lại

θ góc quay trục khuỷu ;θ i – góc cháy trễ;θ s góc đánh lửa sớm ;

c’ thờ i điểm đánh lửa; c 1 thờ i điểm nhiên liệ u bốc cháy

Hình 1.15 Quan hệ giữa góc đánh lửa sớ m và tả i trọ ng ở các số vòng quay khác

nhau Nếu buji đánh lửa quá muộ n thì quá trình cháy sẽ kéo dài trên hành trình giãn

nở vì nhiên liệu bố c cháy trong điề u kiệ n không gian công tác của xy lanh tăng và tác dụng của vận độ ng rố i yế u dầ n Tố c độ tăng áp suất trung bình

wtb và áp suất cháy cực đại pz có trị số nhỏ Buji đánh lửa quá sớm làm cho quá trình cháy diễn ra trong piston đang đi lên ĐCT làm tốn công nén, đồng thời áp suất lớn nhất cũng nhỏ Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm

Động cơ trên ô tô có khả năng thích ứng rất cao Từ lúc khởi động và trong suốt quá

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 17

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

trình làm việc của độ ng cơ liên tục thay đổ i Tùy từ ng chế độ làm việ c củ a độ ng cơ

mà ECU thực hiện việc điề u chỉnh góc đánh lử a sớm đúng vớ i bả n đồ góc đánh lửa

sớ m lý tưở ng ở chế độ khở i độ ng, chế độ cầ m chừ ng, chế độ hâm nóng sau khởi

độ ng…đả m bả o hiệ u suấ t độ ng cơ cao nhấ t cũng như giả m ô nhiễm và tiêu hao nhiên

liệu

- Chế độ khởi động.

Góc đánh lửa sớm được đặt ở một giá trị nhất định, không thay đổi trong suốt quá trình khởi động Gía trị của góc đánh lửa sớm phụ thuộc vào backup IC trong ECU đã lưu trữ các số liệu về góc đánh lửa

Hình 1.16 Điều khiển đánh lửa ở chế độ khởi động

G – Cảm biến vị trí trục khuỷu; NE – Cảm biến tốc độ động cơ; 1 – Back – up; 2 – Bộ

Thông thường, góc đánh lửa sớm được chọn nhỏ hơn 10o Với góc đánh lửa này, động cơ được khởi động dễ dàng ngay cả khi nguội, đồng thời tránh sự nổdội Việc hiệu chỉnh theo nhiệt độ góc đánh lửa sớm khi khởi động không cần thiết vì thời gian khởi động rất ngắn

Khi có tín hiệu khởi động, mạch chuyển đổi trạng thái sẽ nối đường IGT sang vị trí ST Khi đó xung IGT được điều khiển bởi back – up IC thông qua hai tín hiệu

Hiệu chỉnh theo sự ổn định của động cơ trong chế độ cầm chừng.

Hiệu chỉnh theo sự kích nổ

Hiệu chỉnh theo nhiệt độ khí nạp

Hiệu chỉnh theo các điều kiện khác

Tùy loại động cơ mà một số chức năng hiệu chỉnh của ECU có hoặc không Ví

dụ chức năng hiệu chỉnh góc đánh lửa theo sự kích nổ, theo sự trượt của xe cũng chỉ có ở các loại xe sang

Để ngăn ngừa các trường hợp xấu ảnh hưởng đến hoạt động và tuổi thọ của động

cơ do đánh lửa quá sớm hoặc quá trễ, ECU chỉ thực hiện việc chỉnh góc đánh lửa sớm (bao gồm θcb + θhc) trong giới hạn từ 10o đến 45o trước điểm chết trên

Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ động cơ Tùy thuộc vào nhiệt độ của động

cơ được nhận biết từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát mà góc đánh lửa sớm đượchiệu chỉnh tăng hoặc giảm cho thích hợp với điều kiện cháy của hòa khí trong buồngđốt Khi nhiệt độ của động cơ nằm trong khoảng 20 đến 60oC thì góc đánh lửa đượchiệu chỉnh sớm hơn từ 0 ÷ 15o Nếu nhiệt độ động cơ nhỏ hơn 20oC thì góc đánh lửasớm cũng chỉ được cộng thêm 15o Sở dĩ phải tăng góc đánh lửa sớm khi động cơnguội là vì ở nhiệt độ thấp tốc độ cháy chậm, nên phải kéo dài thời gian để nhiên liệu

cháy hết nhằm tăng hiệu suất động cơ

Khi nhiệt độ động cơ nằm trong khoảng 60o ÷ 100o, ECU không thực hiện sựhiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 19

