Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus MỤC LỤC Trang Các kí hiệu và viết tắt CKP - Cảm biến vị trí trục khuỷu. CMP - Cảm biến vị trí trục cam. V ss - Cảm biến tốc độ bánh xe. ECT - Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. GEM - Bộ điều khiển động cơ. TCM - Bộ điều khiển số. RCM - Bộ điều khiển túi khí. EATC - Bộ điều khiển điều hòa. VFD - Màn hình huỳnh quang chân không. MPX - Các phương thức truyền dữ liệu. 1 Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus CAN (Cotroller Area Network) - Điều khiển dữ liệu theo vùng. HS-CAN - Đường truyền dữ liệu mạng CAN tốc độ cao. MS-CAN - Đường truyền dữ liệu mạng CAN tốc độ trung bình PCM (Powertran Control Module)- Bộ điều khiển động cơ. IAC (Idle Air Control) - Van điều khiển không tải. ABS (Anti-lock Brake System) - Bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh. ESP (Stability control) - Bộ điều khiển cân bằng xe. SRS (Supplemental Restraint System) - Hệ thống túi khí an toàn. IC - Intergrated Circuit. LỜI NÓI ĐẦU Ngành ô tô thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang phát triển mạnh mẽ với việc ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu công nghệ thông tin vào sản xuất và lắp đặt các linh kiện ô tô. Hiện nay thì vấn đề “điện và điện tử” trang bị trên ô tô là tiêu chí chính để đánh giá một chiếc xe hơi cao cấp. Trải qua thời gian học tập tại trường, với những kiến thức đã được trang bị giúp em có thêm nhiều tự tin và gắn bó hơn với ngành mình đang theo học. Đồ án tốt nghiệp là môn học cuối cùng của mỗi sinh viên để hoàn thành khóa học, nhận thức được tầm quan trọng đó nên em đã chọn đề tài “Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus”. Đây là một đề tài rất gần với thực tế sản xuất và sửa chữa các hệ thống điện trên xe. 2 Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus Với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn cùng các thầy giáo trong bộ môn Ô tô & MCT và các bạn sinh viên, em đã hoàn thành đề tài đúng tiến độ được giao. Tuy nhiên, do kiến thức thực tế còn hạn chế và đây là lần đầu tiên làm quen với việc nghiên cứu khoa học nên đề tài không tránh khỏi sai sót. Em rất mong nhận được sự quan tâm của các thầy và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn. Với việc thực hiện đề tài này đã giúp em có thêm nhiều kiến thức thực tế, đây chính là hành trang để em dễ dàng hơn trong công việc sau này. Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy PHẠM QUỐC THÁI và các thầy giáo trong khoa Cơ khí Giao thông đã giúp em hoàn thành đề tài một cách tốt nhất. Đà Nẵng, ngày 26 tháng 05 năm 2009. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thanh 1. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Ngày nay, khi mà khoa học kỹ thuật đang phát triển như vũ bảo thì những ứng dụng công nghệ tiên tiến trên ô tô ngày càng nhiều. Trong đó không thể thiếu những thiết bị tiện nghi trên xe, nhu cầu sử dụng xe hơi ngày càng khắt khe hơn người ta ngày càng quan tâm đến những chiếc xe được trang bị các hệ thống hiện đại, mà trên đó không thể thiếu được các thiết bị điện, điện tử. Ngược trở lại những năm 1950 và sớm hơn nữa, xe hơi chỉ được trang bị ăcquy 6V và bộ sạc điện áp 