Báo cá thí nghiệm camrm biến Kĩ thuật đo, Bách khoa đà nẵng 2018

MỤC LỤC BÀI 1: CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ NƯỚC LÀM MÁT (ECT) 2 1.1. Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ 3 1.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc và sơ đồ điện 3 1.3. Lập quy trình thực hành 4 1.4. Bảng kết qủa đo 5 1.5. Đồ thị và nhận xét 6 BÀI 2 : CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ KHÍ NẠP ( IAT) 7 2.1. Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ 7 2.2. Cấu tạo ,nguyên lý làm việc và sơ đồ điện 7 2.3. Lập quy trình đo 8 2.4. Đồ thị và nhận xét 9 BÀI 3: CẢM BIẾN ĐO BƯỚM GA 10 3.1. Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ 10 3.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc và sơ đồ điện 11 3.3. Lập quy trình thực hành 11 3.4. Đồ thị và nhận xét 12 BÀI 4: ĐO CẢM BIẾN ÁP SUẤT KHÍ NẠP 13 4.1. Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ 13 4.1.2. Vị trí lắp đặt trong động cơ 13 Cảm biến áp suất đường ống nạp thường được gắn tại đường khí nạp ở cổ hút. 13 4.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc và sơ đồ điện 14 4.3. Lập quy trình thực hành 15 4.4. Đồ thị và nhận xét 16 BÀI 5: BỘ CẢM BIẾN ĐIỆN TỪ 18 5.1. Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ 18 5.2. Nguyên lý làm việc, cấu tạo và sơ đồ tín hiệu 18 5.3. Lập quy trình thực hành 20 5.4. Nhận xét 21 BÀI 6: ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỪ ECU 22 6.1. Đo IGT: Tín hiệu đánh lửa 22 6.2. Đo IGF: Tín hiệu phun xăng 23 6.3. Phun xăng 24 BÀI 1: CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ NƯỚC LÀM MÁT (ECT) Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ Vai trò, công dụng: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có nhiệm vụ đo nhiệt độ của nước làm mát động cơ và truyền tín hiệu đến bộ xử lý trung tâm để tính toán thời gián phun nhiên liệu, góc đánh lửa sớm , tốc độ chạy không tải, ở một số dòng xe tín hiệu này còn được dùng để điều khiển hệ thống kiểm soát khí xả , chạy quạt làm mát động cơ . Nếu thiếu đi cảm biến này, xe sẽ khó khởi động 1.1.2. Vị trí lắp đặt: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát được gắn ở thân động cơ và tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát. Cấu tạo, nguyên lý làm việc và sơ đồ điện Cấu tạo Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có cấu tạo dạng trụ rỗng có ren ngoài , bên trong có lắp một điện trở bán dẫn có hệ số nhiệt điện trở âm. Hình 1.1: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước Nguyên lý làm việc Điện trở nhiệt là một phần tử cảm nhận thay đổi điện trở theo nhiệt độ. Nó được làm bằng vật liệu bán dẫn nên có hệ số nhiệt điện trở âm. Khi nhiệt độ tăng điện trở giảm và ngược lại, khi nhiệt độ giảm thì điện trở tăng. Các loại cảm biến nhiệt độ hoạt động cùng nguyên lý nhưng mức hoạt động và sự thay đổi điện trở theo nhiệt độ có khác nhau. Sự thay đổi giá trị điện trở sẽ làm thay đổi giá trị điện áp được gửi đến ECU động cơ trên nền tảng cầu phân áp. Điện áp 5V qua điện trở chuẩn (điện trở này có giá trị không đổi theo nhiệt độ) đến cảm biến rồi trở về ECU . Như vậy điện trở chuẩn và nhiệt điện trở trong cảm biến tạo thành một cầu phân áp. Điện áp điểm giữa cầu được đưa đến bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự số. Khi nhiệt độ động cơ thấp, giá trị điện trở cảm biến cao và điện áp gửi đến bộ biến đổi tín hiệu tương tự số lớn. Tín hiệu điện áp được chuyển đổi thành một dãy xung vuông và được giải mã nhờ bộ vi xử lý để thông báo cho ECU động cơ biết động cơ đang lạnh. Khi động cơ nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm kéo theo điện áp đặt giảm, báo cho ECU động cơ biết là động cơ đang nóng. Sơ đồ điện Hình 1.2: Sơ đồ điện Lập quy trình thực hành Dụng cụ đo Cảm biến nhiệt độ nước Nhiệt kế Đồng hồ đo vạn năng Van hằng nhiệt Chậu nước Giá đỡ nhiệt kế Dây dẫn, ổ cắm điện Tấm nhôm nhỏ có lỗ Quy trình thực hành. Bước 1 : Tháo cảm biển ra, dùng đồng hồ đo vạn năng rồi đặt thang đo điện trở cho phù hợp (thang đo điện trở hoặc thang đo điện áp), chuẩn bị chậu nước lạnh, bỏ van hằng nhiệt vào chậu nước . Bước 2 : Kẹp que đo của đồng hồ đo vạn năng vào hai đầu biến trở ,bỏ cảm biến trên lỗ nhỏ tấm nhôm, lúc này nước phải đủ ngập tấm nhôm, điều chỉnh nhiệt kế sao cho một đầu nhiệt kế phải ngập trong nước rồi cố định vào giá đỡ, sau đó đun nóng nước . Bước 3 : Quan sát rồi đọc số liệu , khi nhiệt độ thay đổi thì điện trở ( hoặc điện áp ) thay đổi tương ứng . Khi van hằng nhiệt mở ra thì kết thúc việc đo, xác định nhiệt độ ứng với khi van hằng nhiệt mở . Bảng kết qủa đo Theo điện trở : đo từ cảm biến