Bài 2 HỆ THỐNG EDC TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL DÙNG ỐNG PHÂN PHỐI

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hoàng Thanh Xuân

Bài 2
HỆ THỐNG EDC TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL DÙNG ỐNG PHÂN PHỐI

(Common Rail System)

1. Đặc điểm cấu trúc hệ thống nhiên liệu Common Rail System
1.1. Đặc điểm hệ thống (hình 2.1)

• Hệ thống nhiên liệu Common Rail System hiện đại, sử dụng một bơm cao áp 14
hoạt động hút và bơm nhiên liệu với áp suất cao khoảng 160MPa đến ống phân phối
nhiên liệu “Rail” 12. Trục cam của bơm cao áp 14 quay bằng ½ vận tốc trục khuỷu
của động cơ với 3 thuỳ cam lệch tâm, điều khiển ba piston hướng kính bố trí cách
đều nhau 1200. (quá trình cấp nhiên liệu thấp áp ban đầu cho bơm cao áp 14 do bơm
chuyển - thấp áp 21 hút từ thùng chứa 8)

• Ống phân phối nhiên liệu “Rail” 12 có chức năng là ống chứa, tích và nén nhiên
liệu hay còn gọi là acquy thuỷ lực, đồng thời làm giảm đỉnh áp suất từ bơm cao áp và
ổn định áp suất khi kim phun mở

• Áp suất nhiên liệu tích trong ống phân phối gần như khơng đổi nên có thể được
bơm theo ý muốn, khơng phụ thuộc vào chuyển động của piston bơm

• Việc điều khiển q trình phun nhiên liệu của kim phun vào buồng đốt động cơ
bắt đầu xảy ra sớm ở hành trình nén và có thể tiếp tục sau quá trình cháy - giãn nở
để tắt bẫy hạt được thấm cacbon

• Phun mồi dẫn hướng (Pilot Injection). Giai đoạn này khoảng 1 ÷ 4 mm3 nhiên
liệu được phun sớm vào xilanh cuối thì ép trước TDC 900. Góc phun sớm được thực

hiện như vậy nhằm tránh tình trạng nhiên liệu bám, tích đọng trên thành vách xilanh
và đỉnh piston, lượng nhiên liệu phun mồi dẫn hướng giúp nhiên liệu cháy trước một
phần và làm tăng áp suất trong xilanh ở cuối kỳ nén, giảm bớt thời gian cháy trễ,
giảm tiếng ồn, tiêu hao nhiên liệu và ô nhiễm môi trường

• Phun chính (Mail Injection). Giai đoạn phun chính này vẫn phun với áp suất
không đổi nhằm tạo công suất cho động cơ, giúp tăng lực kéo của động cơ

• Phun sau (Post) được áp dụng để đốt cháy NOx. Nó diễn ra ngay sau giai
đoạn phun chính thuộc kỳ cháy - giãn nở hoặc ở khoảng 2000 sau TDC. Ngược với
quá trình (phun mồi dẫn hướng và phun chính), nhiên liệu phun vào khơng được đốt
cháy mà để bốc hơi nhờ vào sức nóng của khí thải. Một phần hỗn hợp này lại được
đưa vào buồng đốt thơng qua van EGR hồi lưu khí xả có tác dụng tương tự như
chính giai đoạn phun mồi dẫn hướng. Valve EGR được lắp để tận dụng nhiên liệu
trong khí thải như là một nhân tố hố học giúp làm giảm nồng độ NOx trong khí thải
1.2. Cấu trúc hệ thống (hình 2.1 & 2.2)

• Vùng nhiên liệu áp suất thấp
- Thùng chứa nhiên liệu 8;
- Bộ lọc nhiên liệu thô 9;
- Bộ lắng lọc 19;
- Valve ngắt dòng nhiên liệu 20;
- Bơm thấp áp dạng bánh răng 21 và các ống dẫn, hồi nhiên liệu thấp áp;
- Bộ lọc nhiên liệu tồn phần 23.

• Vùng nhiên liệu áp suất cao
- Ống tích trữ nhiên liệu “Rail”12;
20

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel

Hoàng Thanh Xuân

- Valve FPCV 13 điều hoà áp suất nhiên liệu “Rail”;

- Bơm 14 cao áp thế hệ 4 với valve điều khiển hút nhiên liệu SCV;

- Vòi phun điện tử và các đường ống cao áp.

• Các nhóm cảm biến “Sensor” và tín hiệu “Signal”

- Nhóm cảm biến tạo ra tín hiệu điện áp (NE; G; OX; KNK)

- Nhóm cảm biến dùng nhiệt điện trở (THW; THA; THF)

- Nhóm cảm biến dùng điện áp VC (VTA; PIM; VG)

- Nhóm cảm biến dùng điện áp BẬT/TẮT (IDL; NSW)

- Nhóm cảm biến dùng điện áp khác từ ECM (STA; STP)

• Trung tâm điều khiển điện tử ECM tiếp nhận tín hiệu - xử lý thơng tin, truyền tín

hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành

• Cơ cấu chấp hành (các loại valve; vòi phun; các đồng hồ đo; bộ tăng áp turbo;

giắc chẩn đoán - diagnosis ……)

1.3. Bước phát triển hệ thống Common Rail System của hãng Bosch

- 1997 Hệ thống đạt 1350bar ra mắt lần đầu tiên (1bar = 14.51psi);

- 1999 Hệ thống đạt 1480bar dành cho xe tải (Renault) thế hệ thứ nhất;

- 2001 Hệ thống đạt 1600bar dành cho xe khách (Volvo và BMW) thế hệ hai;

- 2002 Hệ thống đạt 1600bar dành cho xe tải (MAN) thế hệ thứ hai;

- 2003 Hệ thống đạt 1600bar dành cho xe khách, thế hệ thứ ba (Audi V-6). Sử

dụng kim phun Piezo giảm được 20% lượng khí thải, tăng cơng suất 5%, giảm mức

tiêu thụ nhiên liệu 3% và tiếng ồn động cơ 30dB;

- 2006 Hệ thống thế hệ thứ tư đang được phát triển với áp suất cao hơn và

hình học kim phun được sửa đổi.