7V. Dĩ nhiên, những chiếc xe cổ này cũng không cần nhiều điện năng ngoài việc đánh lửa hay vài bóng đèn thắp sáng. Giữa thập kỷ 50, việc chuyển sang hệ thống điện 12V mang lại giúp các nhà sản xuất có thể sử dụng các dây điện nhỏ hơn và đồng thời kéo theo việc sinh ra nhiều tiện nghi dùng điện cho xe hơi. Trên những chiếc xe hiện đại ngày nay, ngoài các hệ thống điện chiếu sáng còn rất nhiều các hệ thống điện rất hiện đại phục vụ cho nhu cầu 3 Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus giải trí: Hệ thống âm thanh, CD, Radio…, hệ thống an toàn trên xe: ABS, hệ thống chống trộm, hệ thống túi khí an toàn, hệ thống kiểm soát động cơ,…Các hệ thống hiện đại này đã nâng giá trị của ô tô lên rất cao và con người không chỉ dừng ở đó, các kỹ sư ô tô còn có những ước mơ lớn hơn là làm sao để những chiếc xe thật sự thân thiện với người sử dụng, đến lúc đó khi ngồi trên xe ta sẽ có cảm giác thật sự thoải mái, giảm đến mức tối thiểu các thao tác của người lái xe, mọi hoạt động của xe sẽ được kiểm soát và điều chỉnh một cách hợp lý nhất. Để có được những chiếc xe hiện đại và tiện nghi như vậy cần rất nhiều các thiết bị điều khiển, những thiết bị này có thể đã được lập trình sẵn hoặc không. Tuy nhiên chúng cùng có một đặc điểm chung là phải sử dụng nguồn điện trên ô tô, nguồn điện này được cung cấp bởi ăcquy và máy phát. Với những ý nghĩa tốt đẹp đó em quyết định chọn đề tài “Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus ”, em cũng mong với đề tài này sẽ là một cuốn tài liệu chung nhất cho công việc sửa chữa các hệ thống điện nói chung và hệ thống điện thân xe nói riêng. Trong đề tài này em tập trung vào tìm hiểu các kết cấu, nguyên lý làm việc và tìm hiểu các sơ đồ mạch điện của các hệ thống điện bố trí trên xe. Từ đó phân tích, chẩn đoán các dạng hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục hư hỏng. 2. GIỚI THIỆU VỀ XE FORD FOCUS 2.1. THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA XE FORD FOCUS Dòng xe Ford Focus 2004.75 có ba kiểu xe dựa vào số cửa trên xe: Loại xe 3 cửa, loại xe 5 cửa và loại xe 4 cửa. Mặc dù khác nhau về số cửa nhưng các trang thiết bị trên xe gần giống nhau, dưới đây là thông số về loại xe 4 cửa. 4 Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus Bảng 2-1. Thông số kỹ thuật của xe Ford Focus KÍCH THƯỚC XE [1] STT Thành phần Đơn vị Số liệu 1 Chiều dài toàn bộ (A) mm 4488 2 Chiều rộng toàn bộ (B) mm 1991 3 Chiều cao toàn bộ (C) mm 1495 4 Chiều dài cơ sở (D) mm 2640 5 Chiều rộng cơ sở (E) mm 1535 6 Sức chở Người 4 THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ [1] 7 Loại động cơ 1.6L BZ (Z6) 8 Mã động cơ G9 9 Thứ tự nổ 1-3-4-2 10 Đường kính xy lanh mm 78 11 Hành trình pision mm 83,6 12 Dung tích xy lanh cm 3 1598 13 Hệ thống nhiên liệu (Xăng) PFI (Theo trình tự) 14 Công suất động cơ KW/rpm 77/6000 15 Mômen xoắn Nm/rpm 145/4000 16 Tốc độ tối đa rpm 6500 5 Hình 2-1. Các kích thước cơ bản của xe Ford Focus Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus 17 Hệ thống đánh lửa Bô bin đặt trên bugi Hộp số tự động: Điều khiển điện tử Ly hợp biến mô đóng ở Số 3 và 4 Số 1 2,816:1 Số 2 1,497:1 Số 3 1,0:1 Số 4 0,725:1 Tỷ số truyền số lùi 2,648:1 Tỷ số truyền bán trục 