Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (42)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CƠ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU THI CƠNG MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG
CƠ
3S-FE

GVHD: Th.s PHẠM CƠNG SƠN
SVTH:

THÀNH PHÁT

MSSV:
LÊ
118000935
HUỲNH ĐÌNH LƯU
118000707
DƯƠNG TRẦN THANH NHÃ 118000212

Biên Hòa, tháng 5 năm 2022

1


LỜI CẢM ƠN
Nhận được sự phân công từ Khoa Cơ Điện Trường Đại Học Lạc
Hồng Thành Phố Biên Hòa và sự đồng ý của giảng viên hướng dẫn
Th.s Phạm Công Sơn, nhóm chúng em đã thực hiện đề tài “
NGHIÊN CỨU THI CƠNG MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 3SFE ”. Để đề tài nghiên cứu này đạt kết quả tốt nhất, chúng em đã
nhận được rất nhiều sự hỗ trợ, giúp đỡ từ các quý Thầy trong Khoa

Cơ Điện – Điện Tử và đặc biệt là các Thầy đã tận tình chỉ bảo và
giúp đỡ cho nhóm chúng em. Với tình cảm chân thành của mình,
cho phép chúng em gửi đến quý Thầy lời cảm ơn chân thành và
sâu sắc nhất vì đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em trong
quá trình nghiên cứu đề tài.
Trước hết chúng em xin gửi đến các Thầy trong Khoa Cơ Điện-Điện
Tử với lời chúc sức khỏe và lời cảm ơn chân thành nhất. Trong suốt
thời gian thực hiện đồ án, nhóm em khơng thể tránh khỏi những
thiếu sót nhóm chúng em rất mong nhận được sự nhận xét, góp ý
của q Thầy để nhóm hồn thành tốt hơn bài báo cáo của mình.
Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành đến Thầy Th.s
Phạm Công Sơn. Chúng em thật sự biết ơn thầy rất nhiều vì đã
tận tình chỉ bảo và quan tâm trong suốt thời gian chúng em thực
hiện đề tài. Thầy đã hỗ trợ rất nhiều cả về cơ sở vật chất và những
kiến thức, đó thật sự là những giá trị vô giá.
2


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN.................................................................................................2
DANH MỤC HÌNH.......................................................................................10
DANH MỤC BẢNG......................................................................................13
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN..........................................................................14
1.1. Lý do chọn đề tài:..................................................................................14
1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu:........................................................15
1.2.1. Mục tiêu: 15
1.2.2. Nhiệm vụ:

15

1.3. Phương pháp nghiên cứu:.....................................................................16
1.4. Các bước thực hiện:..............................................................................16
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ TRỤC CAM, TRỤC KHUỶU.........................17
2.1. Giới thiệu về trục cam, trục khuỷu:.......................................................17
2.2. Cấu tạo cảm biến vị trí trục cam, trục khuỷu:.......................................18
2.2.1. Cấu tạo của trục cam, trục khuỷu: 18
2.2.1.1. Trục cam:

18

2.2.1.2. Trục khuỷu:

19

2.3. Nguyên lý hoạt động trục cam:.............................................................20
2.4. Nhiệm vụ và chức năng của trục cam:..................................................21
2.5. Sơ đồ mạch điện của cảm biến trục cam:.............................................21
2.6. Cách thức kiểm tra trục cam:................................................................22
2.7. Những hư hỏng của cảm biến vị trí trục cam thường gặp:...................22
2.8. Cảm biến vị trí trục khuỷu:...................................................................23
2.9. Nguyên lý hoạt động của cảm biến trục khuỷu:...................................24
2.10. Nhiệm vụ và chức năng của trục khuỷu:.............................................24
2.11. Sơ đồ mạch điện cảm biến trục khuỷu:...............................................25
3


2.12. Cách thức kiểm tra:.............................................................................25
2.13. Những hư hỏng thường gặp:...............................................................25
CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU MƠBIN ĐÁNH LỬA VÀ GĨC ĐÁNH LỬA.........26

3.1. Các thành phần chính của MơBin đánh lửa:.........................................26
3.2 Ngun lý hoạt động Môbin đánh lửa:...................................................27
3.3. Các chân cảm biến của MôBin đánh lửa:..............................................27
3.3.1 Những điều kiện của ECU để Môbin đánh lửa:

28

3.4 Sơ đồ mạch điện của MôBin:..................................................................28
3.5 Cách thức kiểm tra MôBin và thử bugi sống chết:.................................29
3.6. BuGi đánh lửa:......................................................................................29
3.6.1 Nguyên lý hoạt động:

30

3.7. Cấu tạo BuGi:........................................................................................30
3.7.1. Cơ cấu đánh lửa của BuGi:

31

3.8. Sơ đồ vùng nhiệt BuGi:.........................................................................31
3.9. Cách kiểm tra BuGi:..............................................................................32
3.10. Góc đánh lửa sớm:..............................................................................33
3.10.1 Tại sao phải đánh lửa sớm:

33

3.10.2 Mục đích đánh lửa sớm: 33

3.11 Điều khiển đánh lửa.............................................................................34
3.11.1 Tổng quan về hệ thống đánh lửa sớm điện tử (Electric Spark Advance)

34

3.12 Tín hiệu IGT..........................................................................................36
3.13 Tín hiệu IGC.........................................................................................37
3.14 Ingiter..................................................................................................37
3.15 Tín hiệu IGF..........................................................................................38
3.15.1. Phát hiện tín hiệu IGF bằng CEMF

38

3.15.2 Phát hiện IGF bằng phương pháp dòng điện trên cuộn sơ cấp

39

3.16 Mạch đánh lửa.....................................................................................40
3.16.1 Điều khiển góc ngậm điện

40

3.16.2 Mạch chống khóa mạch 41
3.16.3 Mạch hạn chế q áp

42

3.16.4 Mạch hạn chế q dịng 42
3.16.5 Tín hiệu NE và tín hiệu G 43

3.17 Chức năng của ECU trong điều khiển đánh lửa sớm............................43
4

3.17.1 Điều khiển đánh lửa khởi động động cơ 44
3.17.2 Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động

45

3.18 Điều khiển góc đánh lửa sớm cơ bản..........................................46
3.18.1 Điều khiển góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh 47
3.18.2 Hiệu chỉnh làm ấm động cơ
3.18.3 Hiệu chỉnh quá nhiệt

47

48

3.18.4 Hiệu chỉnh chế độ không tải ổn định.

48

3.18.5 Hiệu chỉnh EGR 49
3.18.6 Điều khiển hiệu chỉnh momen

49

3.18.7 Hiệu chỉnh chống kích nổ

50

3.18.8 Hiệu chỉnh tỷ lệ khơng khí / nhiên liệu

52

3.18.9 Hiệu chỉnh với hệ thống kiểm sốt hành trình
3.18.10 Điều chỉnh kiểm sốt lực kéo

53

53

3.18.11 Hiệu chỉnh hệ thống thay đổi chiều dài hiệu dụng đường ống nạp ACIS

53

3.19 Kiểm soát đánh lửa sớm tối đa và tối thiểu.........................................54
3.20 Hệ thống đánh lửa lập trình có bộ chia điện.......................................54
3.21 Thứ tự nổ..............................................................................................55
3.22 Hệ thống đánh lửa khơng có bộ chia điện và đánh lửa trực tiếp.........56
3.22.1 Hệ thống đánh lửa khơng có bộ chia điện 57

3.23 Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS).......................................................59
3.23.1 DIS với đánh lửa độc lập 59
3.23.2 Loại một bộ đánh lửa cho mỗi xy lanh
3.23.3 DIS với đánh lửa đồng thời

61

3.24. Hệ thống đánh lửa trực tiếp:

61

60

3.25.Hệ thống đánh lửa trực tiếp bao gồm các bộ phận sau đây: 62
3.25.1.MôBin có IC đánh lửa:

63

3.26. Sau đây là một thí dụ về vận hành dựa trên của động cơ 3S-FE, dùng bô bin kết hợp với IC đánh
lửa:
63
3.27. Kiểm tra hệ thống đánh lửa:

64

3.8. Kiểm tra thời điểm đánh lửa ban đầu:

64

CHƯƠNG 4: CÁC CẢM BIẾN ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐÁNH LỬA...................65
4.1.Cảm biến áp suất khí nạp: (MAP – Manifold Air Pressure sensor):.........65
5


4.1.1.Cảm biến đo áp suất là gì : 65
4.1.2.Cấu tạo cảm biến áp suất gồm những bộ phận nào:

65

4.2.Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất như thế nào:............................66

4.2.1.Dựa vào nguyên lý trên ta lấy ví dụ thực tế như sau :

67

4.3.Dãy đo cảm biến áp suất bao nhiêu :....................................................67
4.3.1 Các thông số cơ bản cần lưu ý khi chọn cảm biến áp suất:................69
4.3.2 Cảm biến lưu lượng khí nạp ( MAF – Mass Air Flow sensor ):..............70
4.3.3. Cảm biến lưu lượng khí nạp là gì: 70

4.4.Cấu tạo và ngun lý hoạt động của cảm biến lưu lượng khí nạp:........71
4.4.1. Cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp:

71

4.4.2. Nguyên lý hoạt động cảm biến lưu lượng khí nạp: 71

4.5. Các loại cảm biến lưu lượng khí nạp phổ biến:.....................................72
4.5.1. Cảm biến lưu lượng khí nạp trên Vane Meter:

72

4.6. Cảm biến lưu lượng khí nạp dây nhiệt:.................................................73
4.6.1.Tuy nhiên, cảm biến lưu lượng khí loại dây nhiệt cũng có những hạn chế như:

73

4.7. Dấu hiệu nhận biết cảm biến lưu lượng khí nạp bị lỗi:..........................74
4.8.Nguyên nhân cảm biến lưu lượng khí nạp bị lỗi:....................................75
4.9. Chức năng và nhiệm vụ của cảm biến nhiệt độ nước làm mát:............76
4.10. Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ nước làm mát:...................................78

4.10.1.Nguyên lí hoạt động của cảm biến nhiệt độ nước làm mát:

78

4.11.Thông số kĩ thuật của cảm biến nhiệt độ nước làm mát:.....................79
4.12.Sơ đồ mạch điện của cảm biến nhiệt độ nước làm mát:......................80
4.13.Cảm biến Oxy ( Oxygen sensor ):........................................................80
4.13.1.Cảm biến oxy là gì:

80

4.13.2.Cấu tạo cảm biến oxy:

81

4.14.Cấu tạo cảm biến oxy nung nóng:.......................................................81
4.14.1.Nguyên lý hoạt động:

81

4.14.2.Cảm biến oxy có tác dụng gì:

82

4.15. Ngun nhân và dấu hiệu nhận biết cảm biến oxy bị lỗi:...................82
4.15.1.Nguyên nhân cảm biến oxy bị lỗi: 82
4.15.2.Dấu hiệu nhận biết lỗi cảm biến oxy:

83

4.16.Cảm biến bướm ga (TPS – Throttle Position Sensor):...........................84
4.16.1.Cảm biến vị trí bướm ga là gì?

84
6


4.17.Cấu tạo của cảm biến vị trí bướm ga:..................................................85
4.17.1.Nhiệm vụ và chức năng của bướm ga :

86

4.17.2.Sơ đồ mạch điện của Throttle position sensor:

86

4.18. Nguyên lý hoạt động cảm biến vị trí bướm ga:...................................87
4.19.Một số dấu hiệu hư hỏng và cách kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga:. .87
4.20.Cách thức kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga:.......................................88
4.21.Cảm biến kích nổ ( Knock sensor ):......................................................89
4.21.1. Cảm biến phát hiện kích nổ trong động cơ Knock sensor: 90

4.22. Nhiệm vụ của cảm biến kích nổ Knock Sensor:...................................90
4.23.Cấu tạo của cảm biến kích nổ:.............................................................90
4.24. Nguyên lí hoạt động của cảm biến kích nổ:........................................91
4.25. Sơ đồ mạch điện của cảm biến kích nổ:..............................................91
4.26. Các hư hỏng thường gặp của cảm biến kích nổ:.................................92
CHƯƠNG 5. QUY TRÌNH CHUẨN ĐỐN ĐÁNH LỬA...............................93
5.1. Tất cả các mã sự cố chẩn đoán (DTC): Khắc phục sự cố biểu đồ mã
P:P1300.........................................................................................................93

5.2. Mô tả mạch................................................................................................93
5.3. Phát hiện điều kiện lỗi...................................................................................93
5.3.1. Sơ đồ hệ thống điện...................................................................................94
5.4. Quy trình kiểm tra.......................................................................................95
5.5. Các bước kiểm tra:..............................................................................103
5.5.1. Nhận biết các chân MôBin:

104

5.6. Những điều kiện của ECU để Môbin đánh lửa:....................................104
5.7. Mạch điện của MôBin:.........................................................................104
5.8. Cách thức kiểm tra MôBin và thử sống chết:......................................105
KẾT LUẬN...................................................................................................106
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................107

7


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.2: Hình ảnh trục cam trục khuỷu.
Hình 2.1: Cấu tạo trục cam, trục khuỷu.
Hình 2.3. Hình cảm biến vị trí trục cam.
Hình 2.4. Sơ đồ cảm biến trục cam.
Hình 2.5. Hình ảnh cảm biến trục khuỷu.
Hình 2.6. Sơ đồ cảm biến trục khuỷu.
Hình 2.7. Hình ảnh những hư hỏng thường gặp.
Hình 3.1: Hình mơbin đánh lửa.
Hình 3.2 Sơ đồ mạch điện của MơBin
Hình 3.3 Cấu tạo BuGi
Hình 3.3.1. Cơ cấu đánh lửa của BuGi