1.4. Chức năng điều khiển, mạch nối “mass” và cấp nguồn cho ECM động cơ

• Mạch nối “mass” cho ECM để

điều khiển động cơ

(E1) là PIN tiếp “mass” cho

ECM động cơ và thường được nối

với buồng nạp khí của động cơ

• Mạch nối “mass” cho cảm biến

(E2) và (E21) là các PIN tiếp

“mass” cho cảm biến, các PIN này

nối với PIN (E1) trong ECM động cơ,

nhằm tránh cho các cảm biến khơng

bị lỗi điện áp bằng cách duy trì tiếp

“mass” của cảm biến và tiếp mass

của ECM động cơ ở cùng một vị trí

• Mạch nối “mass” để điều khiển

cơ cấu chấp hành

(E01) và (E02) là các PIN tiếp

“mass” cho cơ cấu chấp hành, như

các valve điều khiển (FPCV - SCV -

EGR…và bộ sấy). (E01) và (E02)

được nối gần buồng nạp khí của

động cơ

21

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hoàng Thanh Xuân
∎ Điều khiển bằng khố điện và relay chính (chỉ có ở một số kiểu xe)

- Khi bật khố điện ON,
dịng điện chạy vào cuộn dây
của relay chính EFI và làm cho
tiếp điểm đóng lại. ECM động
cơ liền cấp điện ngược lại đến
các PIN +B và +B* trong ECM;

- Điện áp của acquy luôn
luôn cấp thường trực đến PIN
“BATT” của ECM động cơ để
tránh cho các mã chẩn đoán và
các dữ liệu khác trong bộ nhớ
của nó khơng bị xóa khi tắt
khố điện OFF.
∎ Điều khiển bằng nguồn ECM động cơ

- Chức năng của loại relay chính EFI này là cung cấp điện cho ECM động cơ
trong vài giây sau sau khi tắt khoá điện OFF và được điều khiển bởi ECM động cơ;

- Khi bật khóa điện ON, điện áp của acquy cấp đến PIN “IGSW” của ECM
động cơ. Trong ECM động cơ liền truyền một tín hiệu đến PIN “M-REL” (Main Relay)
và mạch điều khiển relay chính EFI ra “mass”. Tín hiệu này làm cho dịng điện chạy

vào cuộn dây đóng tiếp điểm của relay chính EFI, dịng điện từ acquy cấp điện cho
cực +B của ECM động cơ, thơng qua relay chính EFI;

- Điện áp acquy luôn cấp thường trực cho PIN “BATT” như loại điều khiển
bằng khố điện, ngồi ra một số kiểu xe cịn có một relay đặc biệt cho mạch sấy
nóng cảm biến A/F tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu, u cầu phải có một dịng điện lớn.

22

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hoàng Thanh Xuân

Hình 2.1. Cấu trúc vị trí thành phần hệ thống EDC - Common Rail System
1. Valve RPCV điều khiển áp suất “Rail”; 2. Cảm biến oxy (HO2S); 3. Kim phun; 4. Cảm biến (CKPS) vị trí trục khuỷu;

5. Valve EGR hồi lưu khí xả; 6. Cảm biến (CMPS) vị trí trục cam; 7. Cảm biến (MAFS) lưu lượng khí nạp;
8. Cảm biến (IATS1) t0 khí nạp 1; 9. ECM; 10. Relay chính; 11. Cảm biến (BPS) tăng áp; 12. Cảm biến t0 khí nạp 2 (IATS2);
13. Giắc nối kiểm tra lỗi động cơ; 14. Cảm biến (ECTS) t0 nước làm mát; 15. Cảm biến (RPS) áp suất nhiên liệu ống “Rail”;

16. Valve VGT điều khiển cánh turbo; 17. Solenoid điều khiển cách bướm ga; 18. Thước đo mức dầu bôi trơn;
19. Valve điều chỉnh áp suất nhiên liệu; 20. Cơ cấu điều khiển cánh biến thiên.
23

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hoàng Thanh Xuân

Hình 2.2. Cấu trúc hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử Common Rail System
1. Van điện từ; 2. Ty van điều khiển; 3. Thanh đẩy; 4. Ty kim; 5. Đót kim; 6. Két làm mát nhiên liệu; 7. Bugi xông; 8. Thùng dầu;
9. Lọc nhiên liệu thô; 10. Bộ điều khiển ECU; 11. Cảm biến RPS; 12. Ống phân phối “Rail”; 13. Valve RPCV điều áp nhiên liệu;

14. Bơm cao áp thế hệ 4; 15. Cảm biến CKPS vị trí trục khuỷu; 16. Cảm biến CMPS vị trí trục cam;
17. Cảm biến ECTS nhiệt độ nước làm mát động cơ; 18. Cảm biến APS bàn đạp ga; 19. Bộ lọc lắng;
20. Van điện ngắt dòng; 21. Bơm nhiên liệu thấp áp; 22. Bộ sấy ấm nhiên liệu; 23. Bộ lọc nhiên liệu toàn phần.

