LẮP ĐẶT, KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KIA PICANTO 2008

LẮP ĐẶT, KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KIA PICANTO 2008LẮP ĐẶT, KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KIA PICANTO 2008LẮP ĐẶT, KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KIA PICANTO 2008LẮP ĐẶT, KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KIA PICANTO 2008LẮP ĐẶT, KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KIA PICANTO 2008 LẮP ĐẶT, KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KIA PICANTO 2008LẮP ĐẶT, KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KIA PICANTO 2008LẮP ĐẶT, KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KIA PICANTO 2008LẮP ĐẶT, KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KIA PICANTO 2008LẮP ĐẶT, KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KIA PICANTO 2008LẮP ĐẶT, KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KIA PICANTO 2008LẮP ĐẶT, KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KIA PICANTO 2008LẮP ĐẶT, KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KIA PICANTO 2008LẮP ĐẶT, KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KIA PICANTO 2008LẮP ĐẶT, KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KIA PICANTO 2008

Trang 1

1 PHẠM TUẤN DƯƠNG 6 TRẦN MINH NGỌC

2 NGUYỄN HOÀI PHONG 7 NGUYỄN TẤN TOÀN

3 ĐẶNG ĐÌNH SANG 8 TRƯƠNG NHỰT DUY

4 NGUYỄN ĐỨC NGỘ 9 NGÔ TÙNG QUANG HẢI

5 BẠCH VĂN TÀI

TP HỒ CHÍ MINH – 2018

Trang 2

……

-

TPHCM, Ngày…tháng…năm 2018

Giảng viên hướng dẫn ký tên

Trang 3

Trong suốt thời gian học tập ba năm tại trường CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG, với sự giảng dạy tận tâm của quý thầy cô trong trường nói chung và quý thầy cô khoa CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC nói riêng đã giúp chúng em lĩnh hội được những kiến thức cơ bản của các ngành thuộc lĩnh vực kỹ thuật và kiến thức chuyên sâu của ngành ô tô Từ những kiến thức quý báu này đã giúp chúng em rất nhiều trong việc thực hiện và hoàn thành đồ án tốt nghiệp, quan trọng hơn nó sẽ hỗ trợ và giúp ích cho chúng em trong công việc sau khi ra trường

Trước tiên nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn thầy NGUYỄN ĐỨC TRỌNG đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo và theo sát chúng em trong suốt quá trình chuẩn bị và thực hiện đề tài tốt nghiệp

Xin trân trọng cảm ơn thầy NGUYỄN NGỌC THẠNH trưởng khoa CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình tiếp nhận và tiến hành thực hiện đề tài tốt nghiệp

Để không phụ công ơn dạy dỗ của quý thầy cô, chúng em xin hứa sau khi ra trường sẽ cố gắng vận dụng những kiến thức đã học được tại trường để vận dụng vào công việc một cách hiệu quả nhất Luôn nâng cao tinh thần học hỏi để trở thành một người thợ kỹ thuật “vững lý thuyết, giỏi tay nghề” xứng danh là một học sinh trường CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG

Trang 4

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG

CƠ TRÊN Ô TÔ 1

1.1 Khái quát về hệ thống điều khiển động cơ 1

1.1.1 Lịch sử phát triển 1

1.1.2 Phân loại 2

1.2 Lý do chọn đề tài 3

1.3 Ý nghĩa của Kia Picanto 3

1.4 Công dụng 4

1.5 Hướng nghiên cứu 4

1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài 5

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT CƠ SỞ 6

2.1 Giới thiệu hệ thống điều khiển động cơ 6

2.2 Các bộ phận chính của hệ thống điều khiển động cơ 7

2.2.1 Hệ thống điều khiển trung tâm ECM 7

2.2.2 Hệ thống các cảm biến 7

2.2.3 Bộ chấp hành 11

2.3 Chức năng của các hệ thống điều khiển động cơ 12

CHƯƠNG 3: HỘP ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM ECM 16

3.1 Tổng quan về ECM 16

3.1.1 Cấu tạo của bộ điều khiển điện tử 16

3.1.2 Cấu trúc bộ điều khiển điện tử 18

3.1.3 Mạch giao tiếp vào/ra (I/O) 19

3.2 Chức năng của ECM 22

3.2.1 Khái quát 22

3.2.2 Điều khiển thời điểm phun 23

3.2.3 Điều khiển lượng phun 24

3.3 Ý nghĩa các chân giắc 25

3.4 Mạch cấp nguồn ECM 29

3.5 Các tín hiệu đầu vào của ECM 30

3.5.1 Danh sách các tín hiệu đầu vào 30

3.5.2 Cảm Biến Áp Suất 30

Trang 5

3.5.5 Tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu 35

3.5.6 Tín hiệu cảm biến vị trí trục cam 37

3.5.7 Tín hiệu cảm biến oxy 40

3.5.8 Tín hiệu cảm biến kích nổ 41

3.6 CÁC TÍN HIỆU ĐẦU RA CỦA ECM 43

3.6.1 Danh Sách Các Tín Hiệu Đầu Ra 43

3.6.2 Tín hiệu đánh lửa 44

3.6.3 Tín hiệu điều khiển phun nhiên liệu 44

3.6.4 Tín hiệu điều khiển tốc độ cầm chừng ISA 45

3.6.5 Điều khiển quạt làm mát 47

3.7 Các hư hỏng thường gặp của ECM và cách kiểm tra 48

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN KIA PICANTO 2008 50

4.1 Giới thiệu hệ thống khởi động 50

4.2 Yêu cầu 50

4.3 Cấu tạo máy khởi động 51

4.3.1 Công tắc từ 51

4.3.2 Phần ứng và ổ bi 52

4.3.3 Phần cảm 52

4.3.4 Chổi than và giá đỡ chổi than 53

4.3.5 Bộ truyền giảm tốc 53

4.3.6 Ly hợp máy khởi động (măng đích đề) 54

4.4 Nguyên lý làm việc chung của hệ thống khởi động 54

4.5 Ly hợp máy khởi động 55

4.5.1 Khi khởi động 55

4.5.2 Sau khi khởi động 55

4.6 Cơ cấu ăn khớp và nhả khớp 56

4.6.1 Cơ cấu ăn khớp 56

4.6.2 Cơ cấu nhả khớp 56

4.7 Các hư hỏng và cách kiểm tra 57

CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN XE KIA PICANTO 2008 58

Trang 6

5.2 Yêu cầu của hệ thống đánh lửa 58

5.3 Phân loại hệ thống đánh lửa 59

5.4 Nguyên lý hoạt động 59

5.5 Ưu điểm 60

5.6 Sơ đồ mạch điện đánh lửa 60

5.7 Cấu tạo dây cao áp 62

5.8 Cấu tạo và cách lựa chọn bougie 63

5.8.1 Cấu tạo bougie 63

5.8.2 Các lựa chọn bougie 64

5.8.3 Kiểm tra bougie 64

5.8.4 Thử bougie 64

CHƯƠNG 6: CÁC CẢM BIẾN TRÊN ĐỘNG CƠ KIA PICANTO 2008 65

6.1 Động cơ Kia Picanto 65

6.2 Đặc tính momen và công suất 67

6.3 Sơ đồ mạch hệ thống điều khiển động cơ 69

6.4 Cảm biến vị trí bướm ga 73

6.4.1 Chức năng và nhiệm vụ 73

6.4.2 Nguyên lý hoạt động 73

6.4.3 Cấu tạo 73

6.4.4 Vị trí lắp đặt trên động cơ 74

6.4.5 Các lỗi hư hỏng và cách kiểm tra sửa chữa 74

6.5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 74

6.5.3 Cấu tạo 76

6.5.4 Vị trí lắp đặt 77

6.6 Cảm biến kích nổ 78

6.6.3 Cấu tạo 79

Trang 7

6.7.3 Cấu tạo 81

6.7.5 Các hư hỏng thường gặp 82

6.8 Cảm biến vị trí trục khuỷu 83

6.8.3 Cấu tạo 84

6.9 Cảm biến vị trí trục cam 85

6.9.3 Cấu tạo 86

6.9.5 Các lỗi hư hỏng và cách kiểm tra sữa chữa 86

6.10 Cảm biến áp suất đường ống nạp 87

6.10.3 Cấu tạo 88

6.10.5 Các hư hỏng và cách kiểm tra sửa chữa 88

CHƯƠNG 7: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN KIA PICANTO 2008 90

7.1 Bơm nhiên liệu 91

7.1.1 Động cơ điện 91

7.1.2 Bơm nhiên liệu kiểu turbine 92

7.1.3 Bơm nhiên liệu kiểu con lăn 92

7.2 Mạch điện điều khiển bơm nhiên liệu 94

7.3 Bộ lọc và lưới lọc nhiên liệu 95

7.4 Bộ điều áp 95

Trang 8

7.5 Bộ dập dao động 97

7.6 Ống phân phối 97

7.7 Ống dẫn nhiên liệu 99

7.8 Kiểm tra bơm nhiên liệu 100

7.9 Hư hỏng thường gặp và cách sửa chữa hệ thống nhiên liệu 100

7.10 Kim phun 101

7.10.1 Cấu tạo 101

7.10.2 Nguyên lý làm việc 102

7.10.3 Sơ đồ mạch điện điều khiển kim phun 102

7.10.4 Các hư hỏng 103

7.10.5 Cách kiểm tra và sửa chữa 103

CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI 108

8.1 Kết luận 108

8.2 Ứng dụng của đề tài 109

TÀI LIỆU THAM KHẢO 110

Trang 9

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG

CƠ TRÊN Ô TÔ

1.1 Khái quát về hệ thống điều khiển động cơ

1.1.1 Lịch sử phát triển

Vào cuối thế kỉ 19, một kĩ sư người Pháp ông Stevan đã nghĩ ra cách phân phối nhiên liệu khi dùng một máy khí nén Sau đó một thời gian, người Đức đã cho phun nhiên liệu vào buồng đốt, nhưng việc này mang lại hiệu quả không cao

