Đề cương bài giảng hệ thống cơ điện tử ô tô 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BÀI GIẢNG
HỌC PHẦN: HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ 2
SỐ TÍN CHỈ: 02
LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Hưng Yên - 2015


Khoa Cơ khí Động lực

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

MC LC TN CH 1
TN CH 1....................................................................................................................... 3
CHNG 1: TNG QUAN H THNG C IN T ễ Tễ 2 ........................... 3
1.1. TNG QUT V H THNG...................................................................................... 3

1.1.1. Bi dõy ..........................................................................................................4
1.1.2. Cỏc chi tit bo v.........................................................................................6
1.1.3. Cụng tc v R le..........................................................................................7
1.2. B IU KHIN TRUNG TM V C CU CHP HNH ................................... 8

CHNG 2. H THNG THễNG TIN TRấN ễ Tễ ........................................... 10
2.1. TNG QUT V H THNG.................................................................................... 10

2.1.1. Tng quan v h thng ...............................................................................10
2.1.2. Cu trỳc tng quỏt ca h thng .................................................................11

2.1.3. Phõn loi v yờu cu ca h thng ..............................................................12
2.2. THễNG TIN DNG TNG T (Analog) ............................................................... 14

2.2.1. ng h v cm bin bỏo ỏp sut du ........................................................14
2.2.2. ng h nhiờn liu......................................................................................18
2.2.3. ng h v cm bin bỏo nhit nc lm mỏt ......................................22
2.2.4. ng h bỏo tc ng c .......................................................................23
2.2.5. ng h v cm bin bỏo tc xe ............................................................26
2.2.6. ng h Ampere .........................................................................................27
2.2.7. Cỏc mch ốn cnh bỏo ..............................................................................29
2.3. THễNG TIN DNG S (Digital) ............................................................................... 30

2.3.1. Cu trỳc c bn ...........................................................................................30
2.3.2. Cỏc dng mn hỡnh .....................................................................................31
2.4. S H THNG THễNG TIN TIấU BIU .......................................................... 35

CHNG 3. H THNG CHIU SNG V TN HIU ...................................... 36
3.1. TNG QUT H THNG .......................................................................................... 36

3.1.1. S tng th ca h thng........................................................................36
3.1.2. Chc nng ...................................................................................................36
3.1.3. Yờu cu .......................................................................................................36
3.1.4. Phõn loi .....................................................................................................36
3.2. H THNG CHIU SNG ......................................................................................... 37

3.2.1. H thng quang hc v kt cu ốn ............................................................37
3.2.2. Cỏc mch ốn chiu sỏng tiờu chun ..........................................................42
3.2.3. ốn pha cao ỏp v ốn thụng minh .............................................................53
Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

1


Khoa Cơ khí Động lực

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

3.3. H THNG TN HIU ................................................................................................ 67

3.3.1. H thng ốn xi nhan v cnh bỏo nguy him ............................................68
3.3.2. H thng ốn kớch thc .............................................................................71
3.3.3. H thng ốn phanh ....................................................................................71
3.3.4. H thng cnh bỏo lựi xe ............................................................................72
3.3.5. H thng cũi in v chuụng nhc ..............................................................73
CHNG 4: H THNG AN TON KHN CP ................................................ 77
4.1. CHC NNG, YấU CU ........................................................................................... 77

4.1.1. Chc nng ...................................................................................................77
4.1.2. Yờu cu .......................................................................................................77
4.1.3. S cn thit phi cú SRS.............................................................................78
4.2. H THNG TI KH .................................................................................................. 79

4.2.1. Cụng dng, phõn loi ..................................................................................79
4.2.2. Cu trỳc c bn ca h thng......................................................................80
4.2.3. Nguyờn lý hot ng ...................................................................................80
4.2.4. Tỳi khớ RSR loi E ......................................................................................81
4.3. H THNG CNG AI KHN CP ........................................................................ 93

4.3.1. Tng quan v b cng ai khn cp............................................................93
4.3.2. Cu to v nguyờn lý hot ng .................................................................94

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

2


Khoa Cơ khí Động lực

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

TN CH 1
CHNG 1: TNG QUAN H THNG C IN T ễ Tễ 2
1.1. TNG QUT V H THNG
H thng in thõn xe ỏp dng rt nhanh nhng tin b ca khoa hc k thut cho
h thng an ton hn v to ra nhiu tin ớch cho ngi s dng.
H thng in thõn xe bao gm cỏc h thng chia nh sau õy:

H thng thụng tin v chn oỏn:
+ Cỏc loi ng h ch bỏo
+ Cỏc ốn cnh bỏo
+ Cỏc cm bin cho ng h v cm bin bỏo nguy
+ Cỏc gic chn oỏn v gic kt ni d liu

H thng chiu sỏng v tớn hiu:
+ Cỏc ốn chiu sỏng
+ Cỏc cụng tc v rle iu khin
+ Cỏc ECU ốn
+ Cỏc cm bin