24

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hồng Thanh Xn
2. Nhóm cảm biến tạo ra tín hiệu điện áp
2.1. Cảm biến vị trí trục khuỷu CKPS (Crankshaft Position Sensor)
∎ Chức năng

Giám sát, phát hiện tốc độ và vị trí của trục khuỷu, chuyển đổi thành tín hiệu
xung điện (NE) gửi về ECM động cơ. Sử dụng tín hiệu (NE) và kết hợp tín hiệu của
cảm biến khác, ECM động cơ thực hiện thuật tốn phát tín hiệu điều khiển lượng
nhiên liệu cần phun hay góc đánh lửa tối ưu (động cơ phun xăng điện tử)

∎ Vị trí gá lắp
Được gắn ở phía

trước động cơ đối diện
puly trục khuỷu hoặc ở
đằng sau động cơ đối diện
bánh đà

∎ Cấu tạo (kiểu hiệu ứng từ - hình 2.3)
- Bộ phận chính của cảm biến gồm một cuộn dây quấn quanh một lõi sắt từ và

một nam châm vĩnh cửu. Rotor tạo xung có (60 – 2 = 58) vấu cực, gắn và quay cùng
với puly trục khuỷu, góc giữa 2 vấu cực liền kề nhau là 60 (số vấu cực này khác nhau

tuỳ theo kiểu động cơ);

- Vùng khuyết 2 vấu cực trên rotor là điểm tham chiếu cho sự thay đổi góc
quay của trục khuỷu, nhưng khơng thể xác định đó là TDC kỳ nén hoặc TDC kỳ xả;

- Từ vấu cực thứ 20 trên rotor tạo xung (sau vị trí vấu cực bị khuyết) sẽ trùng
khớp với TDC của xilanh thứ nhất và xi lanh thứ tư (nếu động cơ có 4 xilanh).

Hình 2.3. Cấu tạo và vị trí gá lắp cảm biến trục khuỷu CKPS
1. Nam châm vĩnh cửu; 2. Vỏ cảm biến; 3. Cacte; 4. Lõi cực từ; 5. Cuộn solenoid;

6. Khe hở không khí; 7. Rotor tạo xung và vị trí dấu tham chiếu;
8. Puly trục khuỷu; 9. Trục khuỷu; 10. Dây curoa.
25

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hồng Thanh Xn

∎ Thơng số kỹ thuật và sơ đồ mạch điện
Cảm biến CKPS hiệu ứng từ ra hai PIN là [signal (+) và signal (-)], nếu có

thêm một đầu PIN thứ ba thì đó là PIN tác dụng chống nhiễu nối đến “mass” của
ECM. Đặc trưng của loại cảm biến này là phát ra xung điện DC hình sin (≥ 2V )

Loại cảm biến Tín hiệu đặc trưng Khe hở từ Điện áp khi Điện áp khi
Hiệu ứng từ Xung hình sin (AC) 1.8 mm (rpm) thấp (rpm) cao
0 ÷ 2769mV
230mV

Hình 2.4. Sơ đồ mạch điện và vị trí PIN cảm biến CKPS

∎ Nguyên lý hoạt động
- Rotor tạo xung quay cùng với trục khuỷu. Vùng khuyết 2 cực của rotor khi

quét qua đầu từ của cảm biến sẽ làm thay đổi từ thông, do đó một xung điện (AC)
hình sin (hiệu ứng từ) hay xung vuông (DC) (hiệu ứng Hall) truyền về ECM động cơ;

- Căn cứ vào tín hiệu xung điện (NE) được tạo ra trên số vấu cực của rotor
truyền về. ECM thực hiện thuật tốn phát ra tín hiệu điều khiển lượng nhiên liệu cần
phun hoặc thời điểm đánh lửa của bugi.
∎ Hiện tượng hư hỏng

Trong trường hợp cảm biến CKPS hoặc rotor tạo xung bị hỏng, bộ điều khiển
ECM động cơ sẽ ghi lại lỗi và làm sáng đèn báo MIL “Check Engine”. Các hiện
tượng sau đây có thể được chỉ định cho lỗi của cảm biến này

- Động cơ giảm hiệu suất, chạy không tải thất thường;
- Động cơ có tiếng gõ, rung giật trong khi tăng tốc;
- Động cơ sẽ không khởi động được hoặc khởi động xong sẽ dừng ngay.

26

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hoàng Thanh Xuân

Mã lỗi DCT liên quan đến cảm biến

DCT MIÊU TẢ

P0335 Lỗi mạch hoặc thành phần cảm biến vị trí trục khuỷu

P0336 Phạm vi hoạt động cảm biến vị trí trục khuỷu sai - Hiệu suất kém
P0016 Tương quan cảm biến vị trí trục khuỷu - trục cam (sai cam)
“Circuit” Báo lỗi mạch điện, dây nối, giắc nối
“Performance” Báo lỗi hiệu suất làm việc kém, tín hiệu khơng đạt yêu cầu
“Correlation” Báo lỗi sự tương quan giữa các tín hiệu có vấn đề

∎ Quy trình kiểm tra - chẩn đốn
• Kiểm tra trực quan dấu hiệu hư hỏng cảm biến (đầu từ cảm biến đối diện rotor

bị bám bẩn dầu, mỡ, nứt, vỡ, rotor bị gãy mất vấu cực….)
• Kiểm tra khe hở khơng khí giữa rotor tạo xung và đầu từ của cảm biến CKPS có

nằm trong giới hạn tiêu chuẩn không
Khe hở tiêu chuẩn = 1.8 mm

• Kiểm tra dây điện kết nối từ giắc cắm CKPS đến ECM có tốt khơng, đứt, mạch
tín hiệu “hở” (đoản mạch). Phải đảm bảo giắc cắm kết nối được lắp chặt và tiếp xúc
vào đúng vị trí của PIN tốt (chuyển thang đo thông mạch hoặc điện trở trên đồng hồ
VOM điện tử để tiến hành kiểm tra)