Đến năm 1966 hãng BOSCH đã thành công trong việc chế tạo hệ thống phun xăng kiểu cơ khí Trong hệ thống phun xăng này nhiên liệu được phun trước xupap nạp nên có tên gọi là K-Jetronic K-Jetronic được đưa vào sản xuất ứng dụng trên xe của hãng Mercedes và một số xe khác, là nền tảng cho việc phát triển hệ thống phun xăng thế hệ sau như KE-Jetronic, Mono-Jetronic, L-Jetronic,

Do hệ thống phun xăng cơ khí còn nhiều nhược điểm nên đầu những năm 80, hãng BOSCH đã cho ra đời hệ thống phun xăng sử dụng kim phun điều khiển bằng điện Có hai loại: hệ thống L-Jetronic (lượng nhiên liệu được xác định nhờ cảm biến

đo lưu lượng khí nạp) và D-Jetronic(lượng nhiên liệu được xác định dựa vào áp suất trên đường ống nạp)

Đến năm 1984, người Nhật (mua bản quyền của BOSCH) đã ứng dụng hệ thống phun xăng L-Jetronic và D-Jetronic trên các xe của hãng Toyota (dùng với động cơ 4A – ELU) Đến năm 1987, hãng Nissan dùng L – Jetronic thay cho bộ chế hòa khí của xe Nissan Sunny

Song song với sự phát triển của hệ thống phun xăng hệ thống điều khiển đánh lửa theo chương trình ( ESA – Electronic Spark Advance ) cũng được đưa vào sử dụng vào những năm đầu thập kỉ 80

Ngày nay gần như tất cả các ô tô đều được trang bị hệ thống điều khiển động cơ theo chương trình, giúp động cơ đáp ứng được sự gắt gao về khí xả và tiết kiệm nhiên liệu Thêm vào đó công suất động cơ cũng được cải thiện rõ rệt

Trang 10

1.1.2 Phân loại

Phân biệt theo cấu tạo kim phun, ta có hai loại:

 Loại CIS (continuous injection system)

Đây là kiểu sử dụng kim phun cơ khí, gồm bốn loại cơ bản:

 Hệ thống K – Jetronic: việc phun nhiên liệu được điều khiển hoàn toàn bằng

cơ khí

 Hệ thống K – Jetronic có cảm biến khí thải: có thêm một cảm biến oxy

 Hệ thống KE – Jetronic: hệ thống K-Jetronic với mạch điều chỉnh áp lực phun bằng điện tử

 Hệ thống KE – Motronic: kết hợp với việc điều khiển đánh lửa bằng điện tử

 Loại AFC (air flow controlled fuel injection)

Sử dụng kim phun điều khiển bằng điện Hệ thống phun xăng với kim phun điện

có thể chia làm hai loại chính:

 D-Jetronic (xuất phát từ chữ Druck trong tiếng Đức là áp suất): với lượng xăng phun được xác định bởi áp suất sau cánh bướm ga bằng cảm biến MAP (manifold absolute pressure sensor)

 L-Jetronic (xuất phát từ chữ Luft trong tiếng Đức là không khí): với lượng xăng phun được tính toán dựa vào lưu lượng khí nạp lấy từ cảm biến đo gió loại cánh trượt Sau đó có các phiên bản: LH – Jetronic với cảm biến đo gió dây nhiệt, LU – Jetronic với cảm biến gió kiểu siêu âm…

Phân biệt theo vị trí lắp đặt kim phun

 Loại TBI (Throttle Body Injection) - phun đơn điểm

Hệ thống này còn có các tên gọi khác như: SPI (single point injection), CI (central injection), Mono – Jetronic Đây là loại phun trung tâm Kim phun được bố trí phía trên cánh bướm ga và nhiên liệu được phun bằng một hay hai kim phun Nhược điểm của hệ thống này là tốc độ dịch chuyển của hòa khí tương đối thấp do nhiên liệu được phun ở vị trí xa supap hút và khả năng thất thoát trên đường ống nạp

 Loại MPI (Multi Point Fuel Injection) - phun đa điểm

Đây là hệ thống phun nhiên liệu đa điểm, với mỗi kim phun cho từng xylanh được bố trí gần supap hút (cách khoảng 10 – 15 mm) Ống góp hút được thiết kế sao

Trang 11

cho đường đi của không khí từ bướm ga đến xylanh khá dài, nhờ vậy, nhiên liệu phun

ra được hòa trộn tốt với không khí nhờ xoáy lốc Nhiên liệu cũng không còn thất thoát trên đường ống nạp Hệ thống phun xăng đa điểm ra đời đã khắc phục được các nhược điểm cơ bản của hệ thống phun xăng đơn điểm Tùy theo cách điều khiển kim phun,

hệ thống này có thể chia làm ba loại chính: phun độc lập hay phun từng kim (independent injection), phun nhóm (group injection) hoặc phun đồng loạt (simultaneous injection).

