Xây dựng quy trình chẩn đoán,bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống đánh lửa điện tử

Để làm được điều đó hệ thống phải có một hệ thống giám sát cảm biến vàchấp hành hoạt động chính xác , kịp thời.Khi có sự sai hỏng của hệ thống sẽ ảnhhưởng đến mức tiêu hao nhiên liệu và

Trang 1

Khoa Cơ khí Động lực.

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp ,là sự gia tăng của khí thải gây

ô nhiễm môi trường Khí thải do xe ô tô sử dụng nhiên liệu xăng gây ra cũng đónggóp một lượng lớn khí thải độc hại Mặt khác nguồn nguyên liệu dầu thô khai thác từ

tự nhiên dùng để điều chế xăng cũng dần cạn kiệt Đó là hai lý do quan trọng thúc đẩycác hãng chế tạo ô tô cho ra đời động cơ phun xăng điện tử Mục đích để nâng caohiệu suất cháy của nhiên liệu xăng và hạn chế lượng khí thải độc hại sinh ra trong quátrình cháy Để làm được điều đó hệ thống phải có một hệ thống giám sát (cảm biến) vàchấp hành hoạt động chính xác , kịp thời.Khi có sự sai hỏng của hệ thống sẽ ảnhhưởng đến mức tiêu hao nhiên liệu và sinh ra nhiều khí thải độc hại trong quá trìnhcháy không hoàn toàn

Với các dòng xe hiện đại được trang bị nhiều thiết bị điện tử thì việc chẩn đoáncàng trở nên khó khăn.Do vậy trên xe ô tô phải được trang bị hệ thống tự chẩn đoántình trạng kỹ thuật của xe.Nhằm báo cho người sử dụng biết được những hư hỏng hiệntại của xe.Vấn đề tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường là vấn đề cấpthiết ,em đựoc khoa giao cho đề tài : “ Xây dựng quy trình chẩn đoán,bảo dưỡng, sửachữa hệ thống đánh lửa điện tử “ Thông qua quá trình nghiên cứu và khảo sát sự điềukhiển của quá trình đánh lửa chúng ta có thể biết được thời điểm đánh lửa và xungđánh lửa, từ những xung đó có thể chẩn đoán được những hư hỏng của các cảm biến ,đồng thời cũng biết được tình trạng làm việc của động cơ …

Trong quá trình thực hiện đồ án do trình độ và hiểu biết còn hạn chế.Nhưng được

sự chỉ bảo tận tình của các thầy (cô) trong khoa đặc biệt là thầy Đỗ Văn Cường nay đềtài của em đã đựoc hoàn thành đúng thời hạn Tuy vậy đề tài vẫn còn nhiều thiếusót ,kính mong các thầy (cô) đóng góp để đề tài của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên

Tháng 12 năm 2012

Sinh viên thực hiện

Đoàn Huy Thưởng

Trang 2

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE CAMRY 2010

Loại động cơ: 2.4lit

Kiểu động cơ: 2AZ-FE inline 4 cylinder,16v-VVT-i

Trang 3

2 Hệ thống đánh lửa trên xe Toyota Camry 2010

2.1 Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống đánh lửa.

Điện thế cung cấp cho bugi vào khoảng giữa 20.000V-50.000V, thậm chí cao hơn Nhiệm vụ của hệ thống đanh lửa là sản sinh ra dòng điện cao áp từ nguồn chỉ 12V và đưa nó đến xi lanh theo thứ tự nổ của động cơ tại thời điểm yêu cầu

+ Thời điểm đánh lửa chính xác

Hệ thống đánh lửa phải luôn luôn có thời điểm đánh lửa chính xác vào cuối kỳ nén củacác xy lanh và góc đánh lửa sớm phù hợp với sự thay đổi tốc độ,tải trọng của động cơ

và phải đúng theo góc đánh lửa, thứ tự nổ của động cơ

hiện tượng tự cảm và cảm ứng tương hỗ, cuộn dây tạo ra điện áp cao cần thiết cho đánh lửa Cuộn sơ cấp tạo ra điện thế hàng trăm vôn còn cuộn thứ cấp thì tạo ra điện thế hàng chục ngàn vôn

Trang 5

3 Cuộn đánh lửa, với dòng sơ cấp được gắt đột ngột, sẽ sinh ra dòng cao áp.

4 Tín hiệu IGF sẽ được gửi đến ECU động cơ khi dòng sơ cấp vượt quá một trị số

đã định

5 Dòng cao áp phát ra từ cuộn thứ cấp sẽ được dẫn đến bugi và gây đánh lửa

Nhờ tần số hoạt động của mỗi bobin nhỏ hơn trước nên các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp it nóng hơn Vì vậy kích thước của bobin rất nhỏ và được gắn liền với nắp chụp bugi