Giữa PIN (2 và 3) của CKPS với PIN (27 và 12) của ECM: (< 1.0Ω)
• Kiểm tra PIN tín hiệu điện áp (chuyển thang đo AC trên VOM điện tử)

- Khoá START trạng thái ngắt (tắt khoá điện)
- Ngắt giắc kết nối đến cảm biến CKPS
- Khoá START trạng thái bật (đóng khố điện)
- Đo điện áp giữa hai đầu PIN 2 và PIN 3 của cảm biến

Thơng số kỹ thuật: 2.4V ÷ 2.6V
• Kiểm tra trị số điện trở cảm biến (chuyển thang đo Ω trên VOM điện tử)

- Khoá START trạng thái ngắt (tắt khoá điện);
- Ngắt giắc kết nối đến cảm biến CKPS, tháo cảm biến ra khỏi động cơ;
- Xác định giá trị điện trở (Ω) giữa PIN 2 và PIN 3 của cảm biến, so sánh giá
trị đo được với thông số kỹ thuật của cảm biến ứng với từng nhãn hiệu và kiểu xe
(bảng giá trị điện trở tiêu chuẩn)

Giá trị điện trở của cảm biến CKPS hiệu ứng từ theo số hiệu động cơ

PIN đo Điều kiện tiêu chuẩn Giá trị điện trở Loại động cơ
Lạnh (200C) 985 ÷ 1.600Ω
Signal (+) 1.265 ÷ 1.890Ω 2AZ-FE
& Nóng (động cơ nổ) 1.630 ÷ 2.740 Camry 2007
Lạnh (200C) 2.065 ÷ 3.225
Signal (-) 1ZZ-FE
Nóng (động cơ nổ) 860 ±10% Corolla 1999
PIN
2 & 3 Lạnh (200C) D4FA
Hyundai

27

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hoàng Thanh Xuân

- Nếu giá trị (Ω) giữa PIN 2 và 3 cao  ngắn mạch trong cuộn dây;
- Nếu giá trị = 0 hoặc ≅ 0  có một mạch hở trong cảm biến;
• Chuyển thang đo xoay chiều AC (~) đồng hồ VOM (điện tử), chập que đo vào
PIN 2 và 3 của cảm biến. Dùng một thanh kim loại quét qua phía đầu từ của cảm
biến  nếu tín hiệu (≥ 0.2 ÷ 0.5V)  cảm biến còn tốt

• Dùng bút thử điện LED bằng phương pháp trên để xác định các PIN [signal (+);
signal (-)] của cảm biến. Khi quét thanh kim loại qua đầu từ của cảm biến  nếu đèn
sáng thì đó là PIN [signal (+); signal (-)] của cảm biến
• Kiểm tra PIN chống nhiễu bảo vệ CKPS (nếu có) (chuyển thang đo Ω)
- Chập một que đo của đồng hồ VOM (điện tử) vào một trong các PIN của
СКРS (2 hoặc 3);
- Chạm que đo còn lại của đồng hồ VOM với PIN tương ứng chống nhiễu, giá
trị đo được phải = 0;
- Cắm lại giắc kết nối đến vị trí cảm biến.
• Lưu ý
- Bất kể giá trị điện trở đo được nằm trong giới hạn cho phép, không thể coi đó
là bằng chứng cảm biến CKPS sẽ tạo ra tín hiệu điện áp chính xác;
- Trong một số hệ thống, dây chống nhiễu bảo vệ cảm biến CKPS được kết
nối với dây CKPS thông qua ‘’mass’’. Trường hợp này, đồng hồ VOM sẽ hiển thị hiện
tượng đoản mạch, đây là điều bình thường đối với hệ thống;

2.2. Nguyên lý hiệu ứng Hall
• Cấp nguồn điện vào 2 đầu của thanh bán dẫn N “thanh Hall” (chứa các electron

tự do), lập tức có sự dịch chuyển của các electron tự do chạy từ đầu (-) này sang
đầu (+) kia của thanh bán dẫn N, lúc này dòng điện xuất hiện

• Đặt một thanh nam châm vĩnh cửu có cực S vng góc gần với “thanh Hall” N,
từ trường nam châm lúc này sẽ làm lệnh các electron khỏi vị trí ban đầu do (cùng
dấu đẩy nhau và khác dấu hút nhau)

- Khi các electron chưa bị từ trường nam châm làm dịch chuyển là mức 0;
- Khi các electron bị từ trường nam châm làm dịch chuyển khỏi vị trí mốc ban
đầu là mức (-);
- Như vậy phía trên mức 0 sẽ xuất hiện các điện tích dương (+) và nếu ta

dùng đồng hồ đo vào 2 điểm này sẽ xuất hiện 1 điện áp uV rất nhỏ.
• Hiệu ứng Hall là một hiệu ứng vật lý được thực hiện khi ta áp dụng đặt một từ
trường vng góc lên một thanh Hall làm bằng chất bán dẫn N (thanh Hall) đang có
dịng điện chạy qua, lúc đó ta nhận được một hiệu điện thế uV rất nhỏ (hiệu điện thế
Hall) sinh ra tại 2 mặt đối diện của thanh Hall

