THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.93 MB, 130 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
-------------------------------------------BỘ MÔN ĐỘNG CƠ
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN
ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Sinh viên thực hiện:
1. ĐỖ DANH LUÂN
MSSV: 10205023
2. ĐỖ QUỐC THI
MSSV: 10205042
1. NỘI DUNG:
Tìm hiểu về chẩn đoán hệ thống điều khiển động cơ.
Tạo pan, kiểm tra và khắc phục các lỗi trên hệ thống điều khiển động cơ.
2. TÀI LIỆU THAM KHẢO:
• Giáo Trình Thực tập động cơ xăng II - Nguyễn Tấn Lộc. Đại học Sư phạm
•
Kỹ thuật, Thành Phố Hồ Chí Minh.
Giáo Trình Trang bị điện và điện tử ôtô hiện đại - PGS. TS. Đỗ Văn Dũng
•
(2000).Đại học Sư Phạm Kỹ thuật, Thành phố Hồ Chí Minh.
Tài liệu đào tạo TEAM giai đoạn 3 “TCCS (hệ thống điều khiển bằng máy
tính)” của hãng Toyota.
3. TRÌNH BÀY:
•
Quyển thuyết minh đồ án.
•
Đĩa CD thuyết minh đồ án
•
Powerpoint báo cáo
4. THỜI GIAN THỰC HIỆN:
•
Ngày bắt đầu:
•
Ngày hoàn thành:
•
Ngày bảo vệ:
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tp.HCM, ngày……tháng……năm 2014
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
Giáo viên hướng dẫn
Th.s ĐỖ QUỐC ẤM
Thầy: LÊ KHÁNH TÂN
LỜI CẢM ƠN
-----------● Lời đầu tiên, chúng em xin chân thành cảm ơn toàn thể quý thầy cô trường Đại
Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giảng dạy và truyền
đạt những kiến thức hết sức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại
trường.
• Trước hết em xin chân thành cảm ơn qúi Thầy, Cô giảng dạy khoa Cơ Khí Động
Lực và nhất là bộ môn động cơ đã tận tình trong giảng dạy và cung cấp những kiến
thức nền tảng để giúp chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
• Xin cảm ơn Thầy hướng dẫn –Lê Khánh Tân- Người đã trực tiếp hướng dẫn, đề ra
phương hướng và truyền đạt những kiến thức quí báu nhằm giúp chúng em hoàn
thành tốt đề tài tốt nghiệp này.
• Xin cảm ơn Thầy phản biện – Đã bỏ thời gian và công sức để đọc và đóng góp ý
kiến quý báu giúp em hoàn thiện nội dung của đồ án tốt nghiệp.
• Cảm ơn Khoa Cơ Khí Động Lực đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để chúng em hoàn
thành đề tài này.
●Cảm ơn tập thể lớp Cơ Khí Động Lực, tất cả bạn bè và người thân đã luôn động
viên và khuyến khích để đề tài có thể hoàn thành tốt đẹp.
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Tp.HCM, Ngày…..Tháng….Năm 2014
Giáo viên hướng dẫn
Thầy LÊ KHÁNH TÂN
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 3
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Tp.HCM, Ngày….Tháng….Năm 2014
Giáo viên phản biện
MỤC LỤC
A.
PHẦN MỞ ĐẦU:
Lời cảm ơn:…….……………………………………………………………...…………..2
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn:…….…………………………………………...
……..3
Nhận xét của giáo viên duyệt:…….………………………………………………...……..4
Mục lục: ……..……………………………………………….……………………...……5
B.
PHẦN NỘI DUNG:………………………………………….…12
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 4
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
C.