H thng gt nc ra kớnh:

+ Cỏc mụt gt nc
+ Cụng tc v rle iu khin
+ Cỏc ECU iu khin
+ Cỏc cm bin

H thng khúa ca, chng trm:
+ Cỏc mụt iu khin khúa ca
+ Cỏc b phn phỏt, nhn tớn hiu iu khin ca
+ Cỏc cụng tc rle iu khin
+ Cỏc ECU iu khin
+ Cỏc cm bin

H thng nõng h kớnh:
+ Cỏc mụt ca s in
+ Cỏc cụng tc ca s in
+ Cỏc IC iu khin v cm bin tc

H thng iu khin gng chiu hu:
+ Cm gng v cỏc mụt
+ Cỏc cụng tc iu khin v ECU


H thng iu hũa khụng khớ:

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

3


Khoa Cơ khí Động lực

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

+ Cỏc cm bin
+ ECU iu khin
+ Cỏc cụng tc iu khin
+ Cỏc b phn chp hnh

H thng tỳi khớ, dõy ai:
+ B tỳi khớ
+ B dõy ai
+ Cỏc cm bin
+ B kim soỏt CPU

H thng mng CAN:
+ Cỏc IC CAN
+ Cỏc ECU
+ Cỏp ni
Cỏc b phn c bn ca h thng in thõn xe:
Trc khi tỡm hiu cỏc b phn c bn ca h thng in thõn xe ta tỡm hiu khỏi
nim Mỏt thõn xe. Trờn ụ tụ, cỏc cc õm ca tt c cỏc thit b in v õm c quy u
c ni vi cỏc tm thộp ca thõn xe nhm to nờn mt mch in. Ch ni cỏc cc
õm vo thõn xe gi l Mỏt thõn xe. Mỏt thõn xe lm gim s lng dõy in cn s
dng.
1.1.1. Bi dõy
Dõy in cú chc nng ni cỏc b phn in ca ụ tụ vi nhau. Bi dõy c chia
thnh cỏc nhúm nh sau:
- Dõy in c mó mu
- Cỏc chi tit ni: Hp ni, hp rle, gic ni, bulụng ni Mỏt
a. Dõy in

Dõy in v cỏp cú 3 loi:
Dõy thp ỏp (dõy bỡnh thng) loi ny c dựng ph bin trờn ụ tụ bao gm cú
lừi dn in v v bc cỏch in.
Dõy cao ỏp (dõy cao ỏp trong h thng ỏnh la) v cỏp bao gm lừi dn in ph
lp cao su cỏch in dy nhm ngn khụng cho in cao ỏp b rũ r.
Dõy cỏp c thit k bo v nú khi nhng nhiu in bờn ngoi. Nú s dng
lm cỏp ng ten radio, cỏp mng CAN

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

4


Khoa Cơ khí Động lực

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

Hỡnh 1.1: S dõy in trờn xe
b. Cỏc chi tit ni
h tr vic ni cỏc chi tit, dõy in c tp trung ti mt s phn trờn xe
ụtụ.
a. Hp ni l mt chi tit m ú cỏc gic ni ca mch in c nhúm li vi
nhau. Thụng thng nú bao gm bng mch in liờn kt cỏc cu chỡ, rle vi cỏc bi
dõy
b. Cỏc gic ni (3) , gic ni dõy (4) v bulụng ni Mỏt (5) hỡnh 1.2

Hỡnh 1.2: Cỏc chi tit ni
- Gic ni c s dng gia dõy in vi dõy in hoc gia dõy in vi b
phn in to ra cỏc kt ni. Cú 2 loi gic kt ni l kt ni dõy in vi dõy in

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

5


Khoa Cơ khí Động lực

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

v dõy in vi b phn in. Cỏc gic ni c chia thnh gic c v gic cỏi tựy
theo hỡnh dng cỏc cc ca chỳng. Gic kt ni cú nhiu mu khỏc nhau.
- Gic ni dõy cú chc nng l ni cỏc cc ca cựng mt nhúm.
- Bulụng ni Mỏt c s dng ni Mỏt dõy in hoc cỏc b phn in vi thõn
xe, khụng ging nh bulụng thụng thng b mt ca bulụng ni Mỏt c sn chng
ụ xy húa mu xanh lỏ cõy.
1.1.2. Cỏc chi tit bo v
Cỏc chi tit bo v, bo v mch khi dũng in ln quỏ mc cho phộp chy
trong dõy dn hay cỏc b phn in, in t khi b ngn mch.
Cỏc chi tit bo v bao gm: cỏc loi cu chỡ. Cu chỡ c lp gia ngun in vi
cỏc thit b in, khi dũng in vt qua mt cng nht nh chy qua mch in
ca thit b no ú cu chỡ s núng chy bo v mch ú. Cú 2 loi cu chỡ l cu
chỡ dt v cu chỡ hp.
Cu chỡ dũng cao (thanh cu chỡ): mt cu chỡ dũng cao c lp trong ng
dõy gia ngun in v thit b in, dũng in cú cng ln s chy qua cu chỡ
ny, nu dõy in b chp thõn xe cu chỡ s chy bo v dõy in.
B ngt mch (cu chỡ t nhy) c s dng bo v mch in vi ti cú cng
dũng ln m khụng th bo v bng cu chỡ nh ca s in, mch sy kớnh, qut
giú Khi dũng in chy qua vt quỏ cng hot ng mt thanh lng kim
trong b ngt mch s to ra nhit v gión n ngt mch. Thm chớ trong mt s
mch nu dũng in thp hn cng hot ng nhng dũng li hot ng trong thi