rời Kết quả thí nghiệm: Nhiệt Độ (°C) 30° 35° 40° 45° 50° 55° 60° 65° 70° Điện Trở ( kΩ ) 1.52 1.305 1.11 0.93 0.79 0.67 0.565 0.48 0.41 Nhiệt Độ (°C) 75° 80° 85° 90° 95° Điện Trở ( kΩ ) 0.35 0.3 0.262 0.23 0.205 Theo điện áp : Đo từ mô hình có ECU Nhiệt Độ ( °C ) 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 Điện Áp ( V ) 1.9 1.8 1.7 1.4 1.3 1.2 1.0 0.9 0.8 0.7 Nhiệt Độ ( °C ) 80 85 90 95 Điện Áp ( V ) 0.7 0.6 0.6 0.5   Đồ thị và nhận xét 1.5.1. Đồ thị Nhận xét : + Khi nhiệt độ của nước làm mát trong động cơ tăng thì điện trở và điện áp giảm . + Kết quả nhận được còn sai số, chưa chính xác do dụng cụ đo đã cũ, đọc kết quả đo còn chưa tốt dẫn đến sai số ngẫu nhiên. + Thấy được vai trò của cảm biến nhiệt độ nước làm đối với hệ thống làm việc của xe . BÀI 2 : CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ KHÍ NẠP ( IAT) Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ Vai trò, công dụng Cảm biến nhiệt độ khí nạp có nhiệm vụ theo dõi nhiệt độ của không khí đi vảo động cơ, ECU sử dụng thông tin này để ước tính mật độ không khí đi vào từ đó cân bằng lại hỗn hợp hòa khí . ECU thay đổi bằng cách thay đổi độ rộng xung mở kim phun hay thời gian mở của kim phun. Vị trí lắp đặt Cảm biến nhiệt độ khí nạp được lắp đặt trên bộ đo gió hoặc trên đường ống nạp của động cơ. Trên các động cơ sử dụng cảm biến lưu lượng khí nạp ( MAF ) để giám sát thể tích khí nạp thì cảm biến nhiệt độ khí nạp ( IAT) sẽ được tích hợp với cảm biến áp suất đường ống nạp ( MAP ) . Cấu tạo ,nguyên lý làm việc và sơ đồ điện Cấu tạo Cảm biến nhiệt độ khí nạp gồm một nhiệt điện trở âm lắp bên trong cảm biến, thân cảm biến, giắc cắm , chất cách điện . Hình 2.1: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp 2.2.2. Nguyên lý làm việc Tỷ trọng của không khí thay đổi theo nhiệt độ, nếu nhiệt độ không khí cao, hàm lương oxy trong không khí thấp . Khi nhiệt độ thấp thì hàm lượng oxy trong không khí cao . Vì vậy, khối lượng không khí sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ của khí nạp . ECU động cơ xem nhiệt độ 20°C là nhiệt độ chuẩn , nếu nhiệt độ khí nạp lớn hơn 20°C thì ECU động cơ sẽ điểu khiển giảm lượng xăng phun, nếu nhiệt độ khí nạp nhỏ hơn 20°C thì ECU động cơ sẽ điểu khiển tăng lượng xăng phun. Khi đó tỷ lệ hòa khí sẽ được đảm bảo theo nhiệt độ môi trường. Tương tự như cảm biến nhiệt độ nước làm mát , ECU sẽ cung cấp một điện áp chuẩn 5V tới cảm biến, sau đó đo điện áp gửi về từ cảm biến để tính ra nhiệt độ khí nạp . Thông thường, các cảm biến này là loại nhiệt điện trở âm , điện trở tăng khi nhiệt độ giảm và điện trở giảm khi nhiệt độ tăng . Điện trở của cảm biến thay đổi khiến dòng điện chuẩn do ECU cung cấp đi qua cảm biến sẽ thay đổi. Ngoài ra, cảm biến nhiệt độ khí nạp cũng được sử dụng trong hệ thống điều hòa tự động, cảm biến này được sử dụng để đo nhiệt độ bên trong và ngoài cabin , cảm biến nhiệt độ ngoài xe được lắp ngoài khoang động cơ để tránh bị ảnh hưởng bởi nhiệt từ động cơ. Sơ đồ điện Hình 2.2: Sơ đồ điện Lập quy trình đo Dụng cụ đo Cảm biến nhiệt độ khí nạp Máy sấy tóc Đường ống Nhiệt kế Ổ cắm điện Đồng hồ đo vạn năng Quy trình đo Bước 1: Lắp nhiệt kế vào đường ống nạp , chỉnh thang đo của đồng hồ đo van năng rồi kẹp que đo của đồng hồ vảo hai đầu biến trở . Cắm điện. Bước 2 : Bật máy sấy rồi quan sát để đọc kết quả đo, ứng với một giá trị nhiệt độ thì có một giá trị điện trở tương ứng Bảng kết qủa đo Nhiệt Độ ( °C ) 30° 35° 40° 45° 50° 55° 60° 65° 70° 75° 80° Điện Trở ( kΩ ) 1.525 1.260 1.12 1.01 0.945 0.878 0.81 0.650 0.56 0.52 0.48 Đồ thị và nhận xét Đồ thị Nhận xét Khi nhiệt độ khí nạp tăng lên thì điện trở trong cảm biến giảm dần . Kết quả đo còn chưa chính xác, còn hạn chế về các dụng cụ đo nên ảnh hưởng đến thông số kết quả . Nhận thấy được tầm quan trọng của cảm biến nhiệt độ khí nạp đối với quá trình phun nhiên liệu của động cơ.   BÀI 3: CẢM BIẾN ĐO BƯỚM GA Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ Vai trò, công dụng Nhiệm vụ xác định độ mở của họng ga và gửi thông tin về bộ xử lý trung tâm giúp điều chỉnh lượng phun nhiên liệu tối ưu theo độ mở của họng ga Hình 3.1: Bộ phận bướm ga Vị trí lắp đặt trên động cơ Thường được bố trí ở ngay đầu trục của họng ga Hình 3.2: Vị trí đặt bướm ga Cấu tạo, nguyên lý làm việc và sơ đồ điện Khi cánh bướm ga mở, con trượt trượt dọc theo điện trở và tạo ra điện áp tăng dần ở cực VTA tương ứng với góc mở cánh bướm ga. Khi cánh bướm ga đóng hoàn toàn, tiếp điểm cầm chừng nối cực IDL với cực E2. Tín hiệu sẽ được đưa đến những hộp điều khiển khác để thực hiện việc điều chỉnh lượng nhiên liệu cho động cơ. Hình 3.3: Sơ đồ điện của cảm biến