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Ký hiệu
ACIS
Tiếng anh
Acoustic control
Tiếng việt
induction Hệ thống điều khiển độ dài đường
A/C
A/D
system
Air conditioning
Analog to digital
nạp
Điều hoà không khí
(chuyển từ) tín hiệu tương tự sang
A/F
DLC1
DLI
DIS
ECM
Air fuel ratio
Data link connector
Distributorless ignition
Direct ignition system
Engine control module
tín hiệusố
Tỷ lệ không khí và nhiên liệu
Zắc cắm kết nối dữ liệu
Đánh lửa không có bộ chia điện
Hệ thống đánh lửa trực tiếp
Module điều khiển động cơ (hộp
ECT
ECU
EGR
EHPS
đen)
Engine coolant temperature
Nhiệt độ nước làm mát
Engine control unit
Hộp điều khiển động cơ (hộp đen)
Exhaust gas recirculation
Van luân hồi khí xả
Electro
hydraulic
power Hệ thống lái trợ lực thủy lực-điện tử
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 5
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ESA
EVAP
IAC
IACV
Steering
Electronic spark advance
Evaportive
Idle air control
Idle air control valve
ISC
ISCV
MIL
PCV
PTC
không tải
Idle speed control
Điều khiển tốc độ không tải
Idle speed control valve
Van điều khiển tốc độ không tải
Malfunction indicator lamp
Đèn báo lỗi
Positive crankcase ventilation Hệ thống thông hơi cacte
Positive
temperature Hệ số nhiệt độ Tích cực
SAE
coefficient
Society
of
SFI
TCCS
Engineers
Sequential fuel injection
Phun xăng theo thứ tự
Toyota Computer Controlled Hệ thống điều khiển bằng máy tính
TDC
TVV
TWC
VSV
System
Top dead center
Thermal vacuum valve
Three-way catalyst
Vacuum switching valve
Đánh lửa sớm bằng điện tử
Kiểm soát khí xả
điều khiển nạp gió chế độ không tải
Van điều khiển nạp gió chế độ
Automotive Hiệp hội kỹ sư ô tô
của TOYOTA
Điểm chết trên
Van chân không nhiệt
Bộ lọc khí xả ba thành phần
Van chuyển mạch chân không
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
B.PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP
1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:
Bước sang thế kỉ 21 sự tiến bộ về khoa học kỹ thuật của nhân loại đã bước sang một tầm
cao mới. Rất nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật các phát minh sáng chế xuất hiện có tính
ứng dụng cao. Là một quốc gia có nền kinh tế đang phát triển, nước ta đã và đang có
những cải cách mới để thúc đẩy nền kinh tế phát triển. Việc tiếp nhận và ứng dụng các
thành tựu khoa học tiên tiến của thế giới rất được nhà nước quan tâm chú trọng nhằm cải
tạo và thúc đẩy sự phát triển của các ngành công nghiệp mới. Với mục đích đưa nước ta
từ một nước nông nghiệp có nền kinh tế kém phát triển thành một nước công nghiệp hiên
đại.
Trải qua nhiều năm phấn đấu và phát triển, hiện nay nước ta đã là một thành viên của
WTO. Với việc tiếp cận với các quốc gia có nên kinh tế phát triển chúng ta có thể giao
lưu học hỏi kinh nghiệm, tiếp thu và ứng dụng thành tựu khoa học tiên tiến để phát triển
hơn nữa nền kinh tế trong nước. Bước những bước đi vững chắc trên con đường xây
dựng chủ nghĩa xã hội.
Trong các ngành công nghiệp mới được nhà nước chú trọng phát triển thì ngành công
nghệ kỹ thuật ô tô là một trong những ngành có tiềm năng lớn, phát triển mạnh mẽ. Do sự
tiến bộ của khoa học kỹ thuật, quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa phát triển mạnh
mẽ,đáp ứng nhu cầu của con người ngày càng cao. Để đảm bảo độ an toàn, tin cậy khi sử
dụng xe cho người vận hành thì các hãng như: FORD, TOYOTA, MESCEDES,
MITSUBISHI
Do vậy đòi hỏi người kỹ thật viên phải có trình độ hiểu biết,biết học hỏi sáng tạo để bắt
nhịp với khoa học kĩ thuật tiên tiến trên thế giới. Có khả năng chuẩn đoán, khắc phục sự
cố một cách hợp lý.