4,416:1 2.2. GIỚI THIỆU CÁC HỆ THỐNG CƠ BẢN TRÊN XE 2.2.1. Hệ thống khởi động 2.2.1.1. Công dụng Hệ thống khởi động có nhiệm vụ cung cấp một nguồn năng lượng bên ngoài, quay động cơ đến một tốc độ tối thiểu nào đó để đảm bảo nhiên liệu đưa vào động cơ có thể đốt cháy được và sau đó động cơ có thể tự làm việc được. Tốc độ tối thiểu đó gọi là tốc độ khởi động của động cơ (n kd ). Đối với động cơ xăng tốc độ khởi động thường nằm trong khoảng 35÷50 (v/ph). Trong khi đó, động cơ Diezel cần tốc độ khởi động lớn hơn, vào khoảng 100÷200 (v/ph). 2.2.1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống khởi động điện Hầu hết trên ô tô đều trang bị hệ thống khởi động bằng động cơ điện một chiều. 6 Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus Nguyên lý hoạt động: Khi bật công tắc máy khởi động ở vị trí Star (13) có dòng điện từ (+) Ăcquy → Cầu chì (11) → Rơle (12) → Vào đồng thời cuộn kéo (7) và cuộn giữ (8). Dòng điện từ ăcquy chạy qua cuộn giữ về mát trực tiếp, đồng thời cũng chạy qua cuộn kéo về mát trong máy khởi động. Cả hai cuộn cùng tạo từ trường mạnh hút lõi thép qua phía phải áp đĩa tiếp điện vào hai tiếp điểm đóng mạch cho dòng điện chạy trực tiếp từ (+) ăcquy vào roto máy khởi động làm quay máy khởi động. Công dụng của cuộn kéo là tạo thêm từ trường đủ mạnh vào lúc đầu để đẩy bánh răng khớp truyền động cài vào vành răng bánh đà, áp đĩa tiếp điện vào hai tiếp điểm. Khi đĩa tiếp điện đã áp vào hai tiếp điểm thì điện (+) ăcquy đặt vào cả hai đầu dây của cuộn kéo nên không có dòng điện qua cuộn này. Cuộn giữ vẫn tiếp tục tạo từ trường duy trì đĩa tiếp điện áp vào hai tiếp điểm đóng mạch cho máy khởi động. 7 1 2 10 9 11 12 13 876 5 4 3 Hình 2-2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động. 1- Ăcquy; 2- Máy khởi động; 3- Lò xo; 4- Khớp truyền động; 5- Cần gạt; 6- Lõi Solennoid; 7- Cuộn hút; 8- Cuộn giữ; 9- Đĩa tiếp điện; 10- Tiếp điểm; 11- Cầu chì; 12- Rơle máy khởi động; 13- Công tắc máy khởi động. Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus Hệ thống khởi động điện bao gồm ba bộ phận chính là: Động cơ điện một chiều; Khớp truyền động và cơ cấu điều khiển. + Động cơ điện: Dùng để biến điện năng của ăcquy thành cơ năng quay trục khuỷu động cơ. Cấu tạo của động cơ điện: Các cuộn dây phần ứng và kích thích của nó thường có tiết diện chữ nhật, kích thước lớn hơn khá nhiều và số vòng dây ít hơn so với các cuộn dây của máy phát. Bởi vì khi khởi động động cơ, máy (động cơ điện) khởi động tiêu thụ một dòng rất lớn, khoảng: 600 ÷ 800 (A). + Khớp truyền động dùng để: - Nối trục của máy khởi động với vành răng bánh đà khi khởi động. - Tách chúng ra ngay sau khi động cơ đã nổ (khởi động). Việc tách trục máy khởi động ra khỏi vành răng bánh đà cần phải được thực hiện tự động để tránh trường hợp máy khởi động bị động cơ nổ kéo theo với số vòng quay lớn gây hư hỏng. Cụm bánh răng và đầu ly kết một chiều được điều khiển cài và tách răng đối với vành răng bánh đà nhờ cần gạt. Cần gạt được tác động nhờ công tắc từ trường (Solenoid). Khi máy khởi động quay làm cho ống (4) quay theo chiều kim đồng hồ, các viên bi lăn trên ống bị động (bánh răng 7) và ống chủ động rồi bị kẹt ở rãnh nông hơn giữa phần (7) và phần chủ động làm khóa cứng hai phần này với nhau. Dưới tác dụng của 8 Hình 2-3. Kết cấu cơ cấu truyền động cơ khí và ly khớp một chiều. 