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

Hình 1.17 Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớ m theo nhiệt độ độ ng cơ

↑ tăng; ↓ giảm

Trong trường hợp động cơ quá nóng (>110o) sẽ dễ gây ra hiện tượng kích nổ

và tăng hàm lượng NOx trong khí thả i, vì vậ y ECU sẽ điề u khiể n giả m gócđánh lử a xuống mộ t góc tối đa là 5o

Hiệu chỉnh phản hổi tỉ lệ khí – nhiên liệu

Trong quá trình phả n hồ i tỉ lệ khí – nhiên liệ u, tốc độ độ ng cơ thay đổ i theo

sự tăng hay giả m lượ ng phun nhiên liệ u Độ ng cơ đặ c biệ t nhạ y cả m vớ i những thay đổ i tỷ lệ khí – nhiên liệu khi nó chạy không tải, nên để chế độ không tải ổn định ECU động cơ sẽ làm sớm thời điểm đánh lửa để phù hợp với

tỷ lệ khí – nhiên liệu Góc thời điểm đánh lửa được làm sớm lên tối đa khoảng

5o bởi hiệu chỉnh này Các tín hiệu liên quan đến hiệu chỉnh này:

ECU của động cơ

Khi động cơ hoạt động bình thường thì các xung tín hiệu dao động rất nhỏ, khixảy ra hiện tượng kích nổ các xung này sẽ dao động với biên độ lớn và truyềntới ECU của động cơ, ECU sẽ hiệu chỉnh và giảm góc đánh lửa sớm

Quá trình kiểm soát kích nổ được thực hiện theo một chu trình kín, hiện tượng

Ở chế độ cầm chừng tốc độ động cơ bị dao động do tải của động cơ thay đổi, việc hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm có tác dụng làm ổn định tốc độ của động cơ.

Hình 1.18 Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm ở chế độ cầm

chừng tăng; ↓ giảm

Khi cánh bướm ga đóng hoàn toàn, tín hiệu từ công tắc cánh bướm ga báo về ECUcho biết động cơ đang làm việc ở chế độ cầm chừng Kết hợp với tín hiệu tốc độ động cơ (NE) và tốc độ xe, ECU sẽ điều khiển giảm góc đánh lửa sớm và ngược lại Góc hiệu chỉnh tối đa trong trường hợp này là ± 5o Khi tốc độ tăng cao, ECU sẽkhông hiệu chỉnh Trên một số loại động cơ, việc hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm này phụ thuộc vào điều kiện sử dụng điều hòa hoặc chỉ hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm khi tốc độ cầm chừng bị giảm xuống dưới mức quy định

1.3 Giới thiệ u chung về xe VIOS

1.3.1 Khái quát chung về xe VIOS

Toyota Vios là phiên bản Sedan cỡ nhỏ ra đời năm 2003 để thay thế cho dòng Soluna

ở thị trường Đông Nam Á và Trung Quốc Thế hệ đầu là một phần trong dự án hợp tác giữa các kỹ sư Thái Lan và những nhà thiết kế Nhật Bản của công ty Toyota và được sản xuất tại nhà máy Toyota Gateway, tỉnh Chachoengsao, Thái Lan Thế hệ thứ 2 ra

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 21

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

đời năm 2007 Nhưng không chỉ dừng lại ở thị trường Châu Á, những chiếc Sedan này dần được Toyota ra mắt tại các thị trường khác