bướm ga Lập quy trình thực hành Dụng cụ đo Đo trên mô hình thực tế , trên đó có: 1 đồng hồ đo có chức năng đo, 1 họng bướm ga….. Quy trình đo B1: Cắm đầu thu tín hiệu đen vào cổng E2 và đầu đỏ vào cổng VTA1 B2: Đặt cảm biến ở trạng thái đóng hoàn toàn. Ghi lại giá trị góc qua và giá trị điện áp tương ứng B3: Lần lượt xoay bướm ga tới các góc trên thang chia (090°). Ghi lại giá trị điện áp vào bảng . Bảng kết quả đo Thông số đo: % bướm ga (%) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 VTA 1.2 1.4 1.7 1.9 2.2 2.3 2.5 2.7 2.8 2.9 Chế độ không tải IDL= 0.5 Đồ thị và nhận xét Đồ thị 3.4.2. Nhận xét Do thiết bị đo đã quá cũ nên không tránh khỏi sai số Đường đặc tính là đường tuyến tính Khi đo mở bướm ga tăng thì cũng tăng điện áp Từ bài đo giúp sinh viên ngành động lực hiểu thêm được kiến thức trong ngành quan trọng để sau khi ra trường ứng dụng   BÀI 4: ĐO CẢM BIẾN ÁP SUẤT KHÍ NẠP Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ Vai trò, công dụng Cảm biến áp suất 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, áp suất chân không giảm. Ngược lại, khi tăng tốc hoặc tải nặng, áp suất chân không tăng lên. Khi xe không có cảm biến MAP, động cơ sẽ nổ không êm, công suất động cơ kém, tốn nhiên liệu và xe thải ra nhiều khói. Hình 4.1: Cảm biến áp suất khí nạp Vị trí lắp đặt trong động cơ Cảm biến áp suất đường ống nạp thường được gắn tại đường khí nạp ở cổ hút. Hình 4.2: Vị trí cảm biến áp suất đường ống nạp trên xe Honda Accord 1991 Cấu tạo, nguyên lý làm việc và sơ đồ điện Cấu tạo Cảm biến áp suất đường ống nạp được cấu tạo từ một buồng chân không có gắn một con chip silicon, lưới lọc, đường ống dẫn và giắc cắm. Hình 4.3: Cấu tạo cảm biến áp suất khí nạp Nguyên lý hoạt động Cảm biến áp suất đường ống nạp cảm nhận áp suất đường ống nạp bằng một IC lắp trong cảm biến và phát ra tín hiệu PIM. ECU động cơ quyết định khoản thời gian phun nhiên liệu cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản dựa vào tín hiệu PIM này. Một chip silicon gắn liền với buồng chân không được duy trì độ chân không chuẩn, tất cả được đặt trong bộ cảm biến. Một phía của chip tiếp xúc với áp suất đường ống nạp, phía khia tiếp xúc với độ chân không trong buồng chân không. Áp suất đường ống nạp thay đổi làm hình dạng của chip silicon thay đổi và giá trị điện trở của nó cũng dao động theo mức độ biến dạng. Sự dao động của giá trị điện trở này được chuyển hóa thành một tín hiệu điện áp nhờ IC lắp bên trong cảm biến và sau đó được gửi đến ECU động cơ ở cực PIM dùng làm tín hiệu áp suất đường ống nạp. Cực VC của ECU động cơ cấp nguồn không đổi 5V đến IC. Các thông số kĩ thuật Nguồn cấp không đổi cho cảm biến là 5V Áp suất trong buồng chân không gần như là tuyệt đối và nó không bị ảnh hưởng bởi sự dao động của khí quyển, khi độ cao thay đổi. Sơ đồ mạch điện Cảm biến áp suất đường ống nạp có 3 chân, 1 chân nhận nguồn 5V – VC, 1 chân mass E2 và 1 chân tín hiệu PIM. Lập quy trình thực hành Dụng cụ đo Chuẩn bị bơm áp suất Một đồng hồ đo chỉ số IPM, đo Vôn Mô hình để đo Quy trình đo Bước 1: Bật công tắc khởi động máy Tiến hành đo với chế độ không tải, áp suất bằng áp suất khí trời , với 3 mức tốc độ là thấp, vừa, nhanh. Tiến hành đo một đầu của đồng hồ đo gắn với cổng E đầu còn lại gắn với đuôi PIM. Tiến hành thay đổi tốc độ và đọc kết quả đo. Bước 2: Bật bơm áp suất lên và gắn vào đường ống nạp thế cho việc thay đổi áp suất. Thực hiện đo như chế độ không tải Một lần thay áp suất thay đổi tốc độ 3 cấp châm, vừa và nhanh. Bước 3: Ghi kết quả đo sau mỗi lần thay đổi tốc độ và thay đổi áp suất. Bảng kết quả đo Áp suất 0 200 300 400 500 600 Điện áp Lần 1 4 2.7 2.4 1,9 1.5 1.1 Lần 2 4 2.6 2.1 1.5 1.3 1 Lần 3 4 2.9 2.4 2 1.5 1.1 Trung bình 4 2.73 2.3 1.8 1.43 1.07 Đồ thị và nhận xét Đồ thị Nhận xét Kết quả thí nghiệm không được chính xác như thực tế. Các thiết bị cũ kĩ mô hình đã bị hư hỏng một số bộ phân trong quá trình thời gian sử dụng quá lâu. Thiết bị hiển thị kết quả không được chuẩn xác, có sai số. Khi thay đổi tốc độ không được chính xác do không có hiển thị tốc độ vòng, nên chỉ chỉnh tốc độ theo cảm tính nên sai số rất lớn.   