Trong vài thập niên trở lại đây sự phát triển nhanh chóng của công nghệ đã thúc đẩy nhu
cầu học tập của con người ngày càng cao, phần lớn học sinh đều có thể vào học hệ Đại
Học hoặc Cao Đẳng kể cả những người đi làm quay trở lại học Đại Học, Cao Đẳng với
các chuyên ngành nâng cao ngày càng nhiều như hiện nay. Do vậy, đổi mới phương pháp
dạy học là yêu cầu cấp bách, dựa trên những quan điểm phát huy tính tích cực của người
học, đề cao vai trò tự học của người học kết hợp với sự hướng dẫn của giáo viên đang
được áp dụng rộng rãi. Sự phát triển này đã làm thay đổi không chỉ cách giảng mà còn
thay đổi cả quá trình tổ chức dạy học, ứng dụng công nghệ dạy học, phương tiện dạy học
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 7
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
trong giảng dạy. Điều này khắc phục được nhược điểm của phương pháp cũ, tạo ra chất
lượng của phương pháp mới cho giáo dục và đào tạo, đây cũng là chủ trương về giáo dục
của nhà nước ta hiện nay: đổi mới mạnh mẽ nội dung và phương pháp dạy học, học tập,
chú trọng chất lượng không chạy theo số lượng và bệnh thành tích…
Do đặc điểm của các ngành kỹ thuật đòi hỏi việc học phải đi đôi với hành. Nhưng điều
kiện kinh tế xã hội của nước ta còn chưa phát triển nên việc trang bị những thiết bị kỹ
thuật hiện đại phục vụ cho việc giảng dạy còn hạn chế.Nhằm tăng khả năng thích ứng với
thực tiễn, nắm vững lý thuyết Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM đã
nghiên cứu, xây dựng nên các mô hình giảng dạy trực quan, giúp sinh viên tiếp cận với
những vấn đề gần giống với thực tiễn. Từ đó kích thích khả năng học tập học sinh, sinh
viên của trường.
Đặc biệt với mục đích nâng cao chất lượng dạy học và thực hành của ngành Cơ Khí
Động Lực, cập nhật những công nghệ mới, tăng tính trực quan hóa trong quá trình giảng
dạy và tích cực hóa người học. Vì vậy việc nghiên cứu và chế tạo mô hình phục vụ cho
công tác giảng dạy và học tập là nhiệm vụ cấp bách hiện nay.
Ngoài ra nhằm cập nhật những công nghệ mới, tăng tính trực quan hóa trong quá trình
giảng dạy và học tập, với mục đích nâng cao chất lượng dạy học và thực hành. Mô hình
này được thiết kế để giúp các bạn sinh viên dễ dàng tiếp thu để việc học đạt kết quả cao
hơn.
1.2 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU:
1.2.1 Mục tiêu:
Nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên hướng dẫn
sinh viên trong quá trình thực tập.
Giúp sinh viên ứng dụng ngay bài học lý thuyết vào bài học thực hành.
Sinh viên có điều kiện quan sát mô hình một cách trực quan, và thực hiện thao tác đấu
dây trực tiếp trên mô hình.
Góp phần hiện đại hóa phương tiện và phương pháp dạy thực hành trong giáo dục và đào
tạo.
Giúp sinh viên tiếp thu bài tốt hơn.
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 8
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.2.2 Nhiệm vụ:
Tìm hiểu về hệ thống điều khiển động cơ
Kiểm tra và khắc phục hệ thống điều khiển động cơ
1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
Đề tài được hoàn thành trên cơ sở nhóm đã kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu, trong
đó đặc biệt là phương pháp tham khảo, thu thập tài liệu, học hỏi những kinh nghiệm của
thầy cô, bạn bè và nghiên cứu các mô hình giảng dạy cũ… Từ đó tìm ra những ý tưởng
mới để hình thành đề cương của đề tài. Song song với nó nhóm còn kết hợp cả phương
pháp quan sát và thực nghiệm để kiểm tra và khắc phục hệ thống điều khiển động cơ.
1.4 CÁC BƯỚC THỰC HIỆN:
Tham khảo các tài liệu liên quan.
Kiểm tra và đấu dây cho các hệ thống trên mô hình.
Tiến hành đo đạc kiểm tra và thu thập các thông số.
Nghiệm thu các thông số kiểm tra.
1.5 KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU:
Đề tài được thực hiện trong 10 tuần các công viêc đươc thực hiện như sau:
Giai đoạn 1
-
Thu thập tài liệu xác định nhiệm vụ, đối tượng nghiên cứu, xác định mục tiêu nghiên cứu,
phân tích tài liệu liên hệ.
-
Triển khai thi công.
Giai đoạn 2
-
Viết thuyết minh.
-
Hoàn thiện đề tài.
Giai đoạn 3
- Bảo vệ đề tài.
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 9
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ:
2.1.1 Sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ:
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 10
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 2.1: ECU điều khiển động cơ.
2.1.2 Các cảm biến:
•Cảm biến đo áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp MAP.
•Cảm biến vị trí cánh bướm ga.