28

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hoàng Thanh Xuân

2.3. Cảm biến vị trí trục cam CMPS hiệu ứng Hall (Camshaft Position Sensor)
∎ Chức năng

- Giám sát, phát hiện TDC piston số 1 cuối kỳ nén, chuyển đổi thành tín hiệu
xung điện (G) gửi về ECM động cơ. Sử dụng tín hiệu xung (G) và tín hiệu xung (NE)
của cảm biến CKPS, ECM động cơ thực hiện thuật tốn phát tín hiệu điều khiển thời
điểm phun nhiên liệu thích hợp hay thời điểm đánh lửa bugi (động cơ phun xăng);

- Cảm biến CMPS còn đóng vai trị giám sát sự hoạt động của hệ thống điều
khiển trục cam biến thiên trên động cơ thế hệ mới có đúng như tín hiệu điều khiển từ
bộ ECM hay khơng.
∎ Vị trí gá lắp

Tuỳ từng loại động cơ, vị trí lắp đặt cảm biến CMPS ở trên nắp (giàn cị), phía
đầu hoặc bên cạnh thân mặt máy

∎ Cấu tạo (hình 2.5)
Đối diện với đầu từ cảm biến là rotor tạo tín hiệu xung điện (G) gắn và quay

cùng trục cam. Trên động cơ Diesel 4 xilanh, đĩa rotor tạo xung có 7 vấu cực, (4 vấu
cực chính cho mỗi xilanh lệch nhau 900). Ba vấu cực cịn lại bố trí khoảng cách khác
nhau, dùng để nhận biết vị trí TDC của piston trong hành trình nén. Số vấu cực trên
rotor có thể khác nhau tùy theo mỗi loại động cơ

29

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hoàng Thanh Xuân

Hình 2.5. Cấu tạo cảm biến trục cam CMPS kiểu Hall
1. Vỏ cảm biến; 2. Đầu dây tín hiệu ra (cấp nguồn, signal; “mass”);

3. Transistor NPN; 4. Nam châm vĩnh cửu;
5. Phần tử Hall (thanh bán dẫn N); 6. Rotor tạo xung; G. Khe hở khơng khí.
∎ Ngun lý hoạt động (hình 2.5 & 2.6)

- Rotor tạo tín hiệu xung 6 gắn và quay cùng trục cam, khi các vấu cực này
quét qua đầu cảm biến 5 (thanh Hall) sẽ làm sai lệch điện áp ở thanh Hall và tín hiệu
xung điện (G) dạng điện áp DC được tạo ra (≤ +5V) dẫn đến ECM động cơ;

- Sử dụng thơng tin này cùng tín hiệu (NE) của cảm biến CKPS. ECM động cơ
phát tín hiệu điều khiển thời điểm phun hoặc thời điểm đánh lửa cho phù hợp.

Hình 2.6. Tín hiệu cảm biến CMPS
30

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hồng Thanh Xn

∎ Thơng số kỹ thuật và sơ đồ mạch điện
Cảm biến vị trí trục cam CMPS kiểu Hall ra ba đầu PIN. Một PIN là nguồn cấp

cho cảm biến (5 ÷ 12 V), một PIN nối “mass” và một PIN “signal” truyền về ECM

Loại cảm biến Tín hiệu đặc trưng Khe hở Điện áp khi Điện áp khi
Hiệu ứng Hall 1.25 mm (rpm) thấp (rpm) cao
Xung vuông
0V ÷ 5V (DC) 2.0V 3.8V

Hình 2.7. Thơng số kỹ thuật và vị trí PIN trong mạch điện CMPS kiểu Hall
Điện trở tiêu chuẩn cảm biến CMPS hiệu ứng từ theo nhãn hiệu động cơ

PIN đo Điều kiện tiêu chuẩn Giá trị điện trở Loại động cơ
Lạnh (200C) 835 ÷ 1.400Ω
PIN 1 - (G+) 1.060 ÷ 1.645Ω 2AZ-FE
PIN 2 - (G-) Nóng (động cơ nổ) 835 ÷ 1.400 Camry 2007
Lạnh (200C) 1.060 ÷ 1.645
1ZZ-FE
Nóng (động cơ nổ) Corolla 1999

∎ Lưu ý
- Khái niệm (lạnh - nóng) là nhiệt độ của cảm biến. “lạnh” khoảng -100 ÷ 500C

(140F ÷ 1220F); “nóng” khoảng 500C ÷ 1000C (1220F ÷ 2120F);
- Đối với cảm biến kiểu hiệu ứng từ, nếu đảo lộn sai dây tín hiệu, sẽ làm cho

động cơ nổ khơng tốt hoặc không nổ;
- 90% Ơtơ hỏng cảm biến CKPS và CMPS sẽ không nổ được máy.
31

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hoàng Thanh Xuân

∎ Hiện tượng hư hỏng
- Khi cảm biến CMPS hỏng, ECM sẽ làm sáng đèn MIL “Check Engine”, nếu

mất tín hiệu, hiện tượng đề sẽ kéo dài hơn mới nổ máy, công suất động cơ bị giảm;
- Trên một số loại xe, cảm biến vị trí trục cam bị hỏng sẽ khiến bugi khơng thể

đánh lửa và không thể khởi động được máy;
- Trên một số xe phun dầu điện tử Common Rail của Hyundai - Kia khi bị mất

tín hiệu cảm biến trục cam, nếu đề máy sẽ khơng có tín hiệu điều khiển kim phun và
không thể nổ máy. Lúc này đèn báo “Check Engine” sẽ sáng trên bảng taplo.