BÀI 5: BỘ CẢM BIẾN ĐIỆN TỪ Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ Vai trò, công dụng Cảm biến trục khuỷu: Cảm biến loại này có công dụng báo cho ECU của xe biết chính xác vị trí của cốt máy ở những vị trí tương ứng với cuối kỳ nổ để ECU điều chỉnh các thời điểm phun nhiên liệu và đánh lửa thích hợp cho các xy lanh của động cơ. Cảm biến vị trí trục khuỷu là một trong những cảm biến quan trọng góp phần trong việc vận hành động cơ. Nếu thiếu cảm biến này, động cơ có thể không khởi động được, tốc độ cầm chừng không đều. Máy rung vì đánh lửa sai, hao xăng và tăng tốc không ổn định. Cảm biến trục cam: Trong các loại cảm biến trên ô tô thì cảm biến vị trí trục cam có chức năng xác định vị trí của trục cam và cung cấp thông tin cho bộ xử lý trung tâm để tính toán thời điểm phun nhiên liệu hợp lý nhất. Nếu thiếu đi cảm biến này thì sẽ khó khởi động xe, động cơ chết đột ngột, động cơ bỏ máy hoặc không đáp ứng tăng tốc, sáng đèn CHECK ENGINE. Vị trí lắm đặt trong động cơ Cảm biến vị trí trục khuỷu thường lắp ở vị trí gần puly trục khuỷu, phía trên bánh đà hoặc phía trên trục khuỷu. Cảm biến vị trí trục cam thường được gắn ở đỉnh xy lanh hoặc ở nắp hộp chứa trục cam. Nguyên lý làm việc, cấu tạo và sơ đồ tín hiệu Nguyên lý làm việc Cảm biến trục khuỷu Cảm biến vị trí trục khuỷu được cấu tạo từ một nam châm vĩnh cửu, vì thế luôn có một từ trường ổng định được sinh ra. Khi trục khuỷu quay, các chân thép được xoay trong từ trường. Điều này dẫn đến dao động trong từ trường. Và tạo ra một tín hiệu dòng xoay chiều (AC), mà bộ phận điều khiển động cơ (EMU) sử dụng để tính tốc độ quay. Dao động từ rất hữu ích trong việc xác định tốc độ và vị trí của trục cam. Cảm biến trục cam Trên trục cam đối diện với cảm biến vị trí trục cam là đĩa tín hiệu G có các răng. Số răng là 1, 3 hoặc một số khác tuỳ theo kiểu động cơ. Khi trục cam quay, khe hở không khí giữa các vấu nhô ra trên trục cam và cảm biến này sẽ thay đổi. Sự thay đổi khe hở tạo ra một điện áp trong cuộn nhận tín hiệu được gắn vào cảm biến này, sinh ra tín hiệu G. Tín hiệu G này được chuyển đi như một thông tin về góc chuẩn của trục khuỷu đến ECU động cơ, kết hợp nó với tín hiệu NE từ cảm biến vị trí của trục khuỷu để xác định TDC (điểm chết trên) kỳ nén của mỗi xi lanh để đánh lửa và phát hiện góc quay của trục khuỷu. ECU động cơ dùng thông tin này để xác định thời gian phun và thời điểm đánh lửa. Cấu tạo và sơ đồ tín hiệu Cấu tạo Cảm biến đo vị trí trục khuỷu bao gồm: Bộ phận chính của cảm biến là một cuộn cảm ứng, một nam châm vĩnh cửu và một rotor dùng để khép mạch từ có số răng tùy loại động cơ. Cảm biến đo vị trí trục cam: Bộ phận chính của cảm biến là một cuộn cảm ứng, một nam châm vĩnh cửu và một rotor dùng để khép mạch từ có số răng tùy loại động cơ. Hình 5.1: Cấu tạo cảm biến vị trí trục khuỷu Sơ đồ tín hiệu Hình 5.2: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục cam Hình 5.3: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu Lập quy trình thực hành Các bước đo Bước 1: Cắm đầu thu vào cổng tín hiệu E2 và 2 đầu đỏ vào 2 cổng G và NE¬¬+ . Bước 2: Chỉnh oscilloscope ở chế độ xem cả hai tín hiệu. Chỉnh chế độ xem tín hiệu xoay chiều. Bước 3: Cho chạy động cơ, xoay bộ chia điện bằng cách chỉnh biến trở. Quan sát tín hiệu thu được và đối chiếu tín hiệu. Bước 4: Thay đổi tốc độ động cơ để xem sự thay đổi tín hiệu thu được.   Kết quả đo Hình 5.4: Xung NE+ HÌnh 5.5: Xung G Nhận xét Do cấu hình ủa máy nên chỉ cho dạng đầu ra của NE+ trên mặt dương Nhìn vào dạng tín hiệu đầu ra ta thấy khi tốc độ đọng cơ tăng thì tín hiệu đầu ra cho dạng đỉnh nhọn của nó tăng lên, từ đó ta có thể đo tốc độ quang của trục. Tín hiệu chưa đồng đều, nhìn vào tín hiệu ta có thể biết được vị trí trục cam, biết được xi lanh nào đó đang ở trong kì nén, từ đó ta có thể điều chỉnh thời gian đánh lửa phù hợp. Khi tốc độ của động cơ thay đổi thì biên độ tín hiệu gần sát lại cà tín hiệu chạy nhanh BÀI 6: ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỪ ECU Đo IGT: Tín hiệu đánh lửa Hình dạng xung Hình 6.1: Xung IGT ở tốc độ thấp Hình 6.2: Xung IGT ở tốc độ cao Nhận xét Tín hiệu IGF xuất ra mục đích cho ta biết việc đánh lửa còn tốt không, nếu đo IGFkhông có tín hiệu đồng nghĩa hệ thống đánh lửa không hoạt động, do vậy ECU ghi nhận mã hỏi lỗi và ngắt mạch điều khiển cái kim phun để tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường   Đo IGF: Tín hiệu phun xăng Hình dạng xung Hình 6.3: Xung IGF tốc độ thấp Hình 6.4: Xung IGF tốc độ cao Nhận xét Tín hiệu IGF xuất ra mục đích cho ta biết việc đánh lửa có còn tốt không, nếu đo IGF không có tín hiệu đồng nghĩa với hệ thống đánh lửa không hoát động, do vậy ECU ghi nhận mã hỏi lỗi và ngắt mạch điều khiển cái kim phun để tiết kiệm nhiên liệu và tránh gây ô nhiễm môi trường   Phun xăng Vòi phun xăng 10 Hình 6.5: Vòi phun 10 tốc độ thấp Hình 6.6: Vòi phun 10 tốc độ cao   Vòi phun xăng 20 Hình 6.7: Vòi phun 20 tốc độ thấp Hình 6.8: Vòi phun 20 tốc độ cao Nhận xét Do 2 vòi phun ta thấy tín hiệu xuất ra giống nhau, lúc động cơ tăng tốc thì đồ thị xuất hiện liên tục. Chúng tỏ 2 vòi phun còn tốt động cơ hoạt động ổn định.