Xuất phát từ những nhu cầu thực tế quan trọng đó, chúng em được giao nhiệm

vụ nghiên cứu và làm Đồ án tốt ngiệp với đề tài: “Lắp đặt và kiểm tra hệ thống điều khiển động cơ xe Kia Picanto 2008” Đây là một đề tài bổ ích mang tính thiết

thực giúp em hoàn thiện hơn trong việc kết hợp lý thuyết và thực hành Hy vọng dưới

sự chỉ đạo của thầy giáo hướng dẫn giúp nhóm em nắm vững về hệ thống này cũng như hoàn thành đồ án

1.3 Ý nghĩa của Kia Picanto

KIA Motors là công ty sản xuất ô tô lâu đời nhất của Hàn Quốc, được thành lập năm 1944 với tên gọi Kyungsung Precision Industry, chuyên sản xuất ống thép và xe đạp Năm 1952, Kyungsung Precision Industry chính thức được đổi thành Kia và chuyển sang sản xuất xe máy, xe tải, ô tô.Theo Kia Motors, cái tên "Kia" gồm 2 từ:

"Ki" (ký tự chữ Hán với nghĩa "vượt khỏi") và "a" (viết tắt của Asia - Châu Á) Nói nôm na cụm từ này có nghĩa là “vươn ra ngoài Châu Á”

Ý nghĩa của “Picanto” là kích thích bởi vì mẫu xe mini car này là biểu tượng đặc trưng cho “ phong cách nổi bật nhất, nội thất sang trọng nhất, mẫu xe MPV được yêu thích nhất”

Trang 12

Để đáp ứng cho các mục tiêu của “ Một chiếc xe nhỏ cho một khối lượng lớn ”, mẫu xe được thiết kế mới này đã được đón nhận và giành được nhiều sự quan tâm của nhiều khách hàng KIA Picanto được trang bị động cơ có mức khí xã C02 theo tiêu chuẩn châu âu, động cơ có dung tích 1.1L thì được ứng dụng nhiều với công nghệ

tiện nghi và an toàn nổi bật Kia Picanto là mẫu xe nhỏ gọn thuộc phân khúc hạng A,

với những đặc điểm độc lập, bền bỉ, chuẩn mực Ra đời tại trung tâm thiết kế của Kia tại Frankfurt, Đức dưới sự chỉ đạo của Giám đốc thiết kế Peter Schreyer Kia Picanto được thiết kế lại hoàn toàn, với chiều dài cơ sở được tăng lên so với mẫu Morning cũ, những đường gờ mềm mại giúp nó trở nên cá tính và nổi bật hơn Chỉ vài tháng sau khi chính thức được tung ra thị trường, Picanto đã nhận được giải

thưởng xe có thiết kế đẹp nhất năm do iF Product Design bầu chọn

1.4 Công dụng

 Phân phối hơi xăng đồng đều đến từng xylanh và giảm thiểu xu hướng kích nổ bởi hòa khí loãng hơn

 Động cơ chạy không tải êm dịu hơn

 Tiết kiệm nhiên liệu nhờ điều chỉnh được lượng xăng chính xác, phân phối xăng đồng đều

 Mô xoắn động cơ phát ra lớn hơn, khởi động nhanh hơn, xấy nóng máy nhanh, động cơ làm việc ổn định hơn

 Tạo ra công suất lớn hơn, khả năng tăng tốc tốt hơn do không có họng khuếch tán gây cản trở như động cơ có bộ chế hòa khí

 Đạt tỷ lệ hóa khí dễ dàng

 Duy trì được hoạt động lý tưởng trên phạm vi rộng trong các điều kiện vận hành

 Gia tốc nhanh hơn nhờ xăng bốc hơi tốt hơn lại được phun vào tận nơi

1.5 Hướng nghiên cứu

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

 Tra cứu trong các tài liệu, giáo trình kỹ thuật

 Đặc biệt trong phần mềm sửa chữa của Kia

Trang 13

 Nghiên cứu tìm kiếm thông tin trên mạng Internet , các website trong và ngoài nước, so sánh và chắt lọc sử dụng những thông tin cần thiết và đáng tin cậy

 Phân tích và tổng hợp các nguồn dữ liệu thu thập được

1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài

Tối ưu hóa quá trình cung cấp nhiên liệu, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và các vấn đề liên quan đến hệ thống điều khiển động cơ

Có thể kết hợp với một số hệ thống khác và tích hợp thêm một số cảm biến trên

ô tô nhằm tăng độ chính xác và an toàn cho người điều khiển xe

Trang 14

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT CƠ SỞ

2.1 Giới thiệu hệ thống điều khiển động cơ

Hệ thống điều khiển động cơ bao gồm tín hiệu vào (Input) chủ yếu là tín hiệu của các cảm biến, bộ điều khiển trung tâm ECM (Engine Control Module) là bộ não của hệ thống, tín hiệu ra (Output) bao gồm các cơ cấu chấp hành (Actuators): kim phun, van cầm chừng,…Cảm biến kiểm soát liên tục tình trạng hoạt động của động

cơ và báo về bộ điều khiển ECM, từ đó ECM xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến các cơ cấu chấp hành

Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động cơ cơ bản

Rơ le chính

Đèn báo lỗi

Giắc dữ liệu

Trang 15

2.2 Các bộ phận chính của hệ thống điều khiển động cơ

2.2.1 Hệ thống điều khiển trung tâm ECM

Hộp điều khiển ECM của hãng Bosch được trang bị cho Kia Picanto Và được tập hợp của nhiều modul khác nhau, tất cả được tập hợp trong một bo mạch cứng qua