Cuộn sơ cấp của các bobin loại này có điện trở rất nhỏ ( < 1Ω) và trên mạch sơ cấp ) và trên mạch sơ cấp không sử dụng điện trở phụ, vì xung điều khiển đã được xén sắn trong mạch điều khiển ECU Vì vậy, không được thử trực tiếp bằng điện áp 12V

2.3 Cấu tạo của các bộ phận trong hệ thống đánh lửa.

Hình 1.3 Hệ thống đánh lửa trên xe Toyota Camry 2010 2.3.1 Bôbin

Trang 6

Hoạt động của bobin.

+ Dòng điện trong cuộn sơ cấp

Khi động cơ chạy, dòng điện từ ắc quy chạy qua IC đánh lửa, vào cuộn sơ cấp, phù hợp với tín hiệu thời điểm đánh lửa (IGT) do ECU động cơ phát ra Kết quả là các đường sức từ trường được tạo ra chung quanh cuộn dây có lõi ở trung tâm

Hình 1.4 Hoạt động của bobin.

+ Ngắt dòng điện vào cuộn sơ cấp

Khi động cơ tiếp tục chạy, IC đánh lửa nhanh chóng ngắt dòng điện vào cuộn sơ cấp, phù hợp với tín hiệu IGT do ECU động cơ phát ra Kết quả là từ thông của cuộn sơ cấpgiảm đột ngột Vì vậy, tạo ra một sức điện động theo chiều chống lại sự giảm từ thông hiện có, thông qua tự cảm của cuộn sơ cấp và cảm ứng tương hỗ của cuộn thứ cấp Hiệu ứng tự cảm sinh ra một suất điện động khoảng 300V trong cuộn sơ cấp, và hiệu ứng cảm ứng tương hỗ kèm theo của cuộn thứ cấp tạo ra một sức điện động khoảng 30KV Sức điện động này làm cho bugi phát ra tia lửa Dòng sơ cấp càng lớn và sự ngắt dòng sơ cấp càng nhanh thì điện thế thứ cấp càng lớn

2.3.2 IC đánh lửa.

IC đánh lửa thực hiện một cách chính xác sự ngắt dòng sơ cấp đi vào bobin theo tín hiệu đánh lửa (IGT) do ECU động cơ phát ra Khi tín hiệu IGT chuyển từ ngắt sang dẫn, IC đánh lửa bắt đầu cho dòng điện đi vào cuộn sơ cấp Sau đó, IC đánh lửa truyềnmột tín hiệu phản hồi (IGF) cho ECU phù hợp với cường độ của dòng sơ cấp Tín hiệukhẳng định (IGF) được phát ra khi dòng sơ cấp đạt đến một trị số đã được ấn định IF1

Trang 7

Trong một số kiểu động cơ, tín hiệu IGF được xác định thông qua điện thế sơ cấp.

Hình 1.5 Hoạt động của IC đánh lửa.

+ Điều khiển dòng không đổi.

Khi dòng sơ cấp đạt đến một trị số đã định, IC đánh lửa sẽ không chế cường độ cực đại bằng cách điều chỉnh dòng

Trang 8

Hình 1.6 Các điều khiển của IC đánh lửa

2.3.3 Bugi

Điện thế cao trong cuộn thứ cấp làm phát sinh ra tia lửa giữa điện cực trung tâm và

điện cực nối mát của bugi để đốt cháy hỗn hợp hòa khí đã được nén trong xy lanh

Trang 9

Hình 1.7 Bugi đánh lửa.

+ Cơ cấu đánh lửa Sự nổ của hỗn hợp hòa khí do tia lửa từ bugi được gọi chung là sự

bốc cháy Tuy nhiên, sự bốc cháy không phải xảy ra tức khắc, mà diễn ra như* sau: Tia lửa xuyên qua hỗn hợp hòa khí từ điện cực trung tâm đến điện cực nối mát Kết quả là phần hỗn hợp hòa khí dọc theo tia lửa bị kích hoạt, phản ứng hoá học (ôxy hoá) xảy ra, và sản sinh ra nhiệt để hình thành “nhân ngọn lửa” Nhân ngọn lửa này lại kích hoạt hỗn hợp hòa khí bao quanh, và phần hỗn hợp này lại kích hoạt chung quanh nó