MỤC LỤC

BÀI 1: CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ NƯỚC LÀM MÁT (ECT) 2

1.1 Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ 3

1.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc và sơ đồ điện 3

1.3 Lập quy trình thực hành 4

1.4 Bảng kết qủa đo 5

1.5 Đồ thị và nhận xét 6

BÀI 2 : CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ KHÍ NẠP ( IAT) 7

2.1 Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ 7

2.2 Cấu tạo ,nguyên lý làm việc và sơ đồ điện 7

2.3 Lập quy trình đo 8

2.4 Đồ thị và nhận xét 9

BÀI 3: CẢM BIẾN ĐO BƯỚM GA 10

3.1 Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ 10

3.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc và sơ đồ điện 11

3.3 Lập quy trình thực hành 11

3.4 Đồ thị và nhận xét 12

BÀI 4: ĐO CẢM BIẾN ÁP SUẤT KHÍ NẠP 13

4.1 Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ 13

4.1.2 Vị trí lắp đặt trong động cơ 13

Cảm biến áp suất đường ống nạp thường được gắn tại đường khí nạp ở cổ hút 13

4.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc và sơ đồ điện 14

4.3 Lập quy trình thực hành 15

4.4 Đồ thị và nhận xét 16

BÀI 5: BỘ CẢM BIẾN ĐIỆN TỪ 18

5.1 Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ 18

5.2 Nguyên lý làm việc, cấu tạo và sơ đồ tín hiệu 18

5.3 Lập quy trình thực hành 20

BÀI 6: ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỪ ECU 22

6.1 Đo IGT: Tín hiệu đánh lửa 22

6.2 Đo IGF: Tín hiệu phun xăng 23

6.3 Phun xăng 24

BÀI 1: CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ NƯỚC LÀM MÁT (ECT)

1.1 Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ

1.1.1 Vai trò, công dụng:

- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có nhiệm vụ đo nhiệt độ của nước làm mát động

cơ và truyền tín hiệu đến bộ xử lý trung tâm để tính toán thời gián phun nhiên liệu, gócđánh lửa sớm , tốc độ chạy không tải, ở một số dòng xe tín hiệu này còn được dùng đểđiều khiển hệ thống kiểm soát khí xả , chạy quạt làm mát động cơ

- Nếu thiếu đi cảm biến này, xe sẽ khó khởi động

- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có cấu tạo dạng trụ rỗng có ren ngoài , bên trong

có lắp một điện trở bán dẫn có hệ số nhiệt điện trở âm

Hình 1.1: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước

1.2.2 Nguyên lý làm việc

- Điện trở nhiệt là một phần tử cảm nhận thay đổi điện trở theo nhiệt độ Nó được

làm bằng vật liệu bán dẫn nên có hệ số nhiệt điện trở âm Khi nhiệt độ tăng điện trở giảm

và ngược lại, khi nhiệt độ giảm thì điện trở tăng Các loại cảm biến nhiệt độ hoạt động cùng nguyên lý nhưng mức hoạt động và sự thay đổi điện trở theo nhiệt độ có khác nhau

Sự thay đổi giá trị điện trở sẽ làm thay đổi giá trị điện áp được gửi đến ECU động cơ trên nền tảng cầu phân áp

- Điện áp 5V qua điện trở chuẩn (điện trở này có giá trị không đổi theo nhiệt độ)

đến cảm biến rồi trở về ECU Như vậy điện trở chuẩn và nhiệt điện trở trong cảm biến

tạo thành một cầu phân áp Điện áp điểm giữa cầu được đưa đến bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự -số.