1- Vòng hãm; 2- Ống gài; 3- Lò xo giảm chấn; 4- Ống lót dẫn hướng; 5- Nắp; 6- Con lăn; 7- Bánh răng; 8- Lò xo; 9- Cốc lò xo. Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus lực điện từ nạng gạt sẽ gạt ống (2) và qua lò xo (3) đẩy cả khối ống lót, khớp một chiều và bánh răng vào ăn khớp với vành răng bánh đà. Nếu răng của bánh răng (7) chưa ăn khớp được với răng của vành bánh đà thì bánh răng bị giữ lại, nạng gạt tiếp tục ép lò xo (3) lại, đồng thời đóng tiếp điểm nối mạch điện của máy khởi động làm phần ứng quay, và dưới tác dụng của lò xo bánh răng sẽ vào ăn khớp với vành răng bánh đà. Khi động cơ đã nổ bánh răng (7) và ống bị động quay nhanh hơn rô to và ống chủ động (4) nên các viên bi (6) bị lùi lui về phía lò xo (8), không còn bị kẹt nữa. Lúc này bánh răng (7) quay lồng không trên trục với tốc độ động cơ, trong khi đó ống (4) vẫn quay với tốc độ của máy khởi động, tránh cho máy khởi động bị vượt tốc. Khi công tắc máy khởi động được thả ra dòng điện qua solenoid mất làm từ trường triệt tiêu → máy khởi động ngừng quay, dưới tác dụng của lò xo hồi vị kéo nạng gạt và các cơ cấu về vị trí ban đầu. 2.2.1.3. Sơ đồ mạch điện của hệ thống khởi động 9 Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus 2.2.2. Hệ thống đánh lửa 10 10 2 3 0) OFF 1) ACC 2) Run 3) Start M P N 4 4) Start inhibit swich 3 4 5 6 7 8 1 2 Battery Junction Box (BJB) Battery Junction Box (BJB) Hình 2- 4. Sơ đồ mạch điện của hệ thống khởi động của động cơ 1.6 L BZ. 1- Công tắc khởi động (Ignition switch); 2- Cầu chì; 3- Acquy; 4- Máy phát điện; 5- Máy khởi động; 6- Powertrain control module (PCM); 7- Công tắc cảnh báo hộp số tự động; 8- Relay khởi động. [...]... với vỏ xe, phần dưới của giảm sóc sau lắp ghép với tay đòn đỡ của cơ cấu treo 14 Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus Hình 2-9 Cơ cấu treo sau xe Ford Focus 2.2.6 Hệ thống lái 2.2.6.1 Tổng quan Hệ thống lái xe Focus là hệ thống lái điều khiển điện tử sử dụng một mô tơ điện để kéo bơm dầu (bơm lái) Phần trước lái không có gì thay đổi về cấu tạo, vẫn là loại thước lái sử dụng trên các xe có hệ thống. .. độ xe, đồng hồ đo nhiên liệu, đồng hồ đo nhiệt độ nước làm mát) và các đèn báo hiệu 17 Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus - Hệ thống điều khiển động cơ (Engine control system): Gồm hệ thống điều khiển phun nhiên liệu (IEF), hệ thống điều khiển ga tự động,… - Hệ thống điều khiển ôtô (Vehicle control system): Gồm hệ thống điều khiển phanh chống hãm cứng (ABS), hộp số tự động, hệ thống lái, hệ thống. .. cấp điện xe Ford Focus 1- Máy khởi động; 2- Bộ điều chỉnh; 3- Cuộn kích; 4- Cuộn stator; 5- Bộ chỉnh lưu 3.3 HỆ THỐNG THÔNG TIN 32 Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus 3.3.1 Tổng quan Trong những năm gần đây với sự phát triển đột phá của công nghệ ECU và cảm biến đã gắn kết nhiều thông tin rất hiện đại vào trong hoạt động của xe Tuy nhiên sự gia tăng trọng lượng của xe do các thiết bị điện, điện. .. dòng điện lưu thông trong cuộn pha là dòng điện xoay chiều trong lúc dòng điện đi qua điện trở R là dòng điện