•Cảm biến nhiệt độ khí nạp.
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 11
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
•Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
•Cảm biến Oxy.
•Cảm biến tiếng gõ.
•Cảm biến vị trí trục khuỷu.
•Cảm biến vị trí trục cam
•Công tắc áp suất nhớt.
2.1.3 Các cơ cấu chấp hành:
•
•
•
•
Cụm IC-bobine tích hợp của hệ thống đánh lửa điện tử.
Các kim phun.
Van điều khiển tốc độ không tải (ISC).
Đèn báo lỗi “check engine”.
2.2 MÔ TẢ CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN ĐỘNG CƠ:
2.2.1 Tín hiệu đầu vào:
2.2.1.1 Hệ thống tín hiệu nhiệt độ nước làm mát:
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát nhận biết nhiệt độ nước làm mát động cơ bằng một
nhiệt điện trở âm bên trong. Điện trở thay đổi theo nhiệt độ nước làm mát, tín hiệu điện
áp THW cũng thay đổi và được đưa tới ECU động cơ như một tín hiệu điều khiển.
2.2.1.2 Hệ thống tín hiệu nhiệt độ khí nạp:
Cảm biến nhiệt độ khí nạp nhận biết nhiệt độ của khí nạp bằng một nhiệt điện trở
âm bên trong. Điện trở thay đổi theo nhiệt độ của khí nạp, tín hiệu điện áp THA cũng
thay đổi và được đưa tới ECU động cơ như một tín hiệu điều khiển.
2.2.1.3 Hệ thống tín hiệu số vòng quay động cơ:
Vị trí trục khuỷu được nhận biết bởi cảm biến vị trí trục khuỷu. Tín hiệu số vòng
quay động cơ được đưa vào cực NE+, NE- của ECU động cơ.
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 12
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2.2.1.4 Hệ thống tín hiệu G:
Tín hiệu G báo cho ECU biết góc trục khuỷu tiêu chuẩn, được sử dụng để xác định
thời điểm phun nhiên liệu và thời điểm đánh lửa so với điểm chết trên của mỗi xy lanh.
Tín hiệu G được đưa vào cực G22, NE- của ECU động cơ.
2.2.1.5 Hệ thống tín hiệu bướm ga:
Cảm biến vị trí bướm ga phát hiện góc mở bướm ga như là một tín hiệu điều khiển.
Nó được đưa vào cực VTA của ECU động cơ.
2.2.1.6 Hệ thống tín hiệu accu:
Điện áp thường xuyên được cấp đến cực BATT của ECU động cơ. Điện áp để cho
ECU động cơ hoạt động được cấp đến cực +B của ECU động cơ qua rơle EFI chính.
2.2.1.7 Hệ thống tín hiệu lượng khí nạp:
Lượng khí nạp được nhận biết bằng cảm biến chân không và tín hiệu được cấp đến
cực PIM của ECU động cơ như là một tín hiệu điều khiển.
2.2.1.8 Hệ thống tín hiệu máy khởi động:
Để xác định động cơ có đang quay khởi động hay không, điện áp cấp đến máy khởi
động trong quá trình quay khởi động được phát hiện và tín hiệu được cấp đến cực STA
của ECU động cơ như là một tín hiệu điều khiển
2.2.2 Hệ thống điều khiển:
2.2.2.1 Hệ thống EFI:
Hệ thống EFI theo dõi tình trạng của động cơ thông qua các tín hiệu được gửi đến từ
các cảm biến (tín hiệu đầu vào). Lượng phun nhiên liệu được xác định dựa trên các dữ
liệu này và chương trình được lưu trữ trong ECU động cơ để kích hoạt các kim phun
(phun nhiên liệu). Hệ thống EFI điều khiển hoạt động phun nhiên liệu thực hiện bằng
ECU động cơ theo tình trạng lái xe.
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 13
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2.2.2.2 Hệ thống ESA:
Hệ thống ESA theo dõi tình trạng hoạt động của động cơ thông qua các tín hiệu
được gửi đến từ các cảm biến (tín hiệu đầu vào). Góc đánh lửa tối ưu được xác định dựa
trên các dữ liệu này và dữ liệu lưu trữ trong ECU động cơ điều khiển tín hiệu phát ra đến
cực IGT1, IGT2. Tín hiệu này điều khiển IC đánh lửa để tạo ra thời điểm đánh lửa tốt
nhất theo các chế độ lái xe.