- Khi nhiệt độ động cơ thấp, giá trị điện trở cảm biến cao và điện áp gửi đến bộ biến

đổi tín hiệu tương tự - số lớn Tín hiệu điện áp được chuyển đổi thành một dãy xung vuông và được giải mã nhờ bộ vi xử lý để thông báo cho ECU động cơ biết động cơ đanglạnh Khi động cơ nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm kéo theo điện áp đặt giảm, báo choECU động cơ biết là động cơ đang nóng

- Bước 1 : Tháo cảm biển ra, dùng đồng hồ đo vạn năng rồi đặt thang đo điện trở

cho phù hợp (thang đo điện trở hoặc thang đo điện áp), chuẩn bị chậu nước lạnh, bỏ van hằng nhiệt vào chậu nước

- Bước 2 : Kẹp que đo của đồng hồ đo vạn năng vào hai đầu biến trở ,bỏ cảm biến

trên lỗ nhỏ tấm nhôm, lúc này nước phải đủ ngập tấm nhôm, điều chỉnh nhiệt kế sao cho một đầu nhiệt kế phải ngập trong nước rồi cố định vào giá đỡ, sau đó đun nóng nước

- Bước 3 : Quan sát rồi đọc số liệu , khi nhiệt độ thay đổi thì điện trở ( hoặc điện áp

) thay đổi tương ứng Khi van hằng nhiệt mở ra thì kết thúc việc đo, xác định nhiệt độ ứng với khi van hằng nhiệt mở

( kΩ ) 1.52 1.305 1.11 0.93 0.79 0.67 0.565 0.48 0.41

Nhiệt Độ (°C) 75° 80° 85° 90° 95°

Điện Trở ( kΩ ) 0.35 0.3 0.262 0.23 0.205

1.4 1.3 1.2 1 0.9 0.8 0.7 0.7

0.6 0.6

0.5

1.52

1.31 1.11 0.93 0.79 0.67 0.57 0.48 0.41 0.35 0.3 0.26

0.23 0.21

CẢM BIẾN ĐO NHIỆT ĐỘ NƯỚC LÀM MÁT

Theo điện trở Theo điện áp

1.5.2 Nhận xét :

+ Khi nhiệt độ của nước làm mát trong động cơ tăng thì điện trở và điện áp giảm + Kết quả nhận được còn sai số, chưa chính xác do dụng cụ đo đã cũ, đọc kết quả đo

còn chưa tốt dẫn đến sai số ngẫu nhiên

+ Thấy được vai trò của cảm biến nhiệt độ nước làm đối với hệ thống làm việc của

xe

BÀI 2 : CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ KHÍ NẠP ( IAT)

2.1 Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ

2.1.1 Vai trò, công dụng

Cảm biến nhiệt độ khí nạp có nhiệm vụ theo dõi nhiệt độ của không khí đi vảo động

cơ, ECU sử dụng thông tin này để ước tính mật độ không khí đi vào từ đó cân bằng lạihỗn hợp hòa khí ECU thay đổi bằng cách thay đổi độ rộng xung mở kim phun hay thờigian mở của kim phun

2.1.2 Vị trí lắp đặt

Cảm biến nhiệt độ khí nạp được lắp đặt trên bộ đo gió hoặc trên đường ống nạp củađộng cơ Trên các động cơ sử dụng cảm biến lưu lượng khí nạp ( MAF ) để giám sátthể tích khí nạp thì cảm biến nhiệt độ khí nạp ( IAT) sẽ được tích hợp với cảm biến ápsuất đường ống nạp ( MAP )

2.2 Cấu tạo ,nguyên lý làm việc và sơ đồ điện

sẽ điểu khiển tăng lượng xăng phun Khi đó tỷ lệ hòa khí sẽ được đảm bảo theo nhiệt độ môi trường

Tương tự như cảm biến nhiệt độ nước làm mát , ECU sẽ cung cấp một điện áp chuẩn 5V tới cảm biến, sau đó đo điện áp gửi về từ cảm biến để tính ra nhiệt độ khí nạp Thôngthường, các cảm biến này là loại nhiệt điện trở âm , điện trở tăng khi nhiệt độ giảm và điện trở giảm khi nhiệt độ tăng Điện trở của cảm biến thay đổi khiến dòng điện chuẩn

do ECU cung cấp đi qua cảm biến sẽ thay đổi

Ngoài ra, cảm biến nhiệt độ khí nạp cũng được sử dụng trong hệ thống điều hòa tự động, cảm biến này được sử dụng để đo nhiệt độ bên trong và ngoài cabin , cảm biến nhiệt độ ngoài xe được lắp ngoài khoang động cơ để tránh bị ảnh hưởng bởi nhiệt từ độngcơ

- Bước 2 : Bật máy sấy rồi quan sát để đọc kết quả đo, ứng với một giá trị nhiệt độthì có một giá trị điện trở tương ứng

2.3.3 Bảng kết qủa đo

Nhiệt Độ

( °C ) 30° 35° 40° 45° 50° 55° 60° 65° 70° 75° 80°Điện Trở

( kΩ )

1.525

1.26

0 1.12 1.01

0.945

0.81 0.65 0.56 0.52

0.48

CẢM BIẾN ĐO NHIỆT ĐỘ KHÍ NẠP

2.4.2 Nhận xét

-Khi nhiệt độ khí nạp tăng lên thì điện trở trong cảm biến giảm dần

-Kết quả đo còn chưa chính xác, còn hạn chế về các dụng cụ đo nên ảnh hưởng đến thông số kết quả

-Nhận thấy được tầm quan trọng của cảm biến nhiệt độ khí nạp đối với quá trình phunnhiên liệu của động cơ