một chiều 29 Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus Ta nhận thấy dòng điện sau khi được nắn (chỉnh lưu) thành dòng một chiều vẫn còn nhấp nhô, vì vậy trên ô tô thường sử dụng các bộ lọc (tụ điện, cuộn cảm) nắn điện sao cho dòng điện ra đến tải gần với dạng đường thẳng 3.2.3 Bộ điều chỉnh điện. .. treo, hệ thống truyền lực, hệ thống gối đệm - Hệ thống điều hoà nhiệt độ (Air conditioning system): Bao gồm máy nén, giàn nóng, giàn lạnh, lọc ga, van tiết lưu và các thiết bị điều khiển hỗ trợ khác - Hệ thống các thiết bị phụ: Bao gồm quạt gió, hệ thống gạt nước lau kính, nâng hạ kính, đóng mở cửa xe, radio, tivi, hệ thống chống trộm, hệ thống nâng hạ ghế… Các hệ thống trên hợp thành một hệ thống. .. liệu bị dừng lại và bắt đầu truyền lại với dữ liệu có mức ưu tiên cao nhất 3.3.3 Hệ thống đường truyền dữ liệu trên xe Ford Focus 2004 – 75 34 Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus 1 2 3 4 5 7 8 9 10 6 11 18 29 19 29 12 13 14 16 15 17 29 29 26 20 21 22 23 24 25 30 27 28 Hình 3-17 Hệ thống đường truyền dữ liệu xe Ford Focus 1- Bộ điều khiển âm thanh; 2- Bộ điều khiển Entertainment; 3- Màn hình trung... pháp thường Trong hệ thống mạng MPX sử dụng các phương pháp truyền dữ liệu như: BEAN, CAN, LIN, AVC-LIN 3.3.2 Hệ thống mạng CAN (Controller Area Network) Trên xe Focus 2004 – 75 áp dụng hệ thống mạng CAN để kết nối giữa các bộ điều khiển nhằm làm tăng khả năng giao tiếp, trao đổi thông tin cho một số lượng lớn các bộ điều khiển trang bị trên xe 33 Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus Đường truyền... dụng nhiên liệu xăng + Hệ thống nhiên liệu không có đường xăng hồi từ khoang động cơ trở về thùng + Nhiệt hấp thụ vào hệ thống nhiên liệu giảm, điều này làm giảm sự bốc hơi của xăng trong thùng nhiên liệu + Bộ điều tiết áp suất đặt trong thùng xăng + Đường ống nhiên liệu lắp ghép bằng khớp nối nhanh 13 Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus 2.2.5 Hệ thống treo 2.2.5.1 Hệ thống treo trước Cơ cấu... phép 12000 KPa 2.2.7 Hệ thống phanh 16 Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus Xe Focus được trang bị hệ thống phanh với cơ cấu phanh bánh trước là cơ cấu phanh đĩa và cơ cấu phanh sau là tang trống Dẫn động phanh thủy lực với trợ lực chân không Phanh tay là phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau Để đảm bảo an toàn và tính ổn định khi phanh trên xe có trang bị hệ thống ABS (Anti Lock Brake Systems) Tín... Điện áp này sẽ sinh ra một dòng điện xoay chiều 26 Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus S N S N S N N S S S N N V (+) S N 0° 90° 180° 270° 360° t 470° V (-) a) b) Hình 3-8 Sơ đồ nguyên lý sinh điện a- Sơ đồ nguyên lý; b- Dòng điện xoay chiều 1 pha trong một chu kỳ Mối liên hệ giữa dòng điện sinh ra trong cuộn dây và vị trí của nam châm được chỉ ra trong hình 3-9 Dòng điện lớn nhất được sinh ra khi . trên xe Ford Focus Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus 2.2.6. Hệ thống lái 2.2.6.1. Tổng quan Hệ thống lái xe Focus là hệ thống lái điều khiển điện. cầu 3 Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus giải trí: Hệ thống âm thanh, CD, Radio…, hệ thống an toàn trên xe: ABS, hệ thống chống trộm, hệ thống