Hình 3.4. Sơ đồ vùng nhiệt BuGi
Hình 3.5. Hình ảnh kiểm tra BuGi
8


Hình 3.6 Đánh lửa sớm theo tốc độ động cơ và chân khơng.
Hình 3.6.1 Cấu trúc hệ thống ESA.
Hình 3.7 Tín hiệu IGT.
Hình 3.8 Tín hiệu IG.
Hình 3.9 Tín hiệu IGF.
Hình 3.10 Phát hiện tín hiệu IGF dựa trên CEMF.
Hình 3.11 Phát hiện tín hiệu IGF bằng dịng điện trên cuộn thứ cấp.
Hình 3.12 Có hai dây tín hiệu IGF cho 8 xy lanh.
Hình 3.13 Mạch đánh lửa.
Hình 3.14 Góc ngậm điện phụ thuộc vào điện áp ắc quy và tốc độ động cơ.
Hình 3.14.1 Bản đồ góc ngậm điện.
Hình 3.15 Kiểm sốt giới hạn dịng điện.
Hình 3.16 Tín hiệu Ne và G.
Hình 3.17 Hiệu chỉnh đánh lửa sớm ở các chế độ khác nhau.
Hình 3.18 Góc đánh lửa sớm ban đầu.
Hình 3.19 Thời điểm đánh lửa.
Hình 3.19.1 IC đánh lửa.
Hình 3.20 Góc đánh lửa sớm cơ bản.
Hình 3.21 Hiệu chỉnh làm ấm động cơ.
Hình 3.22 Hiệu chỉnh quá nhiệt động cơ.
Hình 3.23 Hiện tượng kích nổ.
Hình 3.23.1 Qúa trình hiệu chỉnh chống kích nổ.
Hình 3.23.2 Xác định tín hiệu kích nổ.
Hình 3.23.3 Phương pháp giảm góc đánh lửa sớm.
Hình 3.24 Hệ thống đánh lửa lập trình có bộ chia điện.

Hình 3.24.1 Bộ chia điện.
Hình 3.24.2 Quy trình đánh lửa lập trình có bộ chia điện.
Hình 3.25 Thứ tự nổ động cơ.
Hình 3.26 Hệ thống đánh lửa khơng có bộ chia điện.
Hình 3.26.1 Mạch điện đánh lửa khơng có bộ chia điện trên động cơ V6.
Hình 3.26.2 Thời điểm đánh lửa.
Hình 3.26.3 Cuộn dây đánh lửa cho hai xy lanh.
Hình 3.27 DIS loại một bộ đánh lửa cho tất cả các cuộn dây.
9


Hình 3.27.1 Mạch bộ đánh lửa DSI.
Hình 3.28 DIS loại một bộ đánh lửa cho mỗi xy lanh.
Hình 3.29 DIS loại đánh lửa đồng thời.
Hình 3.22. Hệ thống đánh lửa trực tiếp
Hình 3.23. Các thành phần của hệ thống đánh lửa trực tiếp
Hình 3.24. Sơ đồ của hệ thống đánh lửa 3S-FE
Hình 4.1 : Các loại cảm biến áp suất thường dùng
Hình 4.2 : Cấu tạo cảm biến áp suất
Hình4.3 : Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất
Hình 4.4: Cách kiểm tra các cảm biến khí nạp.
Hình 4.5 : Dãy đo áp suất chuẩn.
Hình 4.6: Cảm biến lưu lượng khí nạp.
Hình 4.7: Ngun lý hoạt động khí nạp
Hình 4.8: Các chân cảm biến khí nạp.
Hình 4.9: Đồng hồ báo hiệu cảm biến khí nạp.
Hình 4.10: Cảm biến khí nạp bị hư
Hình 4.11: Cảm biến nước làm mát
Hình 4.12: Sơ đồ nguyên lý hoạt động nước làm mát
Hình 4.12.1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động nước làm mát

Hình 4.13: Sơ đồ nước làm mát
Hình 4.14: Cảm biến Oxi
Hình 4.15: Cảm biến Oxi bị hỏng
Hình 4.16: Bướm ga
Hình 4.17: Nhiệm vụ và chức năng.
Hình 4.18: Sơ đồ mạch điện.
Hình 4.18.1: Sơ đồ mạch điện.
Hình 4.19: Cảm biến KNK (Kích nổ)
Hình 4.20: Cấu tạo của cảm biến kích nổ.
Hình 4.21: Sơ đồ mạch điện KNK
Hình 4.21.1: Sơ đồ mạch điện KNK
Hình 5.1. Sơ đồ mạch điện
Hình 5.2. Đo điện áp IGF
Hình 5.3. Đo điện áp IGT
10


Hình 5.4. Biểu đồ HINT
Hình 5.4. Bộ đánh lửa

DANH MỤC BẢNG
Bảng 5.1.Phát hiện điều kiện lỗi
Bảng 5.2. Quy trình bước 1
Bảng 5.2.1.Quy trình bước 2
Bảng 5.2.2.Quy trình bước 3
Bảng 5.2.3.Quy trình bước 4
Bảng 5.2.4.Quy trình bước 5
Bảng 5.2.4.1.Quy trình bước 5
Bảng 5.2.5.Quy trình bước 6
Bảng 5.2.6.Quy trình bước 7