BÀI 3: CẢM BIẾN ĐO BƯỚM GA

3.1 Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ

Hình 3.2: Vị trí đặt bướm ga

3.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc và sơ đồ điện

Khi cánh bướm ga mở, con trượt trượt dọc theo điện trở và tạo ra điện áp tăng dần ở cực VTA tương ứng với góc mở cánh bướm ga Khi cánh bướm ga đóng hoàn toàn, tiếp điểm cầm chừng nối cực IDL với cực E2 Tín hiệu sẽ được đưa đến những hộp điều khiểnkhác để thực hiện việc điều chỉnh lượng nhiên liệu cho động cơ

Hình 3.3: Sơ đồ điện của cảm biến bướm ga

B1: Cắm đầu thu tín hiệu đen vào cổng E2 và đầu đỏ vào cổng VTA1

B2: Đặt cảm biến ở trạng thái đóng hoàn toàn Ghi lại giá trị góc qua và giá trị điện

áp tương ứng

B3: Lần lượt xoay bướm ga tới các góc trên thang chia (0-90°) Ghi lại giá trị điện ápvào bảng

3.3.3 Bảng kết quả đo

Thông số đo:

% bướm

ga (%) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100VTA 1.2 1.4 1.7 1.9 2.2 2.3 2.5 2.7 2.8 2.9Chế độ không tải IDL= 0.5

3.4.2 Nhận xét

- Do thiết bị đo đã quá cũ nên không tránh khỏi sai số

- Đường đặc tính là đường tuyến tính

- Khi đo mở bướm ga tăng thì cũng tăng điện áp

- Từ bài đo giúp sinh viên ngành động lực hiểu thêm được kiến thức trong ngành quantrọng để sau khi ra trường ứng dụng

BÀI 4: ĐO CẢM BIẾN ÁP SUẤT KHÍ NẠP

4.1 Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ

4.1.1 Vai trò, công dụng

Cảm biến áp suất 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, áp suất chân không

giảm Ngược lại, khi tăng tốc hoặc tải nặng, áp

suất chân không tăng lên

Khi xe không có cảm biến MAP, động cơ sẽ

nổ không êm, công suất động cơ kém, tốn nhiên

áp suất khí nạp

4.1.2 Vị trí lắp đặt trong động cơ

Cảm biến áp suất đường ống nạp thường được gắn tại đường khí nạp ở cổ hút

Hình4.2: Vịtrí cảmbiến ápsuấtđườngốngnạptrên xeHondaAccord1991

tạo,

Một chip silicon gắn liền với buồng chân không được duy trì độ chân không chuẩn, tất

cả được đặt trong bộ cảm biến Một phía của chip tiếp xúc với áp suất đường ống nạp, phía khia tiếp xúc với độ chân không trong buồng chân không

Áp suất đường ống nạp thay đổi làm hình dạng của chip silicon thay đổi và giá trị điệntrở của nó cũng dao động theo mức độ biến dạng

Sự dao động của giá trị điện trở này được chuyển hóa thành một tín hiệu điện áp nhờ

IC lắp bên trong cảm biến và sau đó được gửi đến ECU động cơ ở cực PIM dùng làm tín hiệu áp suất đường ống nạp Cực VC của ECU động cơ cấp nguồn không đổi 5V đến IC

4.2.3 Các thông số kĩ thuật

Nguồn cấp không đổi cho cảm biến là 5V

Áp suất trong buồng chân không gần như là tuyệt đối và nó không bị ảnh hưởng bởi

sự dao động của khí quyển, khi độ cao thay đổi

- Chuẩn bị bơm áp suất

- Một đồng hồ đo chỉ số IPM, đo Vôn

- Mô hình để đo

4.3.2 Quy trình đo

Bước 1: Bật công tắc khởi động máy

Tiến hành đo với chế độ không tải, áp suất bằng áp suất khí trời , với 3 mức tốc độ là

Tiến hành đo một đầu của đồng hồ đo gắn với cổng E đầu còn lại gắn với đuôi PIM.

Tiến hành thay đổi tốc độ và đọc kết quả đo

Bước 2: Bật bơm áp suất lên và gắn vào đường ống nạp thế cho việc thay đổi áp suất

Thực hiện đo như chế độ không tải

Một lần thay áp suất thay đổi tốc độ 3 cấp châm, vừa và nhanh

Bước 3: Ghi kết quả đo sau mỗi lần thay đổi tốc độ và thay đổi áp suất

Các thiết bị cũ kĩ mô hình đã bị hư hỏng một số bộ phân trong quá trình thời gian sử dụng quá lâu.

Thiết bị hiển thị kết quả không được chuẩn xác, có sai số

Khi thay đổi tốc độ không được chính xác do không có hiển thị tốc độ vòng, nên chỉ chỉnh tốc độ theo cảm tính nên sai số rất lớn

BÀI 5: BỘ CẢM BIẾN ĐIỆN TỪ

5.1 Vai trò, công dụng, vị trí lắp đặt trong động cơ

5.1.1 Vai trò, công dụng

- Cảm biến trục khuỷu: Cảm biến loại này có công dụng báo cho ECU của xe biết chính xác vị trí của cốt máy ở những vị trí tương ứng với cuối kỳ nổ để ECU điều chỉnh các thời điểm phun nhiên liệu và đánh lửa thích hợp cho các xy lanh của động cơ

- Cảm biến vị trí trục khuỷu là một trong những cảm biến quan trọng góp phần trong việcvận hành động cơ Nếu thiếu cảm biến này, động cơ có thể không khởi động được, tốc độcầm chừng không đều Máy rung vì đánh lửa sai, hao xăng và tăng tốc không ổn định

- Cảm biến trục cam: Trong các loại cảm biến trên ô tô thì cảm biến vị trí trục cam có chức năng xác định vị trí của trục cam và cung cấp thông tin cho bộ xử lý trung tâm để tính toán thời điểm phun nhiên liệu hợp lý nhất