- Thế hệ đầu 20032007 Kiểu thiết kế: Sedan 4 chỗ

Động cơ: 1.3 và 1.5 lít

Phần lớn các xe Vios tại thị trường Đông Nam Á trong đó có Việt Nam được trang bị động cơ 1.5 lít trừ ở Philippines Người dân nước này ưa chuộng

phiên bản sử dụng động cơ nhỏ hơn với dung tích 1.3 lít

Phiên bản đầu tiên được chế tạo dựa trên mẫu Toyota Platz Nhờ cải tiến về ngoại thất, những chiếc Vios mang một dáng vẻ khác biệt, đặc biệt là phiên bản 2006 Phiên bản này được chỉnh sửa khá nhiều với lưới tản nhiệt, đèn pha, đèn hậu được làm mới cùng với vành đúc và nội thất mới

Thế hệ thứ 2 ( từ năm 2007 đến nay) Kiểu thiết kế: Sedan 4 chỗ

1.3.2 Động cơ xe

- Loạ i độ ng cơ : 1NZFD 4 xi lanh , th ẳng hà ng , 16 van

- Vớ i trục cam kép (DOHC) và hệ thố ng điề u khiể n van nạ p thông i) chức năng “Cranking hold” sẽ duy trì mô tơ khở i độ ng ở trạ ng thái hoạ t độ ng không cần phải giữ chìa ở vị trí start

minh(VVT ECU động cơ tích hợp chức năng điều khiển hộp số HCTình

Hình 2: Động cơ 1NZFD

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 23

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

1.3.3 Thông số kỹ thuậ t về xe VIOS

Kích thướ c: (dài x rộng x cao) 4300 x 1700 x 1460 (mm)

Thông số Toyota Vios

CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP TRÊN XE TOYOTA VIOS.

2.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống đánh lửa trực

tiếp trên xe Toyota Vios.

* Nguyên lý kết cấ u các cả m biến

a Cảm biến vị trí trục khuỷu (tín hiệu NE).

Cả m biến này phát hiệ n góc quay trục khuỷu và tố c độ độ ng cơ

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 26

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

Tín hiệu NE đượ c tạ o ra bở i khe hở không khí giữ a cả m biến và các răng trên chu

vi của rô to tín hiệu NE lắp trên trục khuỷ u Tùy loạ i mà cả m biến có 12, 24, 34 răng

và có hai răng khuyết Khu vực có hai răng khuyế t đượ c sử dụng để phát hiện góc quay trục khuỷu, nhưng nó không phát hiệ n đượ c điể m chế t trên củ a kỳ nén hoặ c

xả ECU kết hợp hai tín hiệu NE và G để xác định chính xác góc quay trục khuỷu

Không có tín hiệu này động cơ không thể hoạt động

b.Cả m biến vị trí trục cam (tín hiệu G).

Cảm biến này phát hiện góc quay chuẩn và thời điểm của trục cam

Cấu tạo tương tự cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí trục cam có đĩa tín hiệu

G có các răng, khi trục cam quay khe hở không khí giữa các vấu nhô ra trên trục camthay đổi, sinh ra tín hiệu G Tín hiệu được truyền đi như một thông tin về góc chuẩn củatrục khuỷu đến ECU động cơ Kết hợp với tín hiệu NE để ECU xác định đúng

thời gian phun nhiên liệu, thời điểm đánh lửa

c. Cả m biến lư u lượng khí nạ p (tín hiệu VG) Phát hiện khối lượng khí nạp.

Là loại dây sấy, được lắp vào đường nạp để đo trực tiếp lưu lượng không khíSVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 28

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

nạp

Hoạ t động:

Dòng điện chạy vào dây sấy và làm cho nó nóng lên Khi có luồ ng khí thổ i qua sẽ làmnguộ i dây sấy Bằ ng cách điề u chỉnh dòng điệ n vào dây sấ y để nhiệ t độ dây sấykhông đổ i, dòng điện đó sẽ tỷ lệ thuậ n vớ i khố i lượ ng không khí nạ p Sau đó có thể

đo khố i lượ ng không khí nạ p bằ ng cách phát hiệ n dòng điệ n đó Tín hiệu được truyền

đến ECU độ ng cơ bằ ng tín hiệu VG

lượng khí nạp bằng tín hiệu điện áp tạ i điểm B.