gian di thỡ nhit thanh lng kim cng tng lờn v ngt mch. Khụng ging nh
cu chỡ b ngt mch c s dng li sau khi thanh lng kim khụi phc. B ngt
mch cú 2 loi l t khụi phc v khụi phc bng tay (Hỡnh 1.4)

Hỡnh 1.3: Cỏc loi cu chỡ

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

Hỡnh 1.4: B t ngt

6


Khoa Cơ khí Động lực

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

1.1.3. Cụng tc v R le

Hỡnh 1.5: v trớ cụng tc v rle trờn ụ tụ
Cụng tc v rle m v úng mch in nhm tt bt ốn cng nh vn hnh cỏc
h thng iu khin.
Nhúm cụng tc v rle c chia nh trong hỡnh 1.6:

Hỡnh 1.6: Cỏc loi cụng tc v r le
1. Cụng tc vn hnh trc tip bng tay cú
- Cụng tc xoay: khúa in (a. hỡnh 1.6)
- Cụng tc n: cụng tc cnh bỏo nguy him (b. hỡnh 1.6)
- Cụng tc bp bờnh: cụng tc khúa ca (c. hỡnh 1.6)
- Cụng tc cn: cụng tc t hp (d. hỡnh 1.6)

2. Cụng tc vn hnh bng cỏch thay i nhit hay cng dũng in
- Cụng tc phỏt hin nhit (e. hỡnh 1.6)
Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

7


Khoa Cơ khí Động lực

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

- Cụng tc phỏt hin dũng in (f. hỡnh 1.6)
3. Cụng tc vn hnh bng s thay i mc du
4. Rle
- Rle in t (rle 4 chõn) (g. hỡnh 1.6)
- Rle bn l (rle 5 chõn) (h. hỡnh 1.6)
1.2. B IU KHIN TRUNG TM V C CU CHP HNH
Hin nay b iu khin trung tõm (ECU) xut hin ngy cng nhiu trờn cỏc h
thng in thõn xe v h thng gm ụ tụ. Nú cú chc nng thu thp cỏc tớn hiu u
vo (l tớn hiu ca cỏc loi cm bin) sau ú tớnh toỏn, x lý v a ra cỏc tớn hiu
iu khin n cỏc c cu chp hnh.

Hỡnh 1.7. Mi quan h gia tớn hiu u vo, u ra v ECU
Cu trỳc tng th:

Hỡnh 1.8. S khi iu khin ca h thng in thõn xe dũng KIA
Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

8

Khoa Cơ khí Động lực

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

B trớ ECU thõn xe trờn mt s dũng xe:

Hỡnh 1.9. ECU trờn S- class

Hỡnh 1.10. ECU trờn xe ti MB (Actros)

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

9


Khoa Cơ khí Động lực

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

CHNG 2. H THNG THễNG TIN TRấN ễ Tễ
2.1. TNG QUT V H THNG
2.1.1. Tng quan v h thng
H thng thụng tin trờn xe bao gm: cỏc bng ng h (tableau), mn hỡnh v cỏc
ốn bỏo giỳp ti x v ngi sa cha bit c thụng tin v tỡnh trng hot ng ca
cỏc h thng chớnh trong xe.
Thụng tin cú th truyn n ti x qua 2 dng: tng t (tableau kim) v s
(tableau hin s).
Trờn mt s loi xe ngi ta cng dựng ting núi truyn thụng tin n ti x.
ốn bỏo hiu

v ốn cnh

ng h ốn
tc ng bỏo r
c

ng h
tc xe

Cỏc ốn bỏo hiu
v ốn cnh bỏo

bỏo

Vụn k

ng h nhit
nc lm mỏt

ng h ỏp sut
du

ng h
ốn bỏo
nhiờn liu
ch pha

A- Bỏo ỏp lc nht

C- Bỏo nhit nht

E: Cỏc ốn bỏo

G- Tc ng c

B- Bỏo in ỏp

D- Bỏo mc xng

F- Tc xe

H- Hnh trỡnh

Hỡnh 2.1. Tableau loi thng v loi hin s.

