ĐỒ ÁN SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ECU TRÊN Ô TÔ

Trên ô tô ngoài các hệ thống khởi động, hệ thống cung cấp điện, hệ thống làm mát, hệ thống truyền lực,…….. thì hệ thống đánh lửa không thể thiếu với động cơ xăng. Hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ là tạo ra tia lửa đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt của động cơ. Nó phải tạo ra sự đánh lửa chính xác trong hàng nghìn lầnphút trên mỗi xilanh của động cơ. Nếu sự đánh lửa bị ngưng trễ trong khoảng 1 giây, động cơ sẽ hoạt động yếu đi và thậm chí ngừng hoạt động. Qua đó ta có thể thấy tầm quan trọng của hệ thống đánh lửa trong cơ cấu vận hành của động cơ. Ngày nay các hệ thống đánh lửa tiên tiến được đưa vào thực tế phục vụ cho nhu cầu nâng cao công suất của động cơ và giảm lượng khí thải độc hại ra ngoài môi trường. Hiện nay có nhiều loại hệ thống đánh lửa khác nhau như: hệ thống đánh lửa điều khiển bằng vít, hệ thống đánh lửa kiểu bán dẫn, hệ đánh lửa kiểu bán dẫn có ESA( Đánh lửa sớm bằng điện tử ECU ), hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS). Các hệ thống đánh lửa này tuy có khác nhau về công nghệ nhưng về nguyên lý làm việc thì không có gì là khác nhiều. Chúng đều dựa trên nguyên lý đánh lửa cơ bản mà phát triển.

ĐỒ ÁN SỬA CHỮA MÁY

ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH LỖI VÀ CÁCH SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN Ô TÔ

Hiện nay có nhiều loại hệ thống đánh lửa khác nhau như: hệ thống đánh lửa điều khiển bằng vít, hệ thống đánh lửa kiểu bán dẫn, hệ đánh lửa kiểu bán dẫn có ESA( Đánh lửa sớm bằng điện tử ECU ), hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) Các hệ thống đánh lửa này tuy có khác nhau về công nghệ nhưng về nguyên lý làm việc

+ Sơ đồ:

+ Nguyên lý hoạt động:

Khi ta đưa chìa khóa vào ổ điện và xoay chìa đến chức năng vận hành, tức là ta đã gửi một dòng điện từ ắc quy thông qua 1 dây điện đến trực tiếp cực dương của mobin Bên trong mobin là các cuộn dây đồng quấn xung quanh 1 chiếc lõi kim loại, dòng điện sẽ đi qua đó trước khi đến cực âm của lõi Từ đó, dây sẽ chuyền 1 dòng điện qua bộ chia điện và nối với công tắc bật tắt, ta gọi là

má vít Khi má vít đóng, dòng điện đi trực tiếp xuống nguồn mát Khi dòng điện được chuyền từ công tắc điện, thông qua các cuộn dây trong lõi, sau đó

xuống nguồn mát, nó tạo ra 1 từ trường lớn bên trong lõi mobin Mỗi khi má vít đóng, dòng điện bị ngắt khỏi mobin, do đó không tạo ra từ trường và đẩy dòng điện cao áp đến tụ điện thứ cấp Dòng điện đi đến đỉnh của mobin thông qua bộ dây cao áp Dây mobin đi từ lõi đến trực tiếp tâm điểm của nắp chia điện Bên dưới nắp chia điện là 1 con quay được gắn trên đỉnh trục quay Trên đỉnh con quay có một miếng kim loại dùng để tiếp xúc với cực trung tâm của nắp chia điện Nó nhận dòng điện cao áp từ dây tụ điện và đưa đến cuối con quay, nơi mà con quay sữ quay rất nhanh theo từng cực phóng lửa bên trong nắp chia điện Khi con quaydi chuyển trên trục, nó sẽ gửi điện đến đúng tại đỉnh điểm, đi qua lõi bugi cho đến khe bugi Nó nhanh chóng lọt qua khe đánh lửa của bugi, tạo ra một tia lửa điện phù hợp để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu trong xilanh