2.2.2.3 Hệ thống ISC:
Hệ thống ISC (loại 2 cuộn dây) tăng số vòng quay và tạo ra sự ổn định không tải
cho chế độ không tải nhanh khi động cơ còn nguội và khi tốc độ không tải bị giảm xuống
do tải điện v.v… ECU động cơ đánh giá tín hiệu từ các cảm biến (tín hiệu đầu vào) và
cho dòng điện đến cực ISCO và ISCC để điều khiển van ISC.
2.2.3 Hệ thống chẩn đoán:
Khi có hư hỏng hệ thống tín hiệu của ECU động cơ, hư hỏng được ghi trong bộ nhớ.
Hệ thống bị hư hỏng có thể sau đó được tìm thấy bằng cách hiển thị mã qua đèn báo kiểm
tra động cơ.
2.2.4 Hệ thống dự phòng:
Khi có hư hỏng xảy ra trong bất kỳ hệ thống nào và có khả năng động cơ sẽ bị trục
trặc do tiếp tục điều khiển dựa trên các tín hiệu từ hệ thống đó. Hệ thống dự phòng hoặc
là điều khiển hệ thống bằng cách sử dụng các dữ liệu (các giá trị tiêu chuẩn) ghi trong
ECU động cơ.
2.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ:
2.3.1 TỔNG QUÁT:
Hệ thống điện điều khiển bao gồm các cảm biến để xác định tình trạng làm việc
của động cơ. ECU tính toán thời điểm và thời gian phun sao cho phù hợp với các tín hiệu
từ các cảm biến gửi về.
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 14
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 2.2: Hệ thống điều khiển động cơ.
Các cảm biến gửi tín hiệu về ECU, sau đó ECU sẽ hiệu chỉnh thời gian phun và gửi tín
hiệu đến các kim phun, các kim phun sẽ phun nhiên liệu vào đường ống nạp, lượng nhiên
liệu phun tùy thuộc vào thời gian tín hiệu gửi từ ECU
Hình 2.3 Vị trí các cảm biến bố trí trên xe.
2.3.2 CẢM BIẾN ÁP SUẤT ĐƯỜNG ỐNG NẠP ( MAP ):
2.3.2.1 Cấu tạo:
Hình 2.4: Cảm biến áp suất đường ống nạp.
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 15
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cảm biến này bao gồm:
• Chip silic.
• Buồng chân không có áp suất chuẩn.
• Lọc khí
• Giắc cấm.
Cảm biến MAP được bố trí trên ống góp nạp hoặc được nối đến ống góp nạp
bởi một ống chân không.
2.3.2.2 Hoạt động:
Tấm silicon (hay còn gọi là màng ngăn) dày ở hai mép ngoài và mỏng hơn
ở giữa. Một mặt của tấm silicon tiếp xúc với buồng chân không, mặt c òn lại nối
với đường ống nạp. Bằng cách so sánh áp suất trong buồng chân không và áp
suất trong đường ống nạp, chip silic sẽ thay đổi điện trở của nó khi áp suất
trong đường ống nạp thay đổi. Sự dao động của tín hiệu điện trở này được
chuyển hóa thành một tín hiệu điện áp gửi đến ECM động cơ ở cực PIM.
Hình 2.5: Sơ đồ mạch điện cảm biến MAP.
Áp suất đường ống nạp có liên quan trực tiếp đến tải động cơ. ECM cần biết
áp suất của đường ống nạp để tính toán lượng nhiên liệu cần thiết phun vào
xylanh và góc đánh lửa sớm cơ bản.
Trong đó:
• Cực VC của ECM cung cấp điện áp 5V cho cảm biến.
• Cực PIM gửi tín hiệu điện áp về ECM.
• Cực E2 của ECM nối mass cho cảm biến.
Tín hiệu điện áp của cảm biến là cao nhất khi áp suất trong đường ống nạp là lớn
nhất (công tắc máy ON,động co OFF hoặc khi bướm ga được mở rộng một cách
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 16
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
đột ngột). Tín hiệu điện áp là thấp nhất khi
cánh bướm ga đóng hoặc giảm tốc.
Hình 2.6: Đặc tính điện áp của cảm biến MAP.