Cứ như *thế nhiệt của nhân ngọn lửa được mở rộng ra trong một quá trình lan truyền ngọn lửa để đốt cháy hỗn hợp hòa khí Nếu nhiệt độ của các điện cực quá thấp hoặc khe hở giữa các điện cực quá nhỏ, các điện cực sẽ hấp thụ nhiệt toả ra từ tia lửa Kết quả là nhân ngọn lửa bị tắt và động cơ không nổ Hiện tượng này được gọi là sự dập tắt điện cực Nếu hiệu ứng dập tắt điện cực này lớn thì nhân ngọn lửa sẽ bị tắt

Trang 10

Tuy nhiên, những điện cực như *thế sẽ chóng mòn và tuổi thọ của bugi sẽ ngắn hơn

Vì thế, một số bugi có các điện cực được hàn đắp platin hoặc iridium để chống mòn Chúng được gọi là các bugi có cực platin hoặc iridium

Hình 6 Đặc tính đánh lửaKhoảng thời gian thay thế bugi: Kiểu bugi thông thường: sau 10.000 đến 60.000 km Kiểu có điện cực platin hoặc iridium: sau 100.000 đến 240.000 km Khoảng thời gian thay bugi có thể thay đổi tuỳ theo kiểu xe, đặc tính động cơ, và nước sử dụng

Trang 11

- Khe hở điện cực và điện áp yêu cầu

Khi bugi bị ăn mòn thì khe hở giữa các điện cực tăng lên, và động cơ có thể bỏ máy Khi khe hở giữa cực trung tâm và cực nối mát tăng lên, sự phóng tia lửa giữa các điện cực trở nên khó khăn Do đó, cần có một điện áp lớn hơn để phóng tia lửa Vì vậy cần phải định kỳ điều chỉnh khe hở điện cực hoặc thay thế bugi

- Nếu có thể cung cấp đủ điện áp cần thiết cho dù khe hở điện cực tăng lên thì bugi sẽ tạo ra tia lửa mạnh, mồi lửa tốt hơn Vì thế, trên thị trường có những bugi có khe hở rộng đến 1,1 mm

- Các bugi có điện cực platin hoặc iridium không cần điều chỉnh khe hở vì chúng

không bị mòn (chỉ cần thay thế)

- Nhiệt độ tự làm sạch

Khi bugi đạt đến một nhiệt độ nhất định, nó đốt cháy hết các muội than đọng trên khu vực đánh lửa, giữ cho khu vực này luôn sạch Nhiệt độ này được gọi là nhiệt độ tự làmsạch

Tác dụng tự làm sạch của bugi xảy ra khi nhiệt độ của điện cực vượt quá 4500 C Nếu các điện cực chư*a đạt đến nhiệt độ tự làm sạch này thì muội than sẽ tích luỹ trong khu vực đánh lửa của bugi Hiện tượng này có thể làm cho bugi không đánh lửa được tốt

Hình 1.20 Nhiệt độ tự làm sạch và tự bèn lửa.

- Nhiệt độ tự bén lửa

Nếu bản thân bugi trở thành nguồn nhiệt và đốt cháy hỗn hợp hòa khí mà không cần đánh lửa, thì hiện tượng này được gọi là “nhiệt độ tự bén lửa” Hiện tượng tự bén lửa xảy ra khi nhiệt độ của điện cực vượt quá 9500 C

Nếu nó xuất hiện, công suất của động cơ sẽ giảm sút vì thời điểm đánh lửa không

Trang 12

đúng, và các điện cực hoặc píttông có thể bị chảy từng phần

2.3.4 Các bộ tạo tín hiệu G và NE(Cảm biến trục cam,trục khuỷu )

Tín hiệu G và NE được tạo ra bởi cuộn nhận tính hiệu, bao gồm một cảm biến vị trí trục cam hoặc cảm biến vị trí trục khuỷu, và đĩa tín hiệu hoặc rôto tín hiệu Thông tin

từ hai tín hiệu này được kết hợp bởi ECU động cơ để phát hiện đầy đủ góc của trục khuỷu và tốc độ động cơ

2.3.4.1 Cảm biến vị trí trục cam (bộ tạo tín hiệu G)

Hình 1.21 Cảm biến vị trí 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 (Trong hình vẽ có 3 răng) 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 cảmbiến vị trí của trục khuỷu để xác định TDC (điểm chết trên) kỳ nén của mỗi xi lanh đểđánh 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

Chú ý khi sửa chữa

Khi ECU động cơ không nhận được tín hiệu G từ cảm biến này, có kiểu xe vẫn để động cơ chạy và có kiểu xe động cơ chết máy

Trang 13

cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản.