+ Những hư hỏng cơ bản trên các hệ thống đánh lửa là:

- Mất điện mạch sơ cấp

- Mất điện mạch thứ cấp

- Sai thời điểm đánh

+ Cơ sở để lựa chọn chi tiết để sửa chữa

Như em đã nêu trên thì hiện nay có nhiều loại hệ thống đánh lửa với công nghệ khác nhau Và phía trên em cũng có nêu sơ đồ và nguyên lý làm việc

Cơ lựa chọn hệ thống đánh lửa kiểu bán dẫn có ESA:

- Giúp động cơ gần đạt được đặc tính thời điểm đánh lửa lý tưởng

- Góc đánh lửa sớm được điều chỉnh tối ưu cho từng chế độ hoạt động của động cơ

- Góc ngậm điện luôn luôn được điều chỉnh theo tốc độ động cơ và hiệu điện thế acquy, đảm bảo hiệu điện thế thứ cấp có giá trị cao ở mọi thời điểm

- Động cơ khởi động dễ dàng, cầm chừng êm dịu, tiết kiệm nhiên liệu và giảm độc hại khí thải

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

- Có khả năng điều khiển chống kích nổ cho động cơ

- Đặc biệt, được sử dụng rộng rãi trên các xe hiện nay, nên đây là một mỏ tài nguyên để cho ngành sửa chữa và bảo trì khai thác

II SỬA CHỮA CHI TIẾT

2.1 Những vấn đề liên quan đến chi tiết cần sửa chữa

- Đặc điểm cấu trúc và điều kiện làm việc

+ Đặc điểm cấu trúc:

+ Điều kiện làm việc:

Hệ thống ESA là một hệ thống dùng ECU động cơ để xác định thời điểm đánh lửa dựa vào các tín hiệu từ cảm biến khác nhau Số tín hiệu vào càng nhiều thì việc xác định góc đánh lửa sớm tối ưu càng chính xác Sơ đồ hệ

biến nhiệt độ khí nạp, cảm biến tốc độ xe, cảm biến oxy Sau khi nhận tín hiệu

từ các cảm biến, ECU động cơ tính toán thời điểm đánh lửa tối ưu được lưu trong bộ nhớ để phù hợp với từng chế độ hoạt động của động cơ, sau đó gửi tín hiệu đánh lửa thích hợp đến IC đánh lửa

Trong khi đánh lửa, nguồn điện phóng ra có thể từ 15kv → 40kv Bugi đánh lửa phải hoạt động trong môi trường nhiệt độ cao khoảng vài trăm độ C Trong các tín hiệu ngõ vào, tín hiệu tốc độ động cơ, vị trí piston và tín hiệu tải

là các tín hiệu quan trọng nhất Để xác định tốc độ động cơ, người ta có thế đặt cảm biến trên một vành răng ở đầu cốt máy, bánh đà, đầu cốt cam hoặc delco

Để xác định tải của động cơ, ECU dựa vào tín hiệu áp suất trên đường ống nạp hoặc tín hiệu lượng khí nạp hoặc tín hiệu lượng khí nạp Do sự thay đổi về áp suất trên đường ống nạp khi thay đổi tải, tín hiệu điện áp gửi về ECU sẽ thay đổi và ECU nhận tín hiệu này để xử lý và quy ra mức tải tương ứng để xác định góc đánh lửa sớm

Đối với hệ thống đánh lửa sớm theo tốc độ và theo tải có bản đồ góc đánh lửa sớm lý tưởng, với khoảng 1000 đến 4000 điểm đánh lửa sớm được chọn lựa đưa vào bộ nhớ

Bản đồ góc đánh lứa sớm

lý tưởng

- Bản vẽ mạch điện chi tiết

+ Mô tả hoạt động của hệ thống ESA:

ECU động cơ xác định thời điểm đánh lửa dựa vào tín hiệu góc quay trục khuỷu (G), tín hiệu tốc độ động cơ (NE) và các tín hiệu từ cảm biến khác Khi xác định được thời điểm đánh lửa, ECU động cơ gửi tín hiệu IGT đến IC đánh lửa Trong khi tín hiệu IGT được chuyển đến để bật IC đánh lửa, dòng điện sơ cấp chạy vào cuộn đánh lửa này Trong khi tín hiệu IGT tắt đi, dòng điện sơ cấp và từ thông giảm đột ngột Trên cuộn thứ cấp của bobbin sẽ sinh ra một hiệu điện thế vào khoảng từ 15KV → 40KV Đồng thời, tín hiệu IGF được gửi đến ECU động cơ

- Những yêu cầu kỹ thuật:

 Góc đánh lửa phải chính xác và tối ưu nhất

 Các cảm biến phải có độ chính xác và độ tin cậy cao Đòi hỏi phải hoạt động tốt trong điều kiện phức tạp nhất của động cơ

 Các dậy cao áp phải đảm bảo tiêu chuẩn của hệ thống đánh lửa

 Điện áp phóng ra phải đạt khoảng từ 15kv → 40kv

 Bugi có độ tin cậy cao và bền bỉ khi làm việc trong môi trường nhiệt

độ cao

 Acquy và bobin hoạt động tốt và cung cấp đủ, đều điện áp cho mạch

- Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:

 Tính kinh tế: đảm bảo lượng tiêu hao nguyên vật liệu là ít nhất, khối lượng gia công và lắp ráp là thấp nhất, giá thành là thấp nhất

trong điều kiện quy mô nhất định

 Tính thẩm mỹ trong chi tiết: gọn gàng, dễ tháo lắp sửa chữa và có

cách bố trí phù hợp

 Quy trình sản xuất phải tiến hành theo từng bước, từng công đoạn

và phải sản xuất theo dây chuyền

- Quy trình tháo lắp:

Trước khi tháo chúng ta cần làm sạch chi tiết bằng cách: lau chùi, rửa, xịt áp lực…

+ Quy trình tháo chi tiết:

 Phải dùng đúng dụng cụ đồ nghề, đúng loại cle, tua vít để tháo bulong, đai ốc hoặc ốc vít

 Phải tháo các bulong, đai ốc hoặc ốc vít từ từ theo một thứ tự nhất định và theo nguyên tắc đối xứng từ trong ra ngoài

 Phải tránh làm biến dạng các chi tiết, không dùng búa sắt gõ trực tiếp vào chi tiết mà phải đệm gỗ hoặc dùng búa gỗ, búa nhôm hoặc búa đồng

 Phải giữ gìn các chi tiết máy hay cụm chi tiết dễ bị hư hỏng, phải tháo từ từ và có dụng cụ chuyên dụng

 Phải sắp xếp gọn gàng, thứ tự các chi tiết đã tháo, đặc biệt là các chi tiết như bobin, mạch điện…

 Phải đảm bảo an toàn lao động và kỹ thuật tháo lắp

+ Quy trình lắp các chi tiết:

 Làm sạch bề mặt của các chi tiết trước khi lắp, tra dầu bôi trơn vào các chi tiết có chuyển động

 Cần sơn một lớp cách điện cho các chi tiết dẫn điện

 Phải lắp các chi tiết đúng dấu, đúng vị trí quy định và điều chỉnh khe hở cho phù hợp

 Lắp theo nguyên tắc chi tiết nào tháo trước thì lắp sau và ngược lại

 Phải xiết chặt ốc từ từ, đúng thứ tự và đúng lực quy định, tuân theo nguyên tắc lắp đối xứng từ trong ra ngoài

 Phải dùng đúng dụng cụ, đồ nghề khi lắp cũng như khi tháo

 Tác hại gây ra:

Muội than bám vào các điện cực sẽ làm yếu tia lửa điện thậm chí làm mất tia lửa điện giữa các điện cực của bugi

 Kiểm tra hư hỏng:

Ta có thể quan sát bằng mắt thường nếu xe có hiện tượng khói thải có màu đen và có mùi khét thì chính xác động cơ dư xăng hoặc xéc măng dầu bị

hở Để chắc chắn hơn, ta có thế tháo bugi ra và quan sát nếu có hiện tượng như trên ảnh thì đúng là bugi bị bám muội than

 Sửa chữa:

Nếu phát hiện sớm và bugi bám muội còn ít thì ta có thể lau rửa bằng xăng cho hết bụi bẩn Thay đổi chế độ nhiên liệu phù hợp hoặc thay xéc măng dầu (nếu hỏng) rồi lắp bugi lại và kiểm tra

Trường hợp nặng thì chúng ta nên thay mới và cũng sửa chữa những

hư hỏng của động cơ như trên

 Bugi bị chảy các cực:

 Nguyên nhân hư hỏng:

Do bugi bị tự động đánh lửa gây nên quá nhiệt nên bugi có khoảng nhiệt không phù hợp sẽ bị chảy các cực

Hoặc do chất cháy đóng cặn bám vào các cực bugi làm cho các cực thoát nhiệt kém và đến một mức nào đó thì bị chảy

Cũng có khả năng do chất lượng nhiên liệu kém hoặc bobin bị hỏng

 Tác hại gây ra:

Tình trạng này gây nên mất khả năng đánh lửa của bugi và làm giảm công suất động cơ, có khả năng làm hỏng động cơ

 Kiểm tra hư hỏng:

Chúng ta có thế kiểm tra bằng việc nghe tiếng nổ của động cơ: nếu tiếng nổ động cơ không dòn đều mà có khoảng thời gian phát tiếng nổ khác nhau thì chính xác có 1 hoặc một số bugi bị hỏng

Chúng ta có thể tháo bugi ra kiểm tra nếu có những hiện tượng nêu trên thì cần phải sửa chữa ngay

 Sửa chữa:

Trong trường hợp này chúng ta cần phải thay thế bugi mới

Trước khi lắp bugi mới vào chúng ta cần kiểm tra bobin, chất lượng nhiên liệu, tỉ lệ nhiên liệu

 Bugi có khoảng cách đánh lửa lớn và các cực bị mòn

 Nguyên nhân hư hỏng:

Thời gian sử dụng bugi qua dài mà không thay thế Hoặc do chất phụ gia có trong xăng và dầu bôi trơn gây nên

 Tác hại gây ra:

Làm tăng khe hở giữa các cực dẫn đến việc đánh lửa kém sẽ làm giảm công suất động cơ

Làm cho việc đánh lửa bị chập chờn, khi tăng tốc sẽ khó khăn và gây mất an toàn cho người sử dụng

 Kiểm tra hư hỏng:

Tháo bugi và ngâm đầu bugi trong xăng rồi rửa sạch, thổi khô Sau đó chúng ta đo khoảng cách giữa hai cực Nếu khoảng cách từ 0.6÷0.7 mm thì bugi vẫn bình thường Nếu khoảng cách đo được lớn hơn 0.7mm thì chúng ta

 Cuộn dây đánh lửa (bobin)

 Các hư hỏng thường gặp:

Cháy điện trở phụ, hư hỏng cách điện của cuộn sơ cấp và thứ cấp Điện trở phụ thường bị cháy khi điện áp quá cao hoặc khi bị chạm mát dây dẫn từ cọc BK đến máy khởi động điện Dấu hiệu của sự cháy điện trở phụ

là động cơ ngừng hoạt động ngay khi tắt máy khởi động Có thể kiểm tra điện trở phụ bằng cách đo điện trở của nó

 Nguyên nhân hư hỏng:

Đấu nhầm cọc BK và BK-b sẽ vô tình loại điện trở phụ ra và làm cho dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp tăng lên khoảng 2 lần, làm nóng và cháy cuộn dây

Bật khóa điện lâu dài khi động cơ ngừng hoạt động mà tiếp điểm bộ phận ngắt ở trạng thái đóng Khi đó dòng sơ cấp sẽ tăng khoảng 1.5 ÷ 3 lần cũng làm cháy cuộn dây