2.3.3 CẢM BIẾN VỊ TRÍ TRỤC KHUỶU
( NE ):
2.3.3.1 Chức năng:
Cảm biến vị trí trục khuỷu tạo ra tín hiệu NE, ECU động cơ dựa vào tín hiệu này để
nhận biết tốc độ động cơ, xác định khoảng thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ
bản.
2.3.3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Cảm biến bao gồm một cuộn dây nhận tín hiệu, một nam châm vĩnh cửu, một roto
(32 răng nhỏ và 1 răng lớn) tạo tín hiệu. Roto cảm biến được gắn ở đầu trục khuỷu.
Khi trục khuỷu quay khe hở không khí giữa các răng trên roto tín hiệu và cảm biến
trục khuỷu sẽ thay đổi. Sự thay đổi khe hở tạo ra điện áp trong cuộn nhận tín hiệu được
gắn vào cảm biến này sinh ra tín hiệu NE.
Roto tạo tín hiệu kích hoạt cuộn nhận tín hiệu 33 lần trong mỗi vòng quay trục khuỷu.
Từ tín hiệu này, ECU nhận biết tốc độ động cơ cũng như sự thay đổi từng 10 ° một của
góc quay trục khuỷu.
Hình
Hình 2.7: Vị trí đặt cảm biến.
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 17
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 2.8: Sơ đồ mạch cảm biến vị trí trục khuỷu.
2.3.4 CẢM BIẾN VỊ TRÍ TRỤC CAM (G):
2.3.4.1 Chức năng:
Cảm biến vị trí trục cam tạo ra tín hiệu G, ECU dựa vào tín hiệu G để xác định
thời điểm phun và đánh lửa tương ứng với kỳ nén của từng xylanh.
Một tín hiệu điện AC được tạo ra phù hợp với tốc độ trục cam. Khi trục cam quay nhanh
hơn, tần số AC được tạo ra cũng tăng. Công dụng của cảm biến này là để ECU xác định
thời điểm đánh lửa và thời điểm phun.
Cảm biến vị trí trục cam tạo ra tín hiệu G , ECU dựa vào tín hiệu này để nhận biết góc
của trục khuỷu tiêu chuẩn từ đó xác định thời điểm phun và thời điểm đánh lửa tương
ứng với điểm chết trên cuối kỳ nén.
2.3.4.2 Cấu tạo và Nguyên lý hoạt động:
Hình 2.9: Cấu tạo cảm biến trục cam.
Cảm biến bao gồm một cuộn dây nhận tín hiệu, một nam châm vĩnh cửu, một roto
(1 răng) tạo tín hiệu.
Khi trục cam quay khe hở không khí giữa phần nhô ra trên roto cảm biến và cảm
biến trục cam sẽ thay đổi. Sự thay đổi khe hở tạo ra điện áp trong cuộn nhận tín hiệu
được gắn vào cảm biến này sinh ra tín hiệu G. Tín hiệu G được chuyển đi như một thông
tin về góc chuẩn của trục khuỷu đến ECU.
Roto tạo tín hiệu kích hoạt cuộn nhận tín hiệu G một lần trong mỗi vòng quay trục cam.
Từ tín hiệu này, ECU nhận biết khi nào piston số 1 ở điểm chết trên cuối kỳ nén.
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 18
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 2.10: Sơ đồ mạch điện cảm biến trục cam.
2.3.5 CẢM BIẾN VỊ TRÍ BƯỚM GA ( VTA ):
2.3.5.1 Chức năng:
Cảm biến vị trí bướm ga xác định góc mở bướm ga.
2.3.5.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Cảm biến bao gồm một con trượt, một điện trở và các tiếp điểm cho tín hiệu VTA
được cung cấp tại các đầu của mỗi tiếp điểm.
Một điện áp không đổi 5V được cấp cho cực VC từ ECU động cơ. Khi tiếp điểm
trượt dọc theo điện trở tương ứng với góc mở bướm ga thì làm cho điện trở thay đổi dẫn
đến điện áp ra thay đổi theo. Điện áp này được đưa đến chân VTA của ECU động cơ.
Hình 2.11: Cấu tạo và đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp và độ mở bướm ga.
2.3.6 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ KHÍ NẠP (THA):
2.3.6.1 Chức năng:
Cảm biến nhiệt độ khí nạp dùng để xác định nhiệt độ khí nạp vào động cơ.