Bảng 5.2.7.Quy trình bước 8
Bảng 5.2.8.Quy trình bước 9
11


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Lý do chọn đề tài:
Trong xu hướng phát triển của xã hội hiện đại, Việt Nam coi công
nghệ kỹ thuật ô tô là ngành quan trọng, cần ưu tiên phát triển để
góp phần cơng nghiệp hóa đất nước. Hơn thế nữa, hiện nay các
hãng ô tô nước ngoài đầu tư của vào Việt Nam đang phát triển khá
nhanh, do đó ngành Cơng Nghệ Kỹ Thuật Ơ Tơ được đưa vào danh
mục các ngành “nóng” về nhu cầu lao động, và nhanh chóng trở
thành xu thế lựa chọn ngành học cho các bạn trẻ.
12


Trường Đại học Lạc Hồng là nơi đào tạo ra những kỹ sư, giáo viên
kỹ thuật được trang bị đầy đủ kiến thức và đáp ứng được nhu cầu
xã hội hiện nay. Để có được kết quả đó, nhà trường không ngừng
nâng cao và cải tiến phương pháp dạy và học. Khơng chỉ được học
lý thuyết mà cịn được trực tiếp thực hành trên những mơ hình rất
trực quan và sinh động. Được sự cho phép của nhà trường, chúng
em là sinh viên năm cuối của Nghành Ơ tơ nhận thấy để phục vụ
tốt hơn cho công tác giảng dạy, và tìm hiểu rõ hơn về các hệ thống
trên ơ tơ, chúng ta cần phải có thêm nhiều mơ hình để học tập và
nghiên cứu. Do đó chúng em đã chọn đề tài: NGHIÊN CỨU THI
CƠNG MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 3S-FE .
1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu:
1.2.1. Mục tiêu:

- Nghiên cứu mơ hình thực tế với đầy đủ các bộ phận cơ cấu chấp
hành động cơ, hệ thống điện cùng các cảm biến, tạo điều kiện
thuận lợi để hiểu rõ hơn về vị trí, cấu tạo và nguyên lý hoạt động
của các cơ cấu trên động cơ.
- Củng cố lại các kiến thức đã được học, ôn tập lại các bài thực
hành trên mô hình.
- Nâng cao khả năng xử lý, kiểm tra, chẩn đoán, sửa chữa khi động
cơ có vấn đề.
1.2.2. Nhiệm vụ:
-

Thu thập tài liệu về động cơ Toyota 3S – FE.

-

Thu thập các phụ tùng cần thiết.

-

Nghiên cứu và thi công bản mô phỏng.
13


-

Lắp đặt mơ hình thực tế trên bản thiết kế.

1.3. Phương pháp nghiên cứu:
Để hồn thành được đề tài nhóm đã sử dụng các phương pháp
nghiên cứu sau:

- Phương pháp tham khảo tài liệu do thầy cung cấp và các tài liệu
giáo trình đã học, đồng thời nhóm có tham khảo một số tài liệu và
video trên internet.
- Tham khảo ý kiến của các thầy và bạn bè để học hỏi những kinh
nghiệm của thầy cô, bạn bè trong việc thi cơng và thiết kế mơ
hình.
- Nghiên cứu tìm hiểu qua Internet.
- Tổng hợp kiến thức và thi công.
1.4. Các bước thực hiện:

 Tham khảo tài liệu liên quan đến động cơ TOYOTA 3S-FE.
 Thu thập phụ tùng cần thiết.
 Kiểm tra và đo đạc để xác định hư hỏng, tình trạng phụ tùng.
 Thiết kế bố trí và gia cơng bảng mơ hình.
 Sắp xếp lắp ghép phụ tùng và hồn thiện đường điện.
 Làm đẹp cho mơ hình.
 Tiến hành thử nghiệm và sửa lỗi.

14


 Tiến hành đo đạc kiểm tra và thu thập các thông số.
1.5. Khái quát:
Hệ thống đánh lửa điện tử (hệ thống đánh lửa điện dung) đóng vai
trị quan trọng trong việc xác định thời điểm, thực hiện quá trình
đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu và khơng khí, kích hoạt động cơ ơ tơ.
Thời điểm đánh lửa được tính tốn chuẩn xác bởi ECU dựa trên tín
hiệu nhận được từ các cảm biến.
Hệ thống đánh lửa điện tử là kết quả của sự nghiên cứu và cải tiến
về công nghệ nên sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội hơn so với hệ

thống đánh lửa tiếp điểm thế hệ trước. Đồng thời, hệ thống này
còn được đánh giá cao về khả năng tiết kiệm nhiên liệu, phát thải
thấp, hoạt động mạnh mẽ và ổn định ở cường độ cao mà không
cần điều chỉnh tần số điện.
1.6. Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống đánh lửa:
1.6.1. Nhiệm vụ:
Hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ biến nguồn điện một chiều có hiệu
điện thế thấp (12V hoặc 24V) . Các xung hiệu điện thế cao này sẽ
được phân bố đến các bugi của các xylanh đúng thời điểm để tạo
tia lửa điện cao thế đốt cháy hịa khí.
1.6.2. u cầu
- Tia lửa mạnh.
- Thời điểm đánh lửa chính xác.
- Có đủ độ bền.
- Đảm bảo hiệu điện thế đủ để tạo ra được tia lửa điện phóng ra.
 Tia lửa điện phải có năng lượng đủ lớn.
 Thời điểm đánh lửa phải tương ứng với góc đánh lửa sớm.
 Tuổi thọ phải tương thích với tuổi thọ của động cơ.