Đối với tín hiệu G, tín hiệu NE được tạo ra bởi khe không khí giữa cảm biến vị trí trụckhuỷu và các răng trên chu vi của rôto tín hiệu NE được lắp trên trục khuỷu

Hình minh họa trình bày một bộ tạo tín hiệu có 34 răng ở chu vi của rôto tín hiệu NE

và một khu vực có 2 răng khuyết Khu vực có 2 răng khuyết này có thể được sử dụng

để phát hiện góc của trục khuỷu, nhưng nó không thể xác định xem đó là TDC của chu kỳ nén hoặc TDC của kỳ xả ECU động cơ kết hợp tín hiệu NE và tín hiệu G để xác định đầy đủ và chính xác góc của trục khuỷu Ngoài loại này, một số bộ phát tín hiệu có 12, 24 hoặc một răng khác, nhưng độ chính xác của việc phát hiện góc của trục khuỷu sẽ thay đổi theo số răng Ví dụ, Loại có 12 răng có độ chính xác về phát hiện góc của trục khuỷu là 30°CA

CHÚ Ý KHI SỬA CHỮA:

Trang 15

Trang 16

Trang 17

Trang 18

Trang 19

Trang 20

Trang 21

 P0335 – Mạch cảm biến vị trí trục khuỷu “A"

 P0339 – Mạch cảm biến vị trí trục khuỷu “A" chập chờn

 P0340 – Mạch “A” của cảm biến vị trí trục cam (Thân máy 1 hay cảm biếnđơn)

 P0351 – Mạch “A” của cuộn đánh lửa sơ cấp / thứ cấp

 P0352 – Mạch “B” của cuộn đánh lửa sơ cấp / thứ cấp

 P0353 – Mạch “C” của cuộn đánh lửa sơ cấp / thứ cấp

 P0354 – Mạch “D” của cuộn đánh lửa sơ cấp / thứ cấp

 P2111 – Hệ thống điều khiển bộ chấp hành bướm ga – Kẹ mở

 P2112 – Hệ thống điều khiển bộ chấp hành bướm ga – Kẹ đóng

 P2119 – Cổ họng gió Bộ chấp hành bướm ga – Phạm vi / tính năng

 P2120 – Mạch cảm biến vị trí bàn đạp ga / Bướm ga / Công tắc “D”

 P2121 – Mạch cảm biến vị trí bàn đạp ga / Bướm ga / Công tắc “D” – Phạm vi /tính năng

Trang 22

CHƯƠNG III QUY TRÌNH THÁO NẮP, KIỂM TRA, KHẮC PHỤC CÁC BỘ PHẬN HƯ

HỎNG TRONG HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

1 P0335 – MẠCH CẢM BIẾN VỊ TRÍ TRỤC KHUỶU “A"

Bước 1 Đọc giá trị bằng máy chẩn đoán (Tốc độ động cơ)

a Nối máy chẩn đoán với giắc DLC3

b Bật khoá điện lên vị trí ON

c Bật máy chẩn đoán on

d Chọn các mục sau: Powertrain / Engine and ECT / Data List / Engine Speed

e Khởi động động cơ

f Đọc các giá trị hiển thị trên máy chẩn đoán khi động cơ đang nổ máy

OK: Các giá trị hiệu chỉnh sẽ được hiển thị

Bước 2 Kiểm tra cảm biến vị trí trục khuỷu (Điện trở).

Trang 23

a Ngắt giắc nối C20 của cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP)

b Đo điện trở theo các giá trị trong bảng dưới đây

Điện trở tiêu chuẩn:

Nối dụng cụ

đo Điều kiện tiêu chuẩn

1 - 2 1,150 đến 1,450 Ω

c Nối lại giắc nối cảm biến CKP

NG => Thay thế cảm biến vị trí trục khuỷu

OK => Đi đến bước 3

Bước 3 Kiểm tra dây điện và giắc cắm( Cảm biến vị trí trục khuỷu - ECM)

a Ngắt giắc nối C20 của cảm biến CKP

b Tháo giắc nối C24 của ECM

c Đo điện trở theo các giá trị trong bảng dưới đây

Điện trở tiêu chuẩn (Kiểm tra hở mạch):

Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêu

chuẩnNE+ (C20-1) - NE+

(C24-122)

Dưới 1 ΩNE- (C20-2) - NE-

(C24-121)

Điện trở tiêu chuẩn (Kiểm tra ngắn mạch):

Trang 24

Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêu chuẩn

NE+ (C20-1) hay NE+

(C24-122) - Mát thân

lênNE- (C20-2) hay NE-

xe

d Nối lại giắc nối của ECM

e Nối lại giắc nối cảm biến CKP

NG => Sửa chữa thay thế dây điện hoặc giắc nối

Bước 4 Kiểm tra tình trạng lắp ráp cảm biến ( Cảm biến vị trí trục khuỷu).