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 19
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2.3.6.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Cảm biến bao gồm một điện trở nhiệt có trị số nhiệt điện trở âm. Khi nhiệt độ khí nạp
tăng thì điện trở giảm dẫn đến điện áp gửi về ECU động cơ giảm, ECU điều khiển giảm
lượng nhiên liệu phun và ngược lại sẽ gia tăng lượng nhiên liệu phun khi nhiệt độ khí nạp
giảm.
Hình 2.12: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp.
Hình 2.13: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp .
Điện áp 5V từ ECU cung cấp qua điện trở cố định R đến cực THA để cung cấp cho
cảm biến. Khi nhiệt độ khí nạp thay đổi thì điện trở của cảm biến nhiệt độ khí nạp thay
đổi theo. Điện áp tại cực THA cũng thay đổi theo sự thay đổi đó và ECU sẽ dùng tín hiệu
này để xác định nhiệt độ khí nạp.
2.3.7 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ NƯỚC LÀM MÁT (THW):
2.3.7.1 Chức năng:
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát xác định nhiệt độ nước làm mát của động cơ.
2.3.7.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Cảm biến bao gồm một điện trở nhiệt có trị số nhiệt điện trở âm. Khi nhiệt độ nước
làm mát tăng thì điện trở giảm dẫn đến điện áp gửi về ECU động cơ giảm, ECU điều
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 20
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
khiển giảm lượng nhiên liệu phun và ngược lại sẽ gia tăng lượng nhiên liệu phun khi
nhiệt độ nước làm mát giảm.
Hình 2.14: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ.
Hình 2.15: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt nước làm mát.
Điện áp 5V từ ECU cung cấp qua điện trở cố định R đến cực THW để cung cấp cho
cảm biến. Khi nhiệt độ nước làm mát thay đổi thì điện trở của cảm biến nhiệt độ nước
làm mát thay đổi theo. Điện áp tại cực THW cũng thay đổi theo sự thay đổi đó và ECU sẽ
dùng tín hiệu này để xác định nhiệt độ nước làm mát.
2.3.8 CẢM BIẾN OXY (OX):
2.3.8.1 Chức năng:
Cảm biến oxy nhận biết tỷ lệ không khí - nhiên liệu là đậm hay nhạt hơn so với tỷ lệ
lý thuyết.
2.3.8.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Cảm biến oxy có một phần tử làm bằng Dioxit Zirconia
(ZrO2), một loại gốm. Phần tử này được
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 21
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 2.16: Cảm biến oxy.
phủ cả bên trong và bên ngoài một lớp mỏng platin. Không khí bên ngoài được dẫn vào
bên trong cảm biến, còn bên ngoài của nó tiếp xúc với khí thải. Bộ sấy để nung nóng cảm
biến oxy nhanh chóng khi xe chạy ở tốc độ cầm chừng ,tải nhẹ.
Nếu nồng độ oxy trên bề mặt bên trong của phần tử Zirconia chênh lệch lớn so với bề
mặt bên ngoài tại nhiệt độ cao (400 ̊ C hoặc cao hơn), phần tử Zirconia sẽ tạo ra một điện
áp (tín hiệu OX) gửi đến ECU động cơ để báo về nồng độ oxy trong khí xả tại mọi thời
điểm.
Khi tỷ lệ không khí – nhiên liệu là nhạt, sẽ có nhiều oxy trong khí thải nên chỉ có sự
chênh lệch nhỏ về nồng độ giữa bên trong và bên ngoài của phần tử cảm biến. Vì vậy,
điện áp do nó tạo ra nhỏ (gần bằng 0V). Ngược lại, nếu tỷ lệ không khí – nhiên liệu là
đậm, oxy trong khí thải gần như biến mất nên tạo ra sự chênh lệch lớn về nồng độ bên
trong và bên ngoài phần tử cảm biến. Vì vậy, điện áp tạo ra tương đối lớn (xấp xỉ 1V).
Hình 2.17: Sơ đồ mạch điện cảm biến oxy.
2.3.9 CẢM BIẾN TIẾNG GÕ ( KNK ):
2.3.9.1 Chức năng:
Cảm biến tiếng gõ nhận biết xung kích nổ phát ra trong động cơ và gởi tín hiệu này
đến ECU để điều khiển làm muộn thời gian đánh lửa sớm nhằm ngăn chặn tiếng gõ.
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 22
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 2.18: Cảm biến tiếng gõ.