15


 Các bộ phận phải làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao và chịu
được độ rung xóc lớn.
 Kết cấu đơn giản, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng và giá thành hợp
lý.

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ TRỤC CAM, TRỤC KHUỶU
2.1. Giới thiệu về trục cam, trục khuỷu:
Trục khuỷu là một phần của động cơ dùng để biến đổi chuyển

động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay. Nó nhận lực
từ piston để tạo ra mô men quay sinh công đưa ra bộ phận công
tác và nhận năng lượng từ bánh đà truyền lại cho piston để thực
hiện các quá trình sinh cơng. Trong q trình làm việc, trục
khuỷu chịu tác dụng của lực khí thể, lực quán tính và lực qn tính
ly tâm. Có hai loại trục khuỷu là trục khuỷu nguyên và trục khuỷu
ghép.
Trục cam là hệ thống thuộc phân phối khí trong động cơ đốt trong
và cùng với sự phát triển của động cơ đốt trong thì trục cam cũng
được phát triển để giúp cho việc tối ưu hiệu suất động cơ được tốt
hơn. Hơn nữa, trục cam được gắn liền với nhiệm vụ là mở xupap
để giúp nạp và xả khí cho động cơ. Hơn nữa, với các cấu tạo và kết
cấu rất linh hoạt đã khiến cho nó có thể sở hữu một cường độ làm
việc cao trong mơi trường khắc nghiệt mà vẫn có thể đóng mở các
xupap một cách chính xác hồn hảo nhất.
2.2. Cấu tạo cảm biến vị trí trục cam, trục khuỷu:
2.2.1. Cấu tạo của trục cam, trục khuỷu:
- - : Cảm biến trục khuỷu.
- - : Cảm biến trục cam.
16


Hình 2.1: Cấu tạo trục cam, trục khuỷu.
2.2.1.1. Trục cam:
Cảm biến vị trí trục cam nắm một vai trị quan trọng trong hệ
thống điều khiển của động cơ.
ECU sử dụng tín hiệu từ cảm biến trục cam đưa đến để để xác định
điểm chết trên của máy số 1 hoặc các máy, đồng thời để tính tốn
thời điểm đánh lửa hoặc phun nhiên liệu hợp lý nhất.
 Cảm biến trục cam trên ô tô gồm:

1. Vỏ cảm biến.

4. Nam châm vĩnh cữu.

2. Dây tín hiệu ra.

5. Phần tử Hall.

3. IC.

6. Bánh răng.

Điểm G : khe hở khơng khí khoảng cách điểm G đến bánh răng là
1.5(mm)
 Cách kiểm tra vị trí trục cam:
- Khiểm tra đo đồng hồ Vom bật chìa khóa (On) khơng nổ máy

17


- Sử dụng đồng hồ Vom kiểm tra điện trở của cuộn dây với giá trị
điện trở tiêu chuẩn.
- Kiểm tra khe hở bánh răng với điểm G nằm trong khoảng 0.5mm1.5mm.

 Điều kiện điện trở tiêu chuẩn:
-

Chân dương 12V hoặc 5V.

-

Chân tín hiệu 5V.

2.2.1.2. Trục khuỷu:
- Cảm biến vị trí trục khuỷu đo tốc độ quay và vị trí chính xác của
trục khuỷu động cơ. Nếu khơng có cảm biến vị trí trục khuỷu, động
cơ sẽ khơng thể khởi động.Cảm biến vị trí trục khuỷu được định vị
sao cho các răng trên vòng răng cảm ứng gắn với trục khuỷu đi sát
vào đầu cảm biến. Vòng này sẽ bị thiếu một hoặc nhiều răng để
cung cấp cho ECU động cơ đến vị trí trục khuỷu tạo ra tia lửa điện
trong xi lanh.
 Cảm biến trục khuỷu trên ô tô gồm:
1. Vỏ cảm biến.

4. Nam châm vĩnh cữu.

2. Dây tín hiệu ra.

5. Phần tử Hall.

3. IC.

6. Bánh răng.

Điểm G : khe hở khơng khí khoảng cách điểm G đến bánh răng là
1.5(mm)
 Cách kiểm tra vị trí trục khuỷu:
- Khiểm tra đo đồng hồ Vom bật chìa khóa (On) khơng nổ máy.