Mã lỗi DCT Camshaft Position Sensor thường gặp

Mã lỗi Đọc lỗi Nguyên nhân

P0340 Camshaft Position Sensor Circuit Malfunction
P0341 (Lỗi mạch cảm biến vị trí trục cam)
P0016
P0011 Camshaft Position Sensor Range/Performance
P0012 (Phạm vi mạch hay vấn đề hiệu suất)

Crankshaft Position - Camshaft Position Correiation
(Lỗi vị trí trục khuỷu và vị trí trục cam)

Camshaft Position Timing Over - Advanced

(Vị trí trục cam sai - quá cao)

Camshaft Position Timing Over-Retarded
(Vị trí trục cam sai - quá thấp)

∎ Quy trình kiểm tra - chẩn đốn
• Kiểm tra trực quan dấu hiệu hư hỏng cảm biến (đầu từ cảm biến đối diện rotor

bám bẩn dầu, mỡ, nứt, vỡ, rotor bị gãy mất vấu cực……)
• Kiểm tra khe hở khơng khí giữa rotor tạo xung và đầu từ của cảm biến CMPS

có nằm trong giới hạn tiêu chuẩn không
Khe hở tiêu chuẩn = 1.25mm

• Kiểm tra dây điện kết nối từ giắc cắm CMPS đến ECM có tốt khơng, đứt, mạch
tín hiệu “hở” (đoản mạch). Phải đảm bảo giắc cắm kết nối được lắp chặt tiếp xúc vào
đúng vị trí của PIN và tiếp xúc điện tốt (chuyển chế độ thang đo thông mạch và điện
trở trên đồng hồ VOM điện tử để tiến hành kiểm tra)

Thông số kỹ thuật: PIN 2 của CMPS và PIN 50 của ECM (< 1.0Ω)
• Kiểm tra điện áp cấp đến CMPS (chuyển thang đo DC trên đồng hồ VOM)

- Khoá START trạng thái ngắt (tắt khoá điện);
- Ngắt giắc kết nối đến cảm biến CMPS;
- Khố START trạng thái bật (đóng khố điện);
- Đo điện áp giữa đầu PIN 1 và PIN 3 “mass” của cảm biến;

Thông số kỹ thuật: 11.0V ÷ 13.0V
- Nếu khơng có điện áp, kiểm tra cầu chì, hay mạch nối “mass” của relay.
• Kiểm tra PIN tín hiệu “Signal” của cảm biến (chuyển sang thang đo DC)

- Khoá START trạng thái ngắt (tắt khoá điện);
- Ngắt giắc kết nối đến cảm biến CMPS;
- Khoá START trạng thái bật (đóng khố điện);
- Điện áp giữa PIN 2 và PIN 3 của cảm biến (có thể dùng bút LED kiểm tra);

Thông số kỹ thuật: 4.8V ÷ 5.1V
32

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hoàng Thanh Xuân

• Xác định đặc tính các PIN cảm biến CMPS kiểu Hall sau khi tháo cảm biến ra
khỏi động cơ. Chuyển nấc thang đo Diode trên đồng hồ VOM điện tử để xác định

- Đo từng cặp PIN bất kỳ, nếu cặp
PIN nào xuất hiện ≅ 0.5V  cặp PIN này
gồm PIN “mass” và PIN tín hiệu xung điện
G;

- Que màu đỏ  PIN “mass”;
- Que màu đen  PIN G “Signal”;
- PIN còn lại là nhận điện áp nguồn
cấp (+5V ÷ +12V) từ ECM hoặc relay
chính

• Sau khi đã xác định được đặc tính các PIN của cảm biến Hall, ta lần lượt kiểm
tra tình trạng của cảm biến thơng qua sơ đồ mạch sau (hình 2.8)

- PIN E “mass” của cảm biến nối cực (-) acquy;
- PIN G “signal” của cảm biến nối (-) bóng đèn LED;

- (+) bóng LED nối với điện trở 1K, nối PIN B “nguồn cấp”, cực (+) acquy;
- Dùng tua-vít “chập” phía đầu từ cảm biến. Nếu LED sáng  cảm biến tốt.

Hình 2.8. Sơ đồ kiểm tra tổng quát cảm biến CKPS và CMPS kiểu Hall
33

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hoàng Thanh Xuân
2.4. Cảm biến Lambda HO2S (Lambda Sensor)
∎ Chức năng

Đo hàm lượng (đậm hay nhạt) của oxygen (02) cịn dư thừa trong khí xả,
chuyển đổi thành tín hiệu (OX) dạng điện áp về ECM động cơ. Sử dụng thơng tin
này, ECM thực hiện thuật tốn phát tín hiệu điều chỉnh lượng nhiên liệu cần phun để
động cơ vận hành tối ưu gần với tỷ lệ A/F lý thuyết
∎ Phân loại

Cảm biến “Lambda” có hai loại, khác nhau ở tính năng và vật liệu chế tạo
- Cảm biến Lambda A/F (phạm vi rộng);
- Cảm biến Lambda (phạm vi hẹp) vật liệu chế tạo từ (ZrO2) và (TiO2).
∎ Vị trí lắp đặt (hình 2.9)
- Xe thế hệ mới có thêm bầu trung hồ khí thải TWC (Catalytic Converter)
thường có 2 cảm biến “Lambda” và được gắn ở trên đường ống góp thải này
- Cảm biến A/F (phạm vi rộng) gắn trước bầu TWC giúp ECM hiệu chỉnh tỷ lệ
nhiên liệu A/F;
- Cảm biến HO2S2 (phạm vi hẹp) gắn sau bầu bộ trung hoà khí thải TWC
(Catalytic Converter) với chức năng xác định TWC hoạt động có hiệu quả khơng.