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

10


Khoa Cơ khí Động lực

ốn bỏo phanh tay

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

T-BELT

ốn bỏo tht dõy an ton cha
ỳng v trớ

ốn bỏo cha tht dõy an
ton

ốn bỏo lc nhiờn liu b bn,
nght

ốn bỏo np

ốn bỏo mc nc lm Mỏt thp

ốn bỏo ỏp lc nht thp

ốn bỏo r

ốn bỏo mc nht ng c

ốn bỏo nguy

ốn bỏo li (iu khin
ng c)
ốn bỏo cú ca cha úng
cht

ốn bỏo xụng

ốn bỏo pha

Hỡnh 2.2 Cỏc loi ng h ch th bng kim v cỏc ký hiu trờn bng ng h.

2.1.2. Cu trỳc tng quỏt ca h thng
H thng thụng tin bao gm cỏc loi ng h sau:
2.1.2.1. ng h tc xe (speedometer)
ng h tc xe dựng hin th tc xe chy theo kilomet hoc dm (mile).
Nú thng c tớch hp vi ng h o quóng ng (odometer) bỏo quóng
ng xe ó i t lỳc xe bt u hot ng v ng h hnh trỡnh (tripmeter) o
cỏc khong cỏch ngn gia im i v im n.
2.1.2.2. ng h tc ng c (tachometer)
Hin th tc ng c (tc trc khuu) theo v/p (vũng/phỳt) hay rpm.
2.1.2.3. Vụn k
Ch th in ỏp accu hay in ỏp ra ca mỏy phỏt. Loi ny hin nay khụng cũn
trờn tableau na.
2.1.2.4. ng h ỏp lc nht
Ch th ỏp lc nht ca ng c.
2.1.2.5. ng h nhit nc lm Mỏt
Ch th nhit nc lm Mỏt ng c.
2.1.2.6. ng h bỏo nhiờn liu
Ch th mc nhiờn liu cú trong thựng cha.
2.1.2.7. ốn bỏo ỏp sut nht thp
Ch th ỏp sut nht ng c thp di mc bỡnh thng.
Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

11


Khoa Cơ khí Động lực

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

2.1.2.8. ốn bỏo np

Bỏo h thng np hot ng khụng bỡnh thng (mỏy phỏt h).
2.1.2.9. ốn bỏo pha
Bỏo ốn u ang ch chiu xa.
2.1.2.10. ốn bỏo r
Bỏo r phi hay trỏi.
2.1.2.11. ốn bỏo nguy hoc u tiờn
ốn ny c bt khi mun bỏo nguy hoc xin u tiờn. Lỳc ny c hai bờn ốn r
phi v trỏi s chp.
2.1.2.12. ốn bỏo mc nhiờn liu thp
Bỏo nhiờn liu trong thựng nhiờn liu sp ht.
2.1.2.13. ốn bỏo h thng phanh
Bỏo ang kộo phanh tay, du phanh khụng hay mỏ phanh quỏ mũn.
2.1.2.14. ốn bỏo ca m
Bỏo cú ca cha c úng cht.
2.1.2.15. ốn bỏo li ca cỏc h thng iu khin
Phanh chng hóm cng ABS, h thng iu khin ng c CHECK ENGINE, h
thng kim soỏt lc kộo TRC...
2.1.2.16. ốn bỏo v trớ tay s ca hp s t ng: P-R-N-D-1-2
2.1.3. Phõn loi v yờu cu ca h thng
2.1.3.1. Phõn loi
H thng thụng tin trờn ụtụ cú hai dng:
a. Thụng tin dng tng t
Thụng tin dng tng t (analog) trờn ụtụ thng hin th thụng qua cỏc loi
ng h ch bỏo bng kim.
b. Thụng tin dng s
Thụng tin dng s: (digital) s dng cỏc tớn hiu t cỏc cm bin khỏc nhau v
tớnh toỏn da trờn cỏc tớn hiu ny xỏc nh tc xe, ri hin th chỳng dng s
hay cỏc th dng ct.
2.1.3.2. Yờu cu
Do c thự trong hot ng ca ụtụ, h thng thụng tin trờn ụtụ ngoi yờu cu

tớnh m thut phi m bo:
- bn c hc.
- Chu c nhit cao.
- Chu c m.
- Cú chớnh xỏc cao.
- Khụng lm chúi mt ti x.
Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

12


Khoa Cơ khí Động lực

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

+

Hỡnh 2.3 S mch ca mt tablụ loi tng t

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

13


Khoa C¬ khÝ §éng lùc

Tr-êng §¹i häc SPKT H-ng Yªn

2.2. THƠNG TIN DẠNG TƢƠNG TỰ (Analog)
Hệ thống thơng tin dạng tƣơng tự

bao gồm các đồng hồ dạng kim và các
đèn báo để kiểm tra và theo dõi hoạt
động của một số bộ phận quan trọng
của động cơ cũng nhƣ tồn xe.
Hình 2.4 Tablơ dạng tương tự với chỉ thị bằng kim