Trong trường hợp ắc quy bị yếu, để dễ dàng khởi động người lái xe thường nối tắt cọc BK với BK-b, khi động cơ làm việc nếu quên không ngắt dây nối tắt thì động cơ sẽ làm việc lâu dài với dòng sơ cấp tăng 2 lần do đó làm cháy cuộn dây

 Tác hại gây ra:

Khi cuộn sơ cấp bị hư hỏng sẽ làm tăng dòng điện đi qua tiếp điểm do

đó phát sinh nhiều tia lửa điện, gây cháy rỗ tiếp điểm, nhất là khi động cơ làm việc ở vòng quay thấp

 Kiểm tra hư hỏng:

Ở trên ôtô có thế kiểm tra cuộn dây đánh lửa bằng cách rút đầu dây cao áp ra khỏi cực giữa của bộ chia điện, tháo dây nối với bộ ngắt điện ra và nối với 1 tụ điện, một đầu dây quẹt vào mát Nếu cuộn dây còn tốt thì tia lửa điện phải được duy trì khi khoảng cách giữa đầu dây cao áp và mát ≥ 5mm Nếu không có tia lửa hoặc tia lửa yếu thì cuộn dây bị hỏng

Trong sửa chữa, cuộn dây đánh lửa được kiểm tra trên bàn KI-968 cùng với bộ ngắt và tụ điện chuẩn Đặt khoảng cách phóng điện 7mm, cho máy chạy với số vòng quay 600-700 vòng/phút Nếu cuộn dây còn tốt thì tia lửa

điện phải ổn định

 Sửa chữa hư hỏng:

Cuộn dây bị hư hỏng sẽ phải thay thế bằng cuộn dây mới

 Sửa chữa bộ chia điện (delco)

 Nguyên nhân hư hỏng:

Mòn do thời gian sử dụng dài mà không bảo trì, do va đập khiến nứt

vỡ delco

Lò xo ở bộ điều chỉnh đánh lửa sớm ly tâm yếu, rotor tín hiệu mòn làm đánh lửa chập chờn, sai thời điểm đánh lửa

 Tác hại gây ra:

Nứt, vỡ nắp delco có thể làm rò rỉ điện áp dẫn đến đánh lửa yếu

Khe hở giữa các má không chuẩn dẫn đến đánh lửa sai thời điểm làm giảm công suất động cơ, thậm chí có thể gây hỏng động cơ

 Kiểm tra hư hỏng:

Sau khi kiểm tra sơ bộ bằng mắt thường, có thể kiểm tra bộ chia điện trên bàn KI-968 cùng với bobin mẫu

Kiểm tra khe hở bằng thước lá, nếu không đúng tiêu chuẩn 0.45mm) thì điều chỉnh lại bằng cách nới lỏng vít hãm rồi xoay cam lệch tâm

(0.4-để điều chỉnh khe hở, sau đó vặn chặt vít hãm lại

Giá trị của điện áp đánh lửa phụ thuộc vào góc trong trạng thái đóng của tiếp điểm Việc kiểm tra được tiến hành trên thiết bị điện E 211 của Liên

Xô hoặc của Đức chế tạo Nối dây với các đầu dây của bobin Khi động cơ chạy, thiết bị cho thấy giá trị của góc (%) này tương ứng với số xilanh

α (độ) = ố Kiểm tra lò xo, nếu lực của lò xo ≤ 7N thì cần phải thay thế

Kiểm tra tụ điện bằng đèn neon và một điện trở phụ vào nguồn điện một chiều 300-500V Nếu đèn lóe sáng thưa thớt thì tụ điện còn tốt, lóe càng dày thì chất lượng cách điện càng kém Đèn sáng yêu liên tục chứng tỏ dòng điện rò rỉ, đèn sáng hoàn toàn chứng tỏ tụ bị thủng

 Sửa chữa hư hỏng:

-Lò xo yếu thì phải thay thế

-Quả văng bị kẹt có thể rửa rồi bôi trơn

-Tụ điện bị hỏng thì chúng ta cũng thay thế bằng tụ điện mới

-Tiếp điểm bị bẩn, mòn, cháy rỗ thì dùng dũa mịn đánh sạch Yêu cầu

-Để điều chỉnh góc α ta tháo bộ chia điện và rút rotor ra Nới lỏng ốc kẹp giá bắt má vít Quay chậm động cơ, điều chỉnh khe hở để đạt được gia trị quy định

 Đánh lửa không đúng thời điểm

kích nổ khi ga lớn, chế độ không tải nổ không ổn định, xe chạy hao xăng, máy mau nóng, lâu lâu có hiện tượng như nổ ngược Đó chính là dấu hiệu cho thấy

bộ phận đánh lửa không đúng thời điểm ( đánh lửa quá sớm ) làm pistong chưa lên đến đỉnh đã bị sinh công và bị đẩy xuống gây kích nổ, đông cơ mau bị nóng, xăng chưa kịp cháy hết vì bị sót và bị thải ra ngoài gây hao xăng Nguyên nhân của tình trạng trên do đặt delco sai, khe hở má vít quá lớn Động

cơ cần được đặt lại lửa và điều chỉnh khe hở má vít

quá muộn so với thời điểm động cơ cần, thường thì sẽ gây các hiện tượng như nhiệt độ động cơ tăng cao, có tiếng nổ trong ống xả do xăng không được đốt hết và tiếp tục cháy khi ra đường xả, gây tiêu hao nhiên liệu, động cơ bị ngộp xăng do không được đốt cháy kịp thời làm xe không tăng tốc được Ngoài ra động cơ còn khó khởi động Nguyên nhân của tình trạng này do đặt lửa sai, khe

hở má vít quá nhỏ Động cơ cần được đặt lại lửa và điều chỉnh khe hở má vít

 Kiểm tra thời điểm đánh lửa:

Thời điểm đánh lửa rất quan trọng trong việc đảm bảo cho động cơ phát huy hết công suất với chi phí nhiên liệu nhỏ nhất Hơn nữa, nếu thời điểm đánh lửa không chính xác động cơ sẽ bị quá nóng và piston có thể bị kẹt

Kiểm tra thời điểm đánh lửa bằng đèn đếm xung:

Đèn được nối vào đầu ra của bobin hoặc bộ chia điện và mát

Công việc kiểm tra tiến hành khi động cơ dừng và xilanh số 1 ở kì nén Quay trục cơ bằng tay theo hướng thuận Đèn kiểm tra sẽ sáng lên khi các tiếp điểm mở ra (điểm đánh lửa) Nếu đèn sáng trước thời điểm đánh lửa dựa vào dấu trên bánh đà và dấu cố định trên bloc động cơ thì thời điểm đánh lửa quá sớm và ngược lại

Để điều chỉnh lại thời điểm đánh lửa cần quay quay trục cơ để đánh dấu đánh lửa trên bánh đà trùng với dấu cố định trên bloc động cơ Sau đó xoay nhẹ chia điện theo hướng ngược với hướng quay của roto tới khi tiếp điểm mở ra và đèn sáng Giữ nguyên tại vị trí này và định vị bộ phân phối điện

Tuy nhiên, khi chúng ta xiết ốc chặt sẽ gây ra sai lệch Vậy nên, ta cần kiểm tra lại một lần nữa bằng cách quay ngược trục cơ một chút Sau đó làm lại những thủ tục như trên nếu cần thiết

 Chúng ta cũng có thể kiểm tra thời điểm đánh lửa và góc đánh lửa bằng máy tính thông qua các cảm biến báo về cho ECU của động cơ Và từ đó

có những kế hoạch và phương pháp sử chữa cho phù hợp Đây cũng là cách kiểm tra nhanh nhất và chính xác nhất để biết về thời điểm đánh lửa, giúp tăng

năng suất công việc và rút ngăn thời gian sửa chữa cho khách hàng