18

- Sử dụng đồng hồ Vom kiểm tra điện trở của cuộn dây với giá trị
điện trở tiêu chuẩn.
- Kiểm tra khe hở bánh răng với điểm G nằm trong khoảng 0.5mm1.5mm.
 Điều kiện điện trở tiêu chuẩn:
- Chân dương 12V hoặc 5V.
- Chân tín hiệu 5V.

Hình 2.2: Hình ảnh trục cam trục khuỷu.
2.3.

Nguyên lý hoạt động trục cam:

- Khi trục khuỷu quay, trục cam sẽ quay thông qua dây cam dẫn
động. Trên trục cam có 1 vành tạo xung có các vấu cực, các vấu
cực này quét qua đầu các cảm biến, khép kín mạch từ và cảm biến
tạo thành 1 xung tín hiệu gửi về ECU. Từ đó ECU nhận biết được
điểm chết trên của xylanh số 1 hay các máy khác.
2.4.

Nhiệm vụ và chức năng của trục cam:

19


- Cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor) đóng một vài

trị vơ cùng quan trọng bên trong hệ thống điều khiển của động
cơ. ECU sẽ sử dụng tín hiệu của cảm biến để xác định ra điểm chết

trên của máy số 1 hoặc các máy khác, đồng thời xác định vị trí và
thời điểm đánh lửa (đối với động cơ chạy xăng) hay thời điểm phun
nhiên liệu (đối với động cơ phun dầu điện tử Common rail) chính
xác.
- Đối với những loại động cơ đời mới ngày nay, chúng đều được
trang bị thêm một hệ thống điều khiển trục cảm biến thiên thơng
minh, trục cam cịn đóng vai trò giám sát sự hoạt động của hệ
thống điều khiển trục cam biến thiên. ECU sẽ sử dụng tín hiệu của
các biến này để xác định rằng trục cam biến thiên có đang làm
việc đúng với tín hiệu từ hộp ECU điều khiển hay khơng.

Hình 2.3. Hình cảm biến vị trí trục cam.
2.5.

Sơ đồ mạch điện của cảm biến trục cam:

- Mạch điện loại điện từ của cảm biến trục cam (2 đây và khơng
cần nguồn cấp), có những xe đời mới sử dụng thêm 1 đoạn dây nối
mass bọc xung quanh 2 dây tín hiệu để hạn chế tình trạng nhiễu
tín hiệu.
Mạch điện l của cảm biến trục cam gồm 2mdây: 1 dây nguồn cho
cấp cho cảm biến 5 – 12 V, và 1 dây tín hiệu gửi về ECU.
20


Hình 2.4. Sơ đồ cảm biến trục cam.

2.6. Cách thức kiểm tra trục cam:
- Hãy sử dụng đồng hồ VOM để kiểm tra điện trở của cuộn dây và
so sánh nó giới giá trị điện trở được ghi trong tài liệu hướng dẫn

sửa chữa xe.
- Kiểm tra khe hở từ nằm ở khoảng 0.5 – 1.5 mm.
Kiểm tra tín hiệu của cảm biến bằng đồng hồ đo VOM bằng
các bước sau:
Bước 1: Sử dụng đồng hồ VOM điện tử , đặt 2 đầu que đo vào 2
chân của cảm biến.
Bước 2: Sử dụng một thanh kim loại (có thể sử dụng cờ lê) để
quét qua đầu cảm biến liên tục. Nếu kim đồng hồ vung lên và trả
về liên tục theo nhịp quét qua, có nghĩa là cảm biến có tạo ra xung
điện áp.
Để chắc chắn hơn khi kiểm tra cảm biến vị trí trục cam, chúng ta
nên kiểm tra xung tín hiệu đầu ra bằng máy hiển thị xung theo
đúng biên dụng như thông số kỹ thuật.
21


2.7. Những hư hỏng của cảm biến vị trí trục cam thường gặp:
- Chỉnh sửa sai khe hở từ.
- Dây tín hiệu chạm mát, chạm dương.
- Đứt dây.
- Lỏng giắc cắm.
- Cảm biến chết.
- Hư hộp ECU dẫn tới báo lỗi cảm biến vị trí trục cam.
- Gãy răng tạo tín hiệu trên vành răng do dùng tuavit bẩy.
2.8. Cảm biến vị trí trục khuỷu:
- Trong q trình hoạt động, nếu thấy xe có dấu hiệu khó khởi động
và tăng tốc, xe bị rung hoặc tiêu hao nhiều nhiên liệu bất thường
thì tài xế có thể kiểm tra bộ phận cảm biến vị trí trục khuỷu.
- Cảm biến vị trí trục khuỷu là cảm biến trục khuỷu loại cảm biến
từ.