Trong hệ thống thơng tin loại này thƣờng có các đồng hồ dƣới đây:
2.2.1. Đồng hồ và cảm biến báo áp suất dầu
Đồng hồ áp suất nhớt báo áp suất nhớt trong động cơ giúp phát hiện hƣ hỏng
trong hệ thống bơi trơn. Đồng hồ áp suất nhớt thƣờng là loại đồng hồ kiểu lƣỡng kim.
2.2.1.1. Cấu tạo
Đồng hồ loại này thƣờng gồm hai phần: cảm biến áp lực nhớt, đƣợc lắp vào cacte của động cơ hoặc lắp ở lọc nhớt và đồng hồ (bộ phận chỉ thị) đƣợc bố trí ở bảng
tableau trƣớc mặt tài xế. Đồng hồ và cảm biến mắc nối tiếp với nhau và đấu vào mạch
sau cơng tắc máy.
Cảm biến chuyển sự thay đổi áp suất nhớt thành tín hiệu điện để đƣa về đồng hồ
đo. Đồng hồ là bộ phận chỉ thị áp suất nhớt ứng với các tín hiệu điện thay đổi từ cảm
biến. Thang đo đồng hồ đƣợc phân độ theo đơn vị kg/cm2 hoặc bar.
Trên các ơtơ ngày nay, ta có thể gặp bốn loại đồng hồ áp suất dầu nhớt: loại nhiệt
điện, loại từ điện, cơ khí và loại điện tử. Ở đây chỉ giới thiệu hai loại là đồng hồ nhiệt
điện và từ điện.
2.2.1.2. Đồng hồ áp suất nhớt kiểu lưỡng kim.
a. Cấu tạo: Cấu tạo của đồng hồ đƣợc trình bày trên hình 2.5.
Phần tửlưỡng kim

Bộtạo áp suất dầu

Dây may so

Phần tửlưỡng kim
Dây may so

Tiếp điểm

Cô
ng
tắc máy
Accu

Mà
ng
Cảm biến áp suất dầu

Hình 2.5 Sơ đồ cấu tạo đồng hồ áp suất dầu bơi trơn động cơ (nhớt).
Bµi gi¶ng HƯ thèng C¬ ®iƯn tư «t« 2 - TÝn chØ 1

14


Khoa C¬ khÝ §éng lùc

Tr-êng §¹i häc SPKT H-ng Yªn

Ngun lý hoạt động: khi cho dòng điện đi qua một phần tử lƣỡng kim đƣợc chế
tạo bằng cách liên kết hai loại kim loại hoặc hợp kim có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau
khiến phần tử lƣỡng kim cong khi nhiệt tăng. Đồng hồ bao gồm một phần tử lƣỡng
kim kết hợp với một dây may so (nung). Phần tử lƣỡng kim có hình dạng nhƣ hình 2.6.
Phần tử lƣỡng kim bị cong do ảnh hƣởng của nhiệt độ mơi trƣờng khơng làm sai đồng
hồ.
b. Hoạt động:
Lưỡ
ng kim

A

Dâ
y may so

Khô
ng sinh nhiệ
t

Bòcong bở
i dò
ng điệ
n

A

Sinh nhiệ
t

Nhiệ
t độkhô
ng cao
(Khô
ng sai số
)

Hình 2.6 Hoạt động của phần tử lưỡng kim.

Áp suất nhớt thấp/khơng có áp suất nhớt.

Phần tử lƣỡng kim ở cảm biến áp suất nhớt có gắn một tiếp điểm. Độ dịch
chuyển của kim đồng hồ tỉ lệ với dòng điện chạy qua dây may so. Khi áp suất nhớt
bằng khơng, tiếp điểm mở, khơng có
Đồ
ng hồbá
o á
p suấ
t dầ
u
dòng điện chạy qua khi bật cơng tắc
máy. Vì vậy, kim vẫn chỉ khơng.
Khi áp suất nhớt thấp, màng đẩy tiếp
ng
điểm làm nó tiếp xúc nhẹ, nên dòng điện Cô
tắ
c má
y
chạy qua dây may so của cảm biến. Vì
lực tiếp xúc của tiếp điểm yếu, tiếp điểm
sẽ lại mở ra do phần tử lƣỡng kim bị uốn
cong do nhiệt sinh ra. Tiếp điểm sẽ mở
ra sau một thời gian rất ngắn có dòng
điện chạy qua nên nhiệt độ của phần tử
lƣỡng kim trên đồng hồ khơng tăng và
nó bị uốn ít. Vì vậy, kim sẽ lệch nhẹ
Bµi gi¶ng HƯ thèng C¬ ®iƯn tư «t« 2 - TÝn chØ 1