2.3.9.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Cảm biến này bao gồm một phần tử áp điện, nó sẽ tạo ra điện áp khi bị biến dạng do
rung động của thân máy khi có tiếng gõ. Phần tử áp điện trong cảm biến kích nổ có tần số
hoạt động hòa hợp với tần số kích nổ động cơ. Do tiếng gõ động cơ có tần số xấp xỉ 7
kHz nên điện áp do cảm biến tiếng gõ phát ra sẽ đạt mức cao nhất tại tần số này.
Có hai loại cảm biến tiếng gõ. Một loại tạo ra tần số cao trong dải tần số hẹp của rung
động, còn loại kia tạo ra tần số cao trong dải tần số rộng.
Hình 2.19: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp và tần số.
ECU nhận biết được kích nổ bằng cách đo điện áp tín hiệu KNK so với mức điện áp
chuẩn. Khi nhận thấy có kích nổ, ECU điều khiển giảm góc đánh lửa sớm cho đến khi
không còn kích nổ. Sau đó nó điều khiển thời gian đánh lửa sớm trở lại.
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 23
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 2.20: Tín hiệu cảm biến tiếng gõ.
Hình 2.21: Sơ đồ mạch điện cảm biến tiếng gõ.
2.4 CÁC MẠCH ĐIỀU KHIỂN CƠ BẢN:
2.4.1 Mạch nguồn kết hợp mạch bảo vệ ECU:
Nguyên lý hoạt động:
Khi bật khóa điện ON, điện áp của ắc
quy được cấp đến cực IGSW của ECU
động cơ và mạch điều khiển rơle chính EFI
trong ECU động cơ truyền một tín hiệu đến
cực M-REL của ECU động cơ, bật mở rơle
chính EFI. Tín hiệu này làm cho dòng điện
chạy vào cuộn dây, đóng tiếp điểm của rơle
chính EFI và cấp điện cho cực +B của
Hình 2.22: Mạch nguồn bảo vệ ECU.
ECU động cơ. Điện áp của ắc quy luôn luôn cung cấp cho cực BATT.
2.4.2 Mạch điều khiển bơm:
Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy. Thậm chí khi khoá
điện được bật đến vị trí ON, nếu động cơ chưa nổ máy, thì bơm nhiên liệu sẽ
không làm việc.
Khoá điện ở vị trí START: Khi động cơ quay khởi động, một tín hiệu
STA (tín hiệu máy khởi động) được truyền đến ECU động cơ từ cực ST của
khoá điện. Khi tín hiệu STA được đưa vào ECU động cơ, động cơ bật ON
transitor này và rơle mở mạch được bật ON. Sau đó, dòng điện được chạy vào
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 24
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM_KHOA CKĐ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
bơm nhiên liệu để vận hành bơm.
Hình 2.23: Mạch điều khiển bơm.
Động cơ quay khởi động/nổ máy. Cùng một
lúc khi động cơ quay khởi động, ECU động cơ
nhận tín hiệu NE từ cảm biến vị trí của trục
khuỷu, làm cho transitor này tiếp tục duy trì
hoạt động của bơm nhiên liệu.
Nếu động cơ tắt máy: Thậm chí khi khoá điện bật ON, nếu động cơ tắt máy,
tín hiệu NE sẽ không còn được đưa vào ECU động cơ, nên ECU động cơ sẽ
ngắt transitor này, nó ngắt rơle mở mạch, làm cho bơm nhiên liệu ngừng lại.
2.4.3 Mạch khởi động:
Tín hiệu STA (máy khởi động):
Tín hiệu STA dùng để phát hiện xem có
phải động cơ đang quay khởi động không. Vai trò
chính của tín hiệu này là để được sự chấp nhận
của ECU động cơ nhằm tăng lượng phun nhiên
liệu trong khi động cơ đang quay khởi động. Từ
sơ đồ mạch ta thấy, tín hiệu STA là một điện áp
giống như điện áp cấp đến máy khởi động.
Tín hiệu NSW (công tắc khởi động trung gian):
Hình 2.24: Mạch khởi động.
Tín hiệu này chỉ được dùng trong các xe có hộp số tự động và thường dùng để phát hiện
vị trí của cần chuyển số.ECU động cơ dùng tín hiệu này để xác định xem cần gạt số có ở
vị trí "N" hoặc "P" không hay ở vị trí khá
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
Trang 25