Hình 2.9. Vị trí gá lắp cảm biến HO2S trên động cơ
∎ Cấu tạo cảm biến Lambda (phạm vi hẹp)

Hình 2.10. Cấu tạo cảm biến HO2S phần tử (ZrO2) phạm vi hẹp
1. Phần tử Zirconium (ZrO2); 2 - 6. Lớp bảo vệ Platin; 3. Cực dẫn điện;
4 - 5. Thân ống xả và bích gá lắp; 7. Khí thải; 8. Khơng khí bên ngồi.

34

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hoàng Thanh Xuân

- Cảm biến “Lambda” thực chất là một thiết bị phát điện, bên trong có chứa
phần tử xúc tác zirconium ơxit (ZrO2) được bọc bằng một lớp bảo vệ platin mỏng và
xốp để oxygen dễ khuếch tán vào. Mặt phía trong tiếp xúc với oxy chuẩn từ mơi
trường đi vào và mặt phía ngồi của phần tử này tiếp xúc với khí xả của động cơ;

- Đặc điểm cảm biến có thành phần (ZrO2) là nhiệt độ làm việc phải > 4000C.
Để giảm thời gian “chờ” làm nóng, bên trong cảm biến có điện trở gia nhiệt bên và
được cấp nguồn +12V từ acquy thông qua ECM, loại cảm biến này ra 4 PIN

1. Vỏ cảm biến;
2. Ống gốm bảo vệ;
3. PIN kết nối;
4. Ống bảo vệ phần gia nhiệt;
5. Phần tử Zirconium (ZrO2);
6. Phần tử tiếp điểm;
7. Vỏ bảo vệ;
8. Phần tử gia nhiệt

(dây sấy Heater - HT);
9. Lò xo kẹp kết nối dây sấy HT;

10. Đĩa dẫn điện.

Hình 2.11. Cấu tạo cảm biến “Lambda” loại ZrO2 dây sấy (phạm vi hẹp)

∎ Nguyên lý hoạt động (hình 2.12)
• Nếu hàm lượng oxy trong khí xả ít  hỗn hợp khơng khí/nhiên liệu đậm 

điện cực tiếp xúc với khí xả có số ion oxy tập trung ít hơn phía điện cực tiếp xúc với
khơng khí. Sự chênh lệch số ion oxy này sẽ tạo ra tín hiệu điện áp (≈ 0.6 ÷ 0.9V).
Dựa vào thông tin này, ECM hiểu là giàu nhiên liệu nên phát tín hiệu điều chỉnh để
giảm lượng nhiên liệu phun về gần đúng với tỷ lệ A/F;

• Nếu hàm lượng oxy trong khí xả nhiều  hỗn hợp khơng khí/nhiên liệu nhạt
 sự chênh lệch số ion oxygen ở hai điện cực thấp  tín hiệu điện áp tạo ra từ cảm
biến (≈ 0.1V). Dựa vào thông tin này, ECM hiểu là nghèo nhiên liệu nên phát tín
hiệu điều chỉnh để tăng lượng nhiên liệu phun về gần đúng với tỷ lệ A/F.

∎ Thông số kĩ thuật và sơ đồ mạch điện (6Ω ÷ 13Ω)
- Trị số điện trở: Điện trở nung nóng (0.1V ÷ 0.9V)
- Tín hiệu điện áp: loại Zr02 (phạm vi hẹp) (0.1V ÷ 5V )
Loại Ti02

35

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hoàng Thanh Xuân

Hình 2.12. Đặc tính cảm biến HO2S (phạm vi hẹp)

Hình 2.13. Cấu tạo và sơ đồ mạch điện cảm biến “Lambda” dây sấy (phạm vi hẹp)

∎ Cấu tạo cảm biến “Lambda” loại A/F (phạm vi rộng)

- Cảm biến A/F được sử dụng từ năm 2000 do hãng Denso phát triển, cảm
biến này giúp phương tiện Ơtơ đáp ứng được sự khắt khe về tiêu chuẩn khí thải
Euro 3 trở lên, loại này dần được thay thế cho (sensor lambda phạm vi hẹp);

- Cảm biến A/F nhìn bề ngồi khơng khác nhiều so với cảm biến Lambda loại
(phạm vi hẹp). Khác biệt lớn nhất là cảm biến A/F có 6 PIN, nó nhận biết được tỷ lệ
A/F ở dải rất rộng từ (5/1 ÷ 20/1), tạo ra tín hiệu dịng điện truyền về ECM;

- Cảm biến Lambda loại (ZrO2) (phạm vi hẹp) chỉ nhận biết được tỉ lệ A/F
trong dãy (12/1 ÷ 17/1), tạo ra điện áp trực tiếp truyền về ECM. Cảm biến Lambda
phạm vi hẹp có 4 PIN.

36

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hoàng Thanh Xuân

Hình 2.14. Cấu tạo cảm biến A/F (phạm vi rộng)
1. Đầu dò (Nernst Cell và oxy tế bào bơm) kết hợp phần tử gia nhiệt;
2. Ống vỏ kép bảo vệ; 3. Vòng đệm gốm bảo vệ; 4. Thành phần Platinum;
5. Thân cảm biến; 6. Áo bảo vệ; 7. Phần tử mạch sấy; 8. Cực kết nối;

9 – 10. Khoá đầu cực; 11. PIN kết nối dây dẫn; 12. Vỏ bảo vệ.
• “Nernst Cell”: Chức năng như PIN “signal” trên cảm biến phạm vi hẹp;
• “Pump Cell”: Bộ tạo điện áp hoá học;
• “Monitoring chamber”: Buồng giám sát.