a Kiểm tra tình trạng lắp của cảm biến CKP

OK: Cảm biến đã được lắp chính xác

Trang 25

NG => Lắp chắc chắn cảm biến

Bước 5.Kiểm tra đĩa tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu( Các răng của đĩa cảm biến)

a Kiểm tra răng của đĩa cảm biến

OK: Đĩa cảm biến không có bất kỳ vết nứt hay biến dạng nào

NG => Thay thế đĩa tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu

Bước 6 Thay thế cảm biến vị trí trục khuỷu.

Bước 7 Kiểm tra xem ma DTC có xuất hiện lại không.

b Bật khóa điện đến vị trí ON và bật máy chẩn đoán ON

Trang 26

2 P0339 – MẠCH CẢM BIẾN VỊ TRÍ TRỤC KHUỶU “A" CHẬP CHỜN.

Bước 1 Đọc giá trị bằng máy chẩn đoán(tốc độ động cơ).

b Bật khoá điện lên vị trí ON

c Bật máy chẩn đoán on

d Chọn các mục sau: Powertrain / Engine and ECT / Data List / Engine Speed

e Khởi động động cơ

f Đọc các giá trị hiển thị trên máy chẩn đoán khi động cơ đang nổ máy

OK: Các giá trị hiệu chỉnh sẽ được hiển thị

Trang 27

Bước 2 Kiểm tra cảm biến vị trí trục khuỷu (điện trở.

a Ngắt giắc nối C20 của cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP)

Nối dụng cụ

đo Điều kiện tiêu chuẩn

1 - 2 1,150 đến 1,450 Ω

c Nối lại giắc nối cảm biến CKP

NG => Thay thế cảm biến vị trí trục khuỷu

Bước 3 Kiểm tra dây điện và giắc nối.

a Ngắt giắc nối C20 của cảm biến CKP

NE+ (C20-1) - NE+

(C24-122)

Dưới 1 ΩNE- (C20-2) - NE-

(C24-121)

Trang 28

NE+ (C20-1) hay NE+

lênNE- (C20-2) hay NE-

xe

e Nối lại giắc nối cảm biến CKP

NG => Sửa chữa hay thay dây điện hoặc giắc nối

Bước 4 Kiểm tra tình trạng nắp giáp cảm biến.

a Kiểm tra tình trạng lắp của cảm biến CKP

Trang 29

Bước 5 Kiểm tra đĩa tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu.

a Kiểm tra răng của đĩa cảm biến

OK:

Đĩa cảm biến không có bất kỳ vết nứt hay biến dạng nào.

NG => Thay thế đĩa tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu

Bước 6 Thay thế cảm biến vị trí trục khuỷu.

Bước 7 Kiểm tra xem ma DTC có xuất hiện lại hay không.

b Bật khóa điện đến vị trí ON và bật máy chẩn đoán ON

Trang 30

3 P0340 – MẠCH “A” CỦA CẢM BIẾN VỊ TRÍ TRỤC CAM.

Bước 1.Kiểm tra cảm biến vị trí trục cam.

a Ngắt giắc nối C31 của cảm biến vị trí trục cam (CMP)

Nối dụng

cụ đo Điều kiện tiêu chuẩn

1 - 2 950 đến 1,250 Ω (ở

20°C (68°F))

c Nối lại giắc nối của cảm biến CMP

Trang 31

NG => Thay thế cảm biến vị trí trục cam

Bước 2 Kiểm tra dây điện và giắc nối.

a Ngắt giắc nối C31 của cảm biến vị trí trục cam CMP

Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêuchuẩn

G2+ (C31-1) - G2+

(C24-99)

Dưới 1 ΩG2- (C31-2) - G2-

(C24-98)

Nối dụng cụ đo tiêu chuẩnĐiều kiện

G2+ (C31-1) hay G2+

(C24-99) - Mát thân xe 10 kΩ trở

lênG2- (C31-2) hay G2-

(C24-98) - Mát thân xe

e Nối lại giắc nối của cảm biến CMP

Tiêu đề	Xây dựng quy trình chẩn đoán,bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống đánh lửa điện tử
Tác giả	Đoàn Huy Thưởng
Người hướng dẫn	Thầy Đỗ Văn Cường
Trường học	Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên
Chuyên ngành	Sửa chữa ôtô
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2012
Thành phố	Hưng Yên

Định dạng
Số trang	62
Dung lượng	1 MB