đó tín hiệu được truyền cho nhau với tốc độ nhanh hơn, tiết kiệm năng lượng và ổn định hơn

Trang 16

 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát phát hiện nhiệt độ nước làm mát với một điện trở bên trong nó mà điện trở này thay đổi theo nhiệt độ nước làm mát, tín hiệu này được đưa tới ECM động cơ như một tín hiệu điều khiển

Hình 2.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

 Cảm biến vị trí trục cam: Dùng để xác định thời điểm phun nhiên liệu và thời điểm đánh lửa so với điểm chết trên ở cuối kì nén

Hình 2.4 Cảm biến vị trí trục cam

Trang 17

 Cảm biến vị trí trục khuỷu: Dùng để xác định số vòng quay của trục khuỷu, tín hiệu cảm biến này kết hợp với bộ đo gió để xác định lượng phun nhiên liệu

cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản

Hình 2.5 Cảm biến vị trí trục khuỷu

 Cảm biến vị trí bướm ga: Cảm biến vị trí bướm ga phát hiện góc mở của bướm

ga và đưa tín hiệu về ECM

Hình 2.6 Cảm biến vị trí bướm ga

Trang 18

 Cảm biến kích nổ: Hiện tượng kích nổ trong động cơ sẽ được nhận biết nhờ cảm biến kích nổ và tín hiệu này đưa đến ECM động cơ

Hình 2.7 Cảm biến kích nổ

 Cảm biến Ôxy: Cảm biến Ôxy so sánh nồng độ O2 trong khí thải với nồng độ

O2 trong không khí và gửi tín hiệu về ECM, qua đó ECM sẽ nhận biết hòa khí đậm hay nhạt và điều khiển cho hợp lý

Hình 2.8 Cảm biến oxy

 Cảm biến áp suất đường ống nạp: Có nhiệm vụ cung cấp tín hiệu áp suất chân không dưới dạng điện áp hoặc tần số về bộ xử lý trung tâm để tính toán lượng nhiên liệu cần cung cấp cho động cơ Khi xe ở chế độ không tải hoặc nhả ga,

Trang 19

áp suất chân không giảm Ngược lại, khi tăng tốc hoặc tải nặng, áp suất chân không tăng lên

Hình 2.9 Cảm biến áp suất đường ống nạp

2.2.3 Bộ chấp hành

 Điều khiển đánh lửa

Hệ thống này là một hệ thống dùng ECM động cơ để xác định thời điểm đánh lửa dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau ECM động cơ tính toán thời điểm đánh lửa từ thời điểm đánh lửa tối ưu được lưu trong bộ nhớ để phù hợp với tình trạng của động cơ

Hình 2.10 Bobine đánh lửa

Trang 20

 Điều khiển kim phun

Các kim phun xăng được cung cấp nhiên liệu dưới áp suất không đổi nhờ bơm xăng điện và bộ điều áp xăng ECM liên tục tiếp nhận thông tin từ các bộ cảm biến

và xử lý các thông tin bằng cách so sánh với các dữ liệu đã được cài đặt trong bộ nhớ

vi xử lý Sau đó quyết định thời điểm và lượng phun xăng

2.3 Chức năng của các hệ thống điều khiển động cơ

 Hệ thống EFI (Electronic Fuel Injection): EFI theo dõi tình trạng động cơ thông qua các tín hiệu được gửi đến từ các cảm biến (tín hiệu đầu vào) Lưu lượng phun nhiên liệu tối ưu được xác định dựa trên các dữ liệu này và chương trình được lưu trong ECM động cơ, tín hiệu điều khiển qua ECM động cơ để

Trang 21

điều khiển các kim phun (phun nhiên liệu) Hệ thống EFI điều khiển hoạt động phun nhiên liệu thực hiện bằng ECM động cơ theo tình trạng của động cơ

 Hệ thống ESA (Đánh lửa sớm điện tử) là một hệ thống dùng ECM động cơ để xác định thời điểm đánh lửa dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau ECM động cơ tính toán thời điểm đánh lửa từ thời điểm đánh lửa tối ưu được lưu trong bộ nhớ để phù hợp với tình trạng của động cơ Thời điểm đánh lửa tối ưu cơ bản được xác định bằng tốc độ của động cơ và lượng không khí nạp (áp suất đường ống nạp)

 Hệ thống điều khiển bơm nhiên liệu: ECM động cơ đưa tín hiệu ra và điều khiển rơle mở mạch, nó sẽ điều khiển tốc độ quay của bơm nhiên liệu tùy theo từng điều kiện

Hình 2.12 Cụm bơm xăng

 Hệ thống điều khiển quạt làm mát động cơ: Để làm mát két nước cần phải có một lượng không khí đủ lớn đi qua các lá tản nhiệt trong két nước Thông thường khi xe chạy với tốc độ cao, lưu lượng khí đi qua két nước là vừa đủ nhưng khi xe chạy chậm hoặc dừng xe thì lưu lượng không khí không đủ Vì vậy, động cơ được trang bị quạt làm mát để tạo ra lượng không khí cưỡng bức qua két nước Và ECM căn cứ vào tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Trang 22

điều khiển quạt làm mát động cơ nhằm duy trì nhiệt độ làm việc tối ưu cho động cơ