Accu

Cả

m biế
n
á
p suấ
t dầ
u

Khô
ng cóá
p suấ
t dầ
u

Hình 2.7 Hoạt động của đồng hồ nhiệt
điện khi áp suất nhớt thấp/nhỏ.
15


Khoa C¬ khÝ §éng lùc

Tr-êng §¹i häc SPKT H-ng Yªn

Áp suất nhớt cao.
Khi áp suất nhớt tăng, màng đẩy tiếp điểm mạnh hơn, nâng phần tử lƣỡng kim
lên. Vì vậy, dòng điện sẽ chạy qua
lƣỡng kim trong một thời gian dài. Tiếp

Đồ
ng hồbá
o á

p suấ
t dầ
u

điểm sẽ chỉ mở khi phần tử lƣỡng kim
uốn lên trên. Dòng điện chạy qua đồng
hồ áp suất nhớt trong thời gian dài cho
đến khi tiếp điểm của cảm biến áp suất
nhớt mở. Nhiệt độ phần tử lƣỡng kim
phía đồng hồ tăng làm tăng độ cong của
nó, khiến kim đồng hồ lệch nhiều. Nhƣ
vậy, độ cong của phần tử lƣỡng kim
trong đồng hồ tỉ lệ với độ cong của phần
tử lƣỡng kim trong cảm biến áp suất
nhớt.

Cô
ng
tắ
c má
y

Accu

Cả
m biế
n
á
p suấ
t dầ

u

Á
p suấ
t dầ
u cao

Hình 2.8 Hoạt động của đồng hồ nhiệt
điện khi áp suất nhớt cao.

2.2.1.3.Đồng hồ áp suất nhớt loại từ điện.
a. Cấu tạo: Cấu tạo đồng hồ loại này đƣợc trình bày trên hình 1.9.

Hình 2.9 Đồng hồ áp suất nhớt loại từ điện.

Chú thích hình vẽ 2.9:
a) Sơ đồ chung.
b) Véctơ từ thơng tổng và vị trí kim đồng hồ ứng với các vị trí khác nhau.
Bµi gi¶ng HƯ thèng C¬ ®iƯn tư «t« 2 - TÝn chØ 1

16


Khoa Cơ khí Động lực

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

c) S nguyờn lý u dõy.
1- Bung ỏp sut
9- Np b cm bin

16 v 20- Nam chõm vnh

2- Cht tỡ
3- v 7- Vớt iu chnh

10- Cun in tr ca bin tr
11- Lỏ ng tip in

cu
17- Khung cht do

4- Mng

12- Dõy dn ng

18- Kim.

5- V b cm bin

13- Lũ xo.

19- V thộp

6- Tay ũn by
8- Con trt

14- Cn hn ch kim ng h.
15- Rónh cong

Rcb- in tr ca cm
bin.

b. Hot ng:
Khi ngt cụng tc mỏy, kim lch v phớa vch 0 trờn thang ng h. Kim ng h
c gi v trớ ny do lc tỏc dng tng h gia hai nam chõm vnh cu 6 v 20.
Khi bt cụng tc mỏy, trong cỏc cun dõy ca ng h v cm bin xut hin nhng
dũng in chy theo chiu mi tờn nh hỡnh v 2.9.a v 2.9.c. Cng dũng in,
cng nh t thụng trong cỏc cun dõy ph thuc vo v trớ con trt trờn bin tr 10.
Cng dũng in cc i trong mch ng h v cm bin 0,2A.
Khi trong bung ỏp sut 1 ca b cm bin cú tr s ỏp sut P = 0 thỡ con trt 8
nm v trớ tn cựng bờn trỏi ca bin tr 10 (theo v trớ ca hỡnh v), tc l in tr
Rcb cú giỏ tr cc i. Khi ú cng dũng in trong cun W1 s cc i, cũn trong
cỏc cun dõy W2 v W3 cc tiu. T thụng 1 v 2 ca cỏc cun W1 v W2 tỏc dng
ngc nhau, nờn giỏ tr v chiu t thụng ca chỳng xỏc nh theo hiu 1 - 2.
T thụng 3 do cun dõy W3 to ra s tng tỏc vi hiu t thụng 1 - 2 di
mt gúc lch 90o. T thụng tng ca c 3 cun dõy s xỏc nh theo qui lut cng
vect. s nh hng quay v v trớ ca a nam chõm 16, cng cú ngha l xỏc nh
v trớ ca kim ng h trờn thang s.
Khi bt cụng tc m ỏp sut trong bung 1 bng 0 thỡ t thụng tng s hng
da nam chõm trc quay n v trớ sao cho kim ng h ch vch 0 ca thang s. Khi ỏp
sut trong bung 1 tng, mng 4 cng cong lờn, y ũn by 6 quay quanh trc ca nú.
ũn by thụng qua vớt 7 tỏc dng lờn con trt 8 lm cho nú dch chuyn sang phi.
Tr s in tr ca bin tr (hay Rcb) gim dn, do ú cng dũng in trong cỏc
cun dõy W1 v W2 cng nh t thụng do chỳng sinh ra 1 v 2 tng lờn. Trong khi
ú, dũng in trong cun dõy W3 v t thụng 3 ca nú gim i. Trong trng hp ny,
giỏ tr v hng ca t thụng tng thay i, lm cho v trớ ca a nam chõm 16
cng thay i v kim ng h s lch v phớa ch s ỏp sut cao.
Trong trng hp ỏp sut P = 10 kg/cm2, con trt s v trớ tn cựng bờn phi ca
bin tr 10, tc l in tr ca cm bin Rcb = 0 (bin tr b ni tt) thỡ cun dõy W1