Cảm biến vị trí bướm ga loại phần tử Hall (tín hiệu VTA) Cảm biến bày phát hiện vị trí của bướm ga

Được lắp trên cổ họng gió Biến đổi vị trí của bướm ga thành tín hiệu điện

áp và truyền về ECU động cơ

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 30

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

Loạ i phầ n tử Hall:

Gồ m mạch IC Hall, phần tử Hall và các nam châm quay quanh chúng Cácnam châm quay cùng bướm ga Khi các nam châm quay thì từ thông gây rabởi sự thay đổi vị trí các nam châm tạo ra điện áp của hiệu ứng Hall Tín hiệunày được truyền đến ECU thành tín hiệu mở bướm ga

Hiệu ứng Hall:

Hiệu ứng Hall làm chênh điện thế tại vị trí xảy ra dòng điện vuông góc với từ trường, khi một từ trường được đặt vuông góc với dòng điện chạy trong dây dẫn Điện áp được tạo ra bởi độ chênh điện thế này thay đổi theo tỷ lệ mật độ

từ thông đặt vào Cảm biến dùng nguyên lý này để biến đổi sự thay đổi của vị tríbướm ga thành điện áp và đo chính xác sự thay đổi này

d. Cả m biến nhiệt độ nướ c (tín hiệu THW).

Cảm biến này phát hiện nhiệt độ của nước làm mát

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 32

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

Cả m biến nhiệt độ nướ c đượ c gắ n mộ t nhiệ t điệ n trở bên trong Nhiệ t độcàng thấp, trị số điện trở càng lớn và ngược lại Sự thay đổi giá trị điện trở nàyđược sử dụng để phát hiện các thay đổi về nhiệt độ nước làm mát

Khi nhiệt độ của nước làm mát thấp, phải tăng tốc độ động cơ, góc đánh lửasớm, nhằm cải thiện khả năng làm việc và hâm nóng, vì thế nó không thể thiếu được với hệ thống điều khiển động cơ

Được gắ n vào thân máy.gồ m phầ n tử áp điệ n tạ o ra mộ t điệ n áp AC khitiếng gõ gây ra rung độ ng trong thân máy và làm biến dạ ng phần tử này Tầ n

số tiế ng gõ củ a động cơ giớ i hạ n từ 6 đế n 13khz tùy loạ i độ ng cơ

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 34

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

f. Cả m biến ô xy (tín hiệu OX).

Cả m biến phát hiệ n nồ ng độ ô xy trong khí xả

Cả m biến ô xy phát hiệ n nồ ng độ ô xy trong khí xả nhằ m duy trì tỷ lệ không khí nhiên liệu lý thuyết

Cả m biến được lắ p trong đ ườ ng ống xả Gồ m có 1 phầ n tử ziconi oxit (ZrO2),bêntrong và bên ngoài đ ược bọc bằng 1 lớp platin mỏ ng Không khí được dẫn vào bêntrong cả m biến và bên ngoài cả m biế n tiế p xúc vớ i khí xả ở nhiệ t độ cao phầ n tửziconi tạo ra một điệ n áp như là sự chênh lệ ch lớ n giữa nồ ng độ ô xy phía trong vàphía ngoài phầ n tử ziconi này Platin đóng vai trò là chấ t xúc tác gây ra phả n ứng hóa

họ c giữa ô xy và cacbon monoxit (CO) trong khí xả Khi hỗ n hợ p không khí nhiên liệunghèo phả i có ô xy trong khí xả sao cho chỉ có mộ t chênh lệ ch nhỏ về nồ ng độ ô xy

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 36

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

Sơ đồ cấ u tạ o hệ thố ng đánh lử a trự c tiếp trên xe Toyota Vios

Sơ đồ mạ ch điệ n hệ thố ng đánh lử a trự c tiếp trên xe Toyota Vios.

Hệ thố ng đánh lửa trực tiếp trên xe Toyota Vios gồ m: ECU độ ng cơ, các

IC đánh lửa, cuộ n dây đánh lửa và các buji

SVTH: VŨ ĐÌNH THỦY 38

KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS

2.1.1.1 Vị trí lắ p đặt.

ECU (ECM) độ ng cơ Vios lắp trong khoang độ ng cơ