Hình 2.13 Quạt làm mát két nước

 Hệ thống điều khiển tốc độ không tải: Hệ thống điều khiển tốc độ không tải sao cho nó luôn luôn thích hợp ở các điều kiện thay đổi (hâm nóng, phụ tải điện, v.v ) Để giảm thiểu mức tiêu thụ nhiên liệu và tiếng ồn, một động cơ phải hoạt động ở tốc độ càng thấp càng tốt trong khi vẫn duy trì một chế độ chạy không tải ổn định

 Hệ thống bôi trơn: Đảm nhận việc cấp dầu bôi trơn đến tất cả các bề mặt làm việc của động cơ nhằm mục đích giảm ma sát, thoát nhiệt và giảm mài mòn của các chi tiết

Hình 2.14 Bổ sung nhớt bôi trơn

Trang 23

 Hệ thống tự chẩn đoán: ECM của xe tích hợp một hệ thống tự chuẩn đoán cho phép báo ra các hư hỏng của động cơ mà không cần tháo rời các chi tiết để kiểm tra Điều đó thực hiện nhờ các cảm biến theo dõi tình trạng của xe, gửi tín hiệu đến ECM để so sánh với các thông số chính xác mà nhà sản xuất đã tính toán từ trước Với hệ thống chẩn đoán, khi có sự cố xảy ra trong hệ thống tín hiệu thì hư hỏng này sẽ được lưu lại trong bộ nhớ Những sự cố này sẽ được tìm thấy bằng cách hiển thị qua đèn báo kiểm tra động cơ (Check Engine)

Hình 2.15 Các bộ phận cơ bản hệ thống chuẩn đoán

Hệ thống tự chuẩn đoán làm việc có hiệu quả không những phụ thuộc vào số lượng tín hiệu mà nó thu nhận được mà còn phụ thuộc vào chương trình hay phần mềm nạp vào

Trang 24

CHƯƠNG 3: HỘP ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM ECM

3.1 Tổng quan về ECM

Bộ điều khiển trung tâm ECM là một vi mạch tổ hợp cở lớn dùng để nhận biết tín hiệu, tính toán, lưu trữ thông tin, quyết định chức năng hoạt động và gửi các tín hiệu điều khiển thích hợp đến các cơ cấu chấp hành

Cơ cấu chấp hành luôn bảo đảm thừa lệnh ECM và đáp ứng các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến Hoạt động của hệ thống điều khiển động cơ đem lại sự chính xác

và thích ứng cần thiết, để giảm tối đa chất độc hại trong khí thải cũng như lượng tiêu hao nhiên liệu của động cơ ECM cũng đảm bảo công suất tối ưu ở các chế độ hoạt động của động cơ, giúp chuẩn đoán động cơ một cách hệ thống khi có sự cố xảy ra

Bộ điều khiển, máy tính, ECM hay hộp đen là những tên gọi khác nhau của mạch điều khiển điện tử Nhìn chung, đó là bộ tổ hợp vi mạch và bộ phận phụ dùng

để nhận biết tín hiệu, trữ thông tin, tính toán, quyết định chức năng hoạt động và gửi

đi các tín hiệu thích hợp

3.1.1 Cấu tạo của bộ điều khiển điện tử

a) Bộ nhớ: Bộ nhớ trong ECM chia làm 4 loại:

 ROM (Read Only Memory): Dùng trữ thông tin thường trực Bộ nhớ này chỉ đọc thông tin từ đó ra chứ không thể ghi vào được Thông tin của nó

đã được cài đặt sẵn, ROM cung cấp thông tin cho bộ vi xử lý

 RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, dùng để lưu trữ thông tin mới được ghi trong bộ nhớ và xác định bởi vi xử lý RAM

có thể đọc và ghi các số liệu theo địa chỉ bất kỳ RAM có hai loại: Loại RAM xóa được: Bộ nhớ sẽ mất khi mất dòng điện cung cấp Loại RAM không xóa được: Vẫn giữ duy trì bộ nhớ cho dù khi tháo nguồn cung cấp RAM lưu trữ những thông tin về hoạt động của các cảm biến dùng cho hệ thống tự chuẩn đoán

Trang 25

 PROM (Programmable Read Only Memory): Cấu trúc cơ bản giống như ROM nhưng cho phép lập trình (nạp dữ liệu) ở nơi sử dụng chứ không phải nơi sản xuất như ROM PROM cho phép sữa đổi chương trình điều khiển theo những đòi hỏi khác nhau

 KAM (Keep Alive Memory): KAM dùng để lưu trữ những thông tin mới (những thông tin tạm thời) cung cấp đến bộ vi xử lý KAM vẫn duy trì bộ nhớ cho dù động cơ ngưng hoạt động hoặc tắt công tắc máy Tuy nhiên, nếu tháo nguồn cung cấp từ acquy đến máy tính thì bộ nhớ KAM sẽ bị mất

b) Bộ vi xử lý (Microprocessor)