Nếu thiếu đi cảm biến này thì sẽ khó khởi động xe, động cơ chết đột ngột, động cơ bỏ máy hoặc không đáp ứng tăng tốc, sáng đèn CHECK ENGINE

Cảm biến vị trí trục khuỷu được cấu tạo từ một nam châm vĩnh cửu, vì thế luôn có một

từ trường ổng định được sinh ra Khi trục khuỷu quay, các chân thép được xoay trong từ trường Điều này dẫn đến dao động trong từ trường Và tạo ra một tín hiệu dòng xoay chiều (AC), mà bộ phận điều khiển động cơ (EMU) sử dụng để tính tốc độ quay Dao động từ rất hữu ích trong việc xác định tốc độ và vị trí của trục cam

5.2.1.2 Cảm biến trục cam

Trên trục cam đối diện với cảm biến vị trí trục cam là đĩa tín hiệu G có các răng Số răng

là 1, 3 hoặc một số khác tuỳ theo kiểu động cơ

Khi trục cam quay, khe hở không khí giữa các vấu nhô ra trên trục cam và cảm biến này

sẽ thay đổi Sự thay đổi khe hở tạo ra một điện áp trong cuộn nhận tín hiệu được gắn vào cảm biến này, sinh ra tín hiệu G Tín hiệu G này được chuyển đi như một thông tin về góc chuẩn của trục khuỷu đến ECU động cơ, kết hợp nó với tín hiệu NE từ cảm biến vị trícủa trục khuỷu để xác định TDC (điểm chết trên) kỳ nén của mỗi xi lanh để đánh lửa và phát hiện góc quay của trục khuỷu ECU động cơ dùng thông tin này để xác định thời gian phun và thời điểm đánh lửa

5.2.2 Cấu tạo và sơ đồ tín hiệu

5.2.2.1 Cấu tạo

Cảm biến đo vị trí trục khuỷu bao gồm:

Bộ phận chính của cảm biến là một cuộn

cảm ứng, một nam châm vĩnh cửu và một

rotor dùng để khép mạch từ có số răng tùy

loại động cơ

Cảm biến đo vị trí trục cam: Bộ phận

chính của cảm biến là một cuộn cảm ứng,

một nam châm vĩnh cửu và một rotor dùng

để khép mạch từ có số răng tùy loại động cơ

Hình 5.1: Cấu tạo cảm biến vị trí trục khuỷu

5.2.2.2 Sơ đồ tín hiệu

Hình 5.3: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu

5.3 Lập quy trình thực hành

5.3.1 Các bước đo

Bước 1: Cắm đầu thu vào cổng tín hiệu E2 và 2 đầu đỏ vào 2 cổng G và NE+

Bước 2: Chỉnh oscilloscope ở chế độ xem cả hai tín hiệu Chỉnh chế độ xem tín hiệu xoay chiều

Bước 3: Cho chạy động cơ, xoay bộ chia điện bằng cách chỉnh biến trở Quan sát tín hiệu thu được và đối chiếu tín hiệu

Bước 4: Thay đổi tốc độ động cơ để xem sự thay đổi tín hiệu thu được

5.3.2 Kết quả đo

Hình 5.4: Xung NE+ HÌnh 5.5: Xung G

5.4 Nhận xét

Do cấu hình ủa máy nên chỉ cho dạng đầu ra của NE+ trên mặt dương

Nhìn vào dạng tín hiệu đầu ra ta thấy khi tốc độ đọng cơ tăng thì tín hiệu đầu ra cho dạng đỉnh nhọn của nó tăng lên, từ đó ta có thể đo tốc độ quang của trục

Tín hiệu chưa đồng đều, nhìn vào tín hiệu ta có thể biết được vị trí trục cam, biết được

xi lanh nào đó đang ở trong kì nén, từ đó ta có thể điều chỉnh thời gian đánh lửa phù hợp Khi tốc độ của động cơ thay đổi thì biên độ tín hiệu gần sát lại cà tín hiệu chạy nhanh

BÀI 6: ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỪ ECU

6.1 Đo IGT: Tín hiệu đánh lửa

6.1.1 Hình dạng xung

Hình 6.1: Xung IGT ở tốc độ thấp Hình 6.2: Xung IGT ở tốc độ cao

6.1.2 Nhận xét

Tín hiệu IGF xuất ra mục đích cho ta biết việc đánh lửa còn tốt không, nếu đo

IGFkhông có tín hiệu đồng nghĩa hệ thống đánh lửa không hoạt động, do vậy ECU ghi nhận mã hỏi lỗi và ngắt mạch điều khiển cái kim phun để tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường

6.2 Đo IGF: Tín hiệu phun xăng

6.2.1 Hình dạng xung

Hình 6.3: Xung IGF tốc độ thấp Hình 6.4: Xung IGF tốc độ cao

6.2.2 Nhận xét

Tín hiệu IGF xuất ra mục đích cho ta biết việc đánh lửa có còn tốt không, nếu đoIGF không có tín hiệu đồng nghĩa với hệ thống đánh lửa không hoát động, do vậyECU ghi nhận mã hỏi lỗi và ngắt mạch điều khiển cái kim phun để tiết kiệm nhiênliệu và tránh gây ô nhiễm môi trường

6.3 Phun xăng

6.3.1 Vòi phun xăng #10

Hình 6.5: Vòi phun #10 tốc độ thấp Hình 6.6: Vòi phun #10 tốc độ cao

6.3.2 Vòi phun xăng #20

Hình 6.7: Vòi phun #20 tốc độ thấp Hình 6.8: Vòi phun #20 tốc độ cao

6.3.3 Nhận xét

Do 2 vòi phun ta thấy tín hiệu xuất ra giống nhau, lúc động cơ tăng tốc thì đồ thị xuất hiện liên tục Chúng tỏ 2 vòi phun còn tốt động cơ hoạt động ổn định