- Cảm biến vị trí trục khuỷu là thiết bị nhỏ lắp gần trục khuỷu.
- Cảm biến thường được lắp đặt ở vị trí gần puly trục khuỷu, ngay
phía trên bánh đà nhằm thu thập nhanh tín hiệu từ trục khuỷu và
gửi về ECU. Cụ thể, cảm biến trục khuỷu đo tín hiệu tốc độ và xác
định vị trí trục khuỷu rồi gửi về ECU và máy tính trung tâm của
động cơ sẽ sử dụng những dữ liệu này để tính tốn thời gian phun
nhiên liệu, góc đánh lửa cho các xi lanh.
- Do đó, cảm biến vị trí trục khuỷu bị hỏng hoặc thiếu sẽ ảnh
hưởng tới hoạt động của động cơ như khiến động cơ không thể
khởi động, tốc độ cầm chừng khơng đều, khó tăng tốc, hao tốn
nhiên liệu hơn bình thường và máy rung do sai góc đánh lửa.

22


Hình 2.5. Hình ảnh cảm biến trục khuỷu.
2.9. Nguyên lý hoạt động của cảm biến trục khuỷu:
- Cấu tạo cảm biến trục khuỷu tùy thuộc vào từng loại cảm biến.
Cảm biến trục khuỷu loại cảm biến từ bao gồm cuộn cảm ứng,
nam châm vĩnh cửu và vành răng tạo xung.
- Về nguyên lý hoạt động, cảm biến trục khuỷu có nam châm vĩnh
cửu nhằm tạo ra từ trường ổn định. Khi các chân thép xoay trong
quá trình trục khuỷu quay sẽ tạo ra dao động trong từ trường và
một tín hiệu dòng xoay chiều (AC). ECU động cơ sẽ dựa vào tín
hiệu IGF này do cảm biến trục khuỷu thu về để đo tốc độ quay của
trục khuỷu, từ đó xác định chuẩn xác góc đánh lửa sớm và thời
gian phun nhiên liệu.
2.10. Nhiệm vụ và chức năng của trục khuỷu:
- Trục

khuỷu là

một

phần của

động cơ

dùng

để

biến

đổi

chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay. Nó
nhận lực từ piston để tạo ra mô men quay sinh công đưa ra bộ
23


phận công tác và nhận năng lượng từ bánh đà truyền lại cho
piston để thực hiện các quá trình sinh công.
2.11. Sơ đồ mạch điện cảm biến trục khuỷu:
- Mạch điện loại điện từ của cảm biến trục cam (2 đây và khơng
cần nguồn cấp), có những xe đời mới sử dụng thêm 1 đoạn dây nối
mass bọc xung quanh 2 dây tín hiệu để hạn chế tình trạng nhiễu
tín hiệu.
- Mạch điện l của cảm biến trục cam gồm 2mdây: 1 dây nguồn cho
cấp cho cảm biến 5 – 12 V, và 1 dây tín hiệu gửi về ECU.

Hình 2.6. Sơ đồ cảm biến trục khuỷu.
2.12. Cách thức kiểm tra:
- Cảm biến trục khuỷu bị hư hỏng sẽ dẫn tới những trục trặc khơng
nhỏ trong q trình vận hành xe. Lái xe có thể dựa vào các dấu
hiệu sau để nhận biết cảm biến trục khuỷu bị hư hỏng và sửa
chữa, thay thế khi cần.
- Cảm biến từ của trục khuỷu có thể được kiểm tra bắt đầu từ điện
trở của cuộn dây cảm ứng, sau đó quan sát khe hở đầu cảm biến
với vành răng tạo xung. Cuối cùng, tài xế tiến hành kiểm tra xung
24


tín hiệu đầu ra của cảm biến vị trí trục khuỷu và so sánh kết quả
dữ liệu thu được với thông số tiêu chuẩn của hãng xe để biết thiết
bị có đang hoạt động tốt hay khơng.
2.13. Những hư hỏng thường gặp:
- Dấu hiệu nhận biết cảm biến trục khuỷu gặp vấn đề:
Nguyên nhân cảm biến trục khuỷu hỏng thường là do bị ngắn
mạch. Khi đó, dữ liệu do cảm biến gửi tới ECU sẽ khơng cịn chính
xác khiến ECU tính tốn sai thời điểm đánh lửa dẫn tới ơ tô gặp
vấn đề về tốc độ. Lúc này, xe tăng tốc chậm, không đều, tạo cảm
giác rung giật khi điều khiển xe.
- Dấu hiệu hư hỏng cảm biến trục khuỷu cịn thể hiện qua hiện

tượng xe khơng nổ máy, đèn check engine báo sáng, hoặc lái xe
nhận thấy xe tiêu hao nhiên liệu bất thường trong quá trình vận
hành.

Hình 2.7. Hình ảnh những hư hỏng thường gặp.

25