Bộ vi xử lý có chức năng tính toán và ra quyết định Nó là “bộ não” của ECM

Hình 3.1 Sơ đồ khối của các hệ thống trong ECM với bộ vi xử lý

c) Đường truyền – BUS: Dùng để chuyển các lệnh và số liệu trong ECM

Ở những thế hệ đầu tiên, máy tính điều khiển động cơ dùng loại 4, 8, hoặc 16 bit phổ biến nhất là loại 4 và 8 bit Máy tính 4 bit chứa rất nhiều lệnh vì nó thực hiện các lệnh logic tốt hơn Tuy nhiên, máy tính 8 bit làm việc tốt hơn với các phép đại số,

và chính xác hơn 16 lần so với loại 4 bit Vì vậy, hiện nay để điều khiển các hệ thống khác nhau trên ôtô với tốc độ thực hiện nhanh và chính xác cao, người ta sử dụng máy tính 8 bit, 16 bit hoặc 32 bit

Trang 26

3.1.2 Cấu trúc bộ điều khiển điện tử

Hình 3.2 Cấu trúc bộ điều khiển điện tử

Bộ phận chủ yếu của nó là bộ vi xử lý (Microprocessor) hay còn gọi là CPU (Control Processing Unit), CPU lựa chọn các lệnh và xử lý số liệu từ bộ nhớ ROM

và RAM, chứa các chương trình và dữ liệu đã xử lý đến các cơ cấu thực hiện

Sơ đồ cấu trúc của CPU trên hình 3 Nó bao gồm cơ cấu đại số logic để tính toán dữ liệu, các bộ ghi nhận lưu trữ tạm thời dữ liệu và bộ điều khiển các chức năng khác nhau Ở các CPU thế hệ mới, người ta thường chế tạo CPU, ROM, RAM trong một

IC, gọi là bộ vi điều khiển (Microcontroller)

Hình 3.3 Cấu trúc CPU

Trang 27

Bộ điều khiển ECM hoạt động trên cơ sở tín hiệu số nhị phân với điện áp cao biểu hiện cho số 1, điện áp thấp biểu hiện cho số 0

Mỗi một số hạng 0 hoặc 1 gọi là bit Mỗi dãy 8 bit sẽ tương đương 1 byte hoặc

1 từ (Word) Byte này được dùng để biểu hiện cho một lệnh hoặc 1 mẫu thông tin

Hình 3.4 Chuỗi tín hiệu nhị phân

3.1.3 Mạch giao tiếp vào/ra (I/O)

a) Bộ chuyển đổi A/D (Analog to Digital Converter)

Dùng để chuyển các tín hiệu tương tự từ đầu vào, với sự thay đổi điện áp trên các cảm biến nhiệt độ, cảm biến bướm ga, …thành các tín hiệu số để bộ vi xử lý hiểu được

Hình 3.5 Mạch điện của bộ chuyển đổi A/D

b) Bộ đếm (Counter)

Dùng để đếm xung, ví dụ như từ cảm biến vị trí piston rồi gửi lượng đếm về bộ

vi xử lý

Trang 28

Hình 3.6 Mạch điện của bộ đếm

c) Bộ nhớ trung gian (Buffer)

Chuyển tín hiệu xoay chiều thành tín hiệu sóng vuông dạng số, nó không giữ lượng đếm như trong bộ đếm Bộ phận chính là một transistor sẽ đóng mở theo cực tính của tín hiệu xoay chiều

Hình 3.7 Mạch điện của bộ nhớ trung gian

d) Bộ khuếch đại (Amplifier)

Một số cảm biến có tín hiệu rất nhỏ nên trong ECM có thêm bộ khuếch đại tín hiệu

Hình 3.8 Mạch điện của bộ khuếch đại

Trang 29

Hình 3.10 Mạch điện giao tiếp ngõ ra

Trang 30

Bảng 3.1 Sơ đồ chân giắc

3.2 Chức năng của ECM

Chức nắng điều khiển lượng phun quyết định bao nhiêu nhiên liệu sẽ được phun vào trong xylanh, điều đó được xác định bằng:

a) Tín hiệu phun cơ bản, nó lần lượt được xác định bằng tín hiệu tốc độ động cơ

và tín hiệu lượng khí nạp

Trang 31

b) Các tín hiệu hiệu chỉnh lượng phun Ngoài ra còn có một mạch khuếch đại để kích hoạt các vòi phun

3.2.2 Điều khiển thời điểm phun

Việc phun nhiên liệu vào trong từng xylanh diễn ra 2 lần trong mỗi một chu kỳ của động cơ Do đó, mỗi vòng quay của trục khuỷu có 1 lần phun

Việc phun nhiên liệu được sắp xếp để diễn ra cùng với việc đánh lửa Ở động

cơ 4 xylanh, có 1 lần phun diễn ra trong mỗi 2 lần đánh lửa và 1 lần phun cho mỗi 3 lần đánh lửa ở động cơ 6 xylanh

Tín hiệu đánh lửa sơ cấp (IG) cũng được sử dụng để xác định thời điểm phun ECM sẽ nhận biết tín hiệu đánh lửa sơ cấp (IG) và biến đổi nó thành một xung Ở động cơ 4 xylanh, có một tín hiệu phun cho mỗi 2 lần tín hiệu đánh lửa Ở động cơ 6 xylanh, có một tín hiệu phun cho mỗi 3 lần tín hiệu đánh lửa