37

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hoàng Thanh Xuân
∎ Nguyên lý hoạt động (hình 2.14)

- Khi khí thải đi qua buồng “Pump cell” từ lỗ thông trên cảm biến để vào buồng
“Monitoring chamber” giám sát. Lúc này tại “Nernst Cell” sẽ sinh ra tín hiệu điện áp từ
(100mV ÷ 900mV), tuỳ thuộc vào tỷ lệ khơng khí/nhiên liệu A/F;

- Buồng giám sát “Monitoring chamber” có chức năng ln giữ tỷ lệ A/F ở mức
14.7/1. Tỷ lệ này đạt được là bởi buồng “Pump cell” ln điều chỉnh (dịng điện) để
“Nernst Cell” chỉ thị điện áp 450mV (Nếu tỷ lệ A/F = 14.7/1, sẽ khơng có điện);

- Nếu hịa khí nghèo do hàm lượng oxygen quá nhiều, lúc này điện áp của
“Nernst cell” sẽ hạ xuống dưới < 450mV. Để bù vào sự sụt áp này thì “Pump cell” sẽ
sản sinh ra một dịng điện (+), làm giảm lượng ion oxygen trong buồng giám sát
“Monitoring chamber”, dòng điện thay đổi sao cho “Nernst cell” giữ được 450mV.
ECM động cơ sẽ giám sát “Pump cell” qua sự thay đổi dịng điện này, đây chính là
tín hiệu để ECM điều chỉnh lượng phun nhiên liệu tương ứng;

- Nếu hịa khí giàu do hàm lượng oxygen q ít, điện áp của “Nernst cell”
sẽ tăng cao > 450mV. Lúc này “Pump Cell” sẽ sinh ra một dòng điện chiều (-) làm
tăng lượng ion oxygen trong buồng giám sát. Dòng điện này thay đổi để “Nernst cell”
giữ được ≈ 450mV. ECM động cơ sẽ giám sát “Pump Cell” qua sự thay đổi dịng
điện này để phát tín hiệu điều chỉnh lượng phun nhiên liệu tương ứng;

- Cảm biến Lambda (phạm vi rộng) hoạt động tốt ở 6500C (12000F), nhiệt độ
này đạt được nhờ trang bị phần tử gia nhiệt được điều khiển bằng chế độ xung để
duy trì nhiệt độ.
∎ Thơng số kỹ thuật và sơ đồ mạch điện

Hình 2.15. Sơ đồ mạch điện cảm biến Lambda loại 6 PIN (phạm vi rộng)
38

Đề cương bài giảng: Bảo dưỡng & sửa chữa hệ thống EDC trên động cơ Diesel
Hoàng Thanh Xuân

Thông số kỹ thuật cảm biến Lambda có điện trở gia nhiệt (phạm vi rộng)

Nhiệt độ Điện trở dây sấy Nhiệt độ Điện trở dây sấy Điều khiển
(0C) (Ω) (0C) (Ω) dây sấy cảm biến

20 9.2 400 17.7 (Hz)
100 10.7 500 19.2
200 13.1 600 20.7 100 Hz
300 14.6 700 22.5

∎ Hiện tượng hư hỏng
- Đèn MIL “Check Engine” bật sáng trên bảng Taplo;
- Đứt dây điện trở sấy, hỏngv mạch sấy;
- Tốc độ cầm chừng không ổn định;
- Tăng tốc không tốt, hiệu suất giảm;
- Suất tiêu hao nhiên liệu tăng;
- Bị bám nước, cặn muội than ở đầu cảm biến do từ nhớt làm trơn động cơ lọt

vào buồng đốt hay từ những chất phụ gia (fuel additives).
∎ Quy trình kiểm tra - chẩn đốn

• Kiểm tra trực quan cảm biến Lambda
- Khoá START trạng thái ngắt (tắt khoá điện);

- Ngắt giắc kết nối đến cảm biến Lambda;
- Kiểm tra mơ-men xoắn, vị trí kết nối với thân cổ xả (kết nối kém) của thành

phần cảm biến Lambda;
- Tháo cảm biến Lambda ra khỏi động cơ;
- Kiểm tra lớp phủ platin bị hư hỏng và hệ thống dây điện của cảm biến.

• Kiểm tra tín hiệu điện áp điều khiển dây sấy
- Chỉnh thang đo DC trên đồng hồ VOM điện tử;
- Khoá START trạng thái ngắt (tắt khoá điện);
- Ngắt giắc kết nối đến cảm biến A/F;
- Khoá START trạng thái bật (đóng khố điện);
- Đo điện áp giữa PIN 2 và PIN 5 của giắc kết nối đến A/F.
Tín hiệu điện áp: 11.0V ÷ 12.7V (rơ le chính bật nguồn)

• Kiểm tra trị số điện trở cuộn dây gia nhiệt
- Chỉnh thang đo Ω trên đồng hồ VOM điện tử;
- Khoá START trạng thái ngắt (tắt khoá điện);
- Ngắt giắc kết nối đến cảm biến A/F;
- Kiểm tra điện trở và sự thông mạch giữa PIN 2 và PIN 5 của cảm biến A/F.
Thông số kỹ thuật: Bảng điện trở gia nhiệt (phạm vi rộng)

• Kiểm tra hở mạch “Nernst Cell”
- Chỉnh thang đo thông mạch trên đồng hồ VOM điện tử;
- Khoá START trạng thái ngắt (tắt khoá điện);
- Ngắt giắc kết nối đến cảm biến A/F;
- Kiểm tra tính liên tục giữa PIN 1 của cảm biến và PIN 64 của ECM;
Đặc điểm kỹ thuật: đảm bảo tính liên tục < 1.0Ω

39