Hình 3.11 Tín hiệu đánh lửa sơ cấp IG

Trang 32

3.2.3 Điều khiển lượng phun

ECM tạo ra một tín hiệu tốc độ động cơ (vòng/phút) bằng tín hiệu sơ cấp (IG)

từ cực sơ cấp của cuộn dây đánh lửa Tùy theo tín hiệu này và các tín hiệu từ cảm biến lưu lượng khí nạp (tín hiệu lượng khí nạp), ECM sẽ tạo ra tín hiệu phun cơ bản Sau đó, bằng các mạch hiệu chỉnh phun khác nhau, nó hiệu chỉnh tín hiệu phun cơ bản phụ thuộc vào các tín hiệu từ từng cảm biến, do đó xác định lượng phun thực tế Tín hiệu phun này sau đó được khuếch đại để kích hoạt các vòi phun

Hình 3.12 Sơ đồ ECM nhận tín hiệu để điều chỉnh lượng phun

Trang 33

3.3 Ý nghĩa các chân giắc

Chân

Số Chức Năng

Được Kết Nối Tới Điều kiện

Điều Kiện Tiêu Chuẩn

Idle 68V (duty 48-52%)

2 Điều khiển

cuộn đánh lửa

Cuộn đánh lửa (máy 2

và 3)

5 Điều khiển

cuộn đánh lửa

Cuộn đánh lửa (máy 1

và 4)

Khoá điện ON/ENG OFF < 0,5V

Trang 34

Khóa điện ON, nhả bàn

đạp phanh 0.2 ~ 0.8 V Khóa điện ON, đạp bàn

Trang 35

( đóng )

Idle

9~10V ( duty 60~70% )

31 Điều khiển

đèn báo MIL

Tới MIL ( bảng táp lô )

Khoá điện ON/ENG OFF < 1V Idle (DTC non-present) B+

Khoá điện ON/ENG OFF

42(2) Tín hiệu vào

cảm biến

Cảm biến MAF

Khoá điện ON/ENG OFF

Trang 36

Khoá điện ON/ENG OFF 0.4V

Khóa điện bật/ quạt làm mát không hoạt động B+

Khóa điện bật/ quạt làm

69 Điều khiển rờ

le A/C

Rờ le hở mạch A/C

70 Điều khiển rờ

le bơm

Bơm nhiên liệu

71 Diagnosis

K-line

Kết nối Data link

Khoá điện ON/ số khác B+

Trang 37

Khoá điện ON/ Bật đèn

Khoá điện ON/ Công tắc

Khoá điện ON/ENG OFF 5 V

Trang 38

Khi bật khoá điện ON, điện áp ắc quy được cấp đến cực 13 của ECM và mạch điều khiển trong ECM truyền một tín hiệu đến cực 14 để bật mở relay chính, làm cho tiếp điểm đóng lại Việc này cung cấp điện cho các cực 44 và 45 của ECM động cơ Điện áp của ắc quy luôn luôn cung cấp cho cực 12 của ECM động cơ để tránh cho các mã chẩn đoán và các dữ liệu khác trong bộ nhớ của nó không bị xóa khi tắt khoá điện OFF

3.5 Các tín hiệu đầu vào của ECM

3.5.1 Danh sách các tín hiệu đầu vào

Bảng 3.3 Các tín hiệu đầu vào

3.5.2 Cảm Biến Áp Suất

Cảm biến bao gồm một tấm silicon nhỏ ( hay gọi là màng ngăn ) dày hơn ở hai mép ngoài ( khoảng 0,25 mm ) và mỏng hơn ở giữa ( khoảng 0,025 mm ) Hai mép được làm kín cùng với mặt trong của tấm silicon tạo thành buồng chân không trong cảm biến Mặt ngoài tấm silicon tiếp xúc với áp suất đường ống nạp, mặt trong tiếp

Trang 39

xúc với độ chân không trong buồng chân không Áp suất đường ống nạp thay đổi làm hình dang của chip silicon thay đổi, và giá trị điện trở của nó cũng dao động theo mức

độ biến dạng ECM sử dụng tín hiệu cảm biến áp suất đường ống nạp để xác định tải trọng của động cơ qua đó:

 Điều khiển kim phun

 Kết hợp với cảm biến nhiệt độ khí nạp để xác định lưu lượng khí nạp

Hình 3.14 Vị trí cảm biến áp suất MAP trên động cơ

Hình 3.15 Sơ đồ cảm biến áp suất MAP

Trang 40

3.5.3 Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga

Cảm biến này lắp trên cổ họng gió nạp của động cơ, nó dùng phát hiện góc mở của bướm ga (cánh van cắt cửa nạp) và gửi tín hiệu về ECM bằng tín hiệu điện áp Cảm biến này sử dụng loại điện áp không đổi 5V ( điện áp VC ) ở chân số 32 bên trong bộ vi xử lý ECM động cơ Điện áp không đổi này làm nguồn điện cho cảm biến Sau đó thay đổi góc mở bướm ga hoặc áp suất đường ống nạp, tín hiệu điện áp

Định dạng
Số trang	118
Dung lượng	5,19 MB