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

17


Khoa Cơ khí Động lực

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

cng b ni tt v dũng in trong cun dõy s bng 0, kim ng h s lch v phớa
phi ca thang s.
2.2.2. ng h nhiờn liu
ng h nhiờn liu cú tỏc dng bỏo cho ngi ti x bit lng xng (du) cú
trong bỡnh cha. Cú hai kiu ng h nhiờn liu, kiu in tr lng kim v kiu cun
dõy ch thp.
2.2.2.1. ng h nhiờn liu kiu in tr lng kim
Mt phn t lng kim c gn ng h ch th v mt bin tr trt kiu
phao c dựng cm bin mc nhiờn liu.
Bin tr trt kiu phao bao gm mt phao dch chuyn lờn xung cựng vi mc
nhiờn liu. Thõn b cm nhn mc nhiờn liu cú gn vi in tr trt, v ũn phao
ni vi in tr ny. Khi phao dch chuyn, v trớ ca tip im trt trờn bin tr thay
i lm thay i in tr. V trớ chun ca phao o c t hoc l v trớ cao hn
hoc l v trớ thp hn ca bỡnh cha. Do kiu t v trớ thp chớnh xỏc hn khi mc
nhiờn liu thp, nờn nú c s dng nhng ng h cú dói o rng nh ng h
hin th s.
Khi bt cụng tc mỏy v trớ ON, dũng in chy qua b n ỏp v dõy may so
trờn ng h nhiờn liu v c tip mass qua in tr trt b cm nhn mc nhiờn
liu. Dõy may so trong ng h sinh nhit khi dũng in chy qua lm cong phn t
lng kim t l vi cng dũng in. Kt qu l kim c ni vi phn t lng

kim lch i mt gúc.

Hỡnh 2.10 B cm nhn mc nhiờn liu dng bin tr trt kiu phao.

Khi mc nhiờn liu cao, in tr ca bin tr nh nờn cng dũng in chy
qua ln. Do ú, nhit c sinh ra trờn dõy may so ln v phn t lng kim b cong
nhiu lm kim dch chuyn v phớa ch F (Full). Khi mc xng thp, in tr ca bin
tr trt ln nờn ch cú mt dũng in nh chy qua. Do ú phn t lng kim b un
ớt v kim dch chuyn ớt, kim v trớ E (empty).
Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

18


Khoa Cơ khí Động lực

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

Tip im n ỏp
ng h bỏo mc nhiờn liu

E

F

Cm bin mc nhiờn liu

C

c quy

H

Cm bin nhit nc

ng h bỏo nhit nc

Hỡnh 2.11 ng h nhiờn liu kiu in tr lng kim.

n ỏp:
chớnh xỏc ca ng h kiu in tr lng kim b nh hng bi s thay i
ca in ỏp cung cp. S tng hay gim in ỏp trờn xe s gõy ra sai s ch th trong
ng h nhiờn liu. trỏnh sai s ny, mt n ỏp lng kim c gn trong ng h
nhiờn liu gi ỏp mt giỏ tr khụng i (khong 7V).
n ỏp bao gm mt phn t lng kim cú gn tip im v dõy may so nung
núng phn t lng kim. Khi cụng tc v trớ ON, dũng in i qua ng h nhiờn liu
v ng h nhit nc lm Mỏt qua tip im ca n ỏp v phn t lng kim.
Cựng lỳc ú, dũng in cng i qua may so ca n ỏp v nung núng phn t lng kim
lm nú b cong. Khi phn t lng kim b cong, tip im m v dũng in ngng
chy qua ng h nhiờn liu v ng h nhit nc lm Mỏt. Khi ú, dũng in
cng ngng chy qua dõy may so ca n ỏp. Khi dũng in ngng chy qua dõy may
so, phn t lng kim s ngui i v tip im li úng.
Nu in ỏp accu thp, ch cú mt dũng in nh chy qua dõy may so v dõy
may so s nung núng phn t lng kim chm hn, vỡ vy tip im m chm. iu
ú cú ngha l tip im s úng trong mt thi gian di. Ngc li, khi in ỏp accu
cao, dũng in ln chy qua tip im lm tip im úng trong khong mt thi gian
ngn.
Trong thc t, ta cú th s dng IC 7807 cho mc ớch n ỏp.

Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

19


Khoa C¬ khÝ §éng lùc
Tiế
p điể
m ổ
n á
p

Tr-êng §¹i häc SPKT H-ng Yªn

Đồ
ng hồbá
o mứ
c nhiê
n liệ
u

E

Cô
ng
tắ
c má
y

Đồ
ng hồbá

o mứ
c nhiê
n liệ
u

E

F

Bộcả
m nhậ
n
mứ
c nhiê
n liệ
u
C

Tiế
p điể
m ổ
n á
p

Bộcả
m nhậ
n
mứ
c nhiê
n liệ

u

Cô
ng
tắ
c má
y
C

H

F

H

Accu

Accu

Bộcả
m nhậ
n
nhiệ
t độnướ
c

Bộcả
m nhậ
n
nhiệ

t độnướ
c

Đồ
ng hồbá
o nhiệ
t độnướ
c

Đồ
ng hồbá
o nhiệ
t độnướ
c

Tiế
p điể
m ổ
n á
p mở

Tiế
p điể
m ổ
n á
p đó
ng

Hình 2.12 Hoạt động của đồng hồ kiểu điện trở lưỡng kim
khi tiếp điểm ổn áp đóng/mở.

[ơ

2.2.2.2. Đồng hồ nhiên liệu kiểu cuộn dây chữ thập.
Đồng hồ nhiên liệu kiểu cuộn dây chữ thập là một thiết bị điện từ trong đó các
cuộn dây đƣợc quấn bên ngồi một rotor từ theo bốn hƣớng, mỗi hƣớng lệch nhau 90o.
Khi dòng điện qua cuộn dây bị thay đổi bởi điện trở của cảm biến mức nhiên liệu, từ
thơng đƣợc tạo ra trong cuộn dây theo bốn hƣớng thay đổi làm rotor từ quay và kim
dịch chuyển.
Khoảng trống phía dƣới rotor đƣợc điền đầy silicon để ngăn khơng cho kim dao
động khi xe bị rung và kim khơng quay về vị trí E khi tắt cơng tắc máy.
Các cuộn dây
Rơto (nam châm)

Hƣớng
quấn của
cuộn L4

Hƣớng quấn của cuộn L1

Hƣớng
quấn của
cuộn L2

Dầu Silicon

Hƣớng quấn của cuộn L3

Hình 2.13 Cấu tạo đồng hồ nhiên liệu kiểu cuộn dây chữ thập.

Đặc điểm của đồng hồ kiểu cuộn dây chữ thập (so sánh với kiểu lƣỡng kim):

- Độ chính xác cao.
-

Góc quay của kim rộng hơn.
Đặc tính bám tốt.
Khơng cần mạch ổn áp.
Chỉ thị đƣợc lƣợng nhiên liệu khi khố điện đã tắt.

Bµi gi¶ng HƯ thèng C¬ ®iƯn tư «t« 2 - TÝn chØ 1

20


Khoa C¬ khÝ §éng lùc

Tr-êng §¹i häc SPKT H-ng Yªn

Hoạt động:
Các cực bắc (N) và cực nam (S) đƣợc tạo ra trên rotor từ. Khi dòng điện chạy qua mỗi
cuộn dây, từ trƣờng sinh ra trên mỗi cuộn dây làm rotor từ quay và kim dịch chuyển.
Đồ
ng hồbá
o nhiê
n liệ
u

Cuộn L1 và L3 đƣợc
quấn trên cùng một trục
nhƣng ngƣợc hƣớng nhau,
cuộn L2 và L4 đƣợc quấn ở

trục kia lệch 90o so với trục
L1, L3 (L2 và L4 cũng đƣợc

L1

Khoáđiệ
n

L2

L3

L4

Bộcả
m nhậ
n
mứ
c nhiê
n liệ
u

Vs

Accu

quấn ngƣợc chiều nhau).
Khi cơng tắc ở vị trí ON, dòng

Hình 2.14. Hoạt động của đồng hồ

nhiên liệu kiểu cuộn dây chữ thập.

điện chạy theo hai đƣờng:
- Accu L1  L2  cảm biến mức nhiên liệu  mass.
- Accu L1

 L2  L3  L4  mass.

Điện áp Vs thay đổi theo sự thay đổi điện trở của cảm biến mức nhiên liệu làm
cƣờng độ dòng điện I1, I2 thay đổi theo.
Từ trƣờng tổng

Khi thùng nhiên liệu đầy:
Do điện trở của bộ cảm nhận mức
nhiên liệu nhỏ, nên có một dòng điện lớn
chạy qua cảm biến mức nhiên liệu và chỉ
có một dòng điện nhỏ chạy qua L3 và L4.
Vì vậy từ trƣờng sinh ra bởi L3 và L4 yếu.
Từ trƣờng hợp bởi L1, L2, L3 và L4 nhƣ
hình 2.15.
Khi thùng còn một nửa nhiên liệu:
Điện trở cảm biến mức nhiên liệu
tăng nên dòng điện qua L3 và L4 tăng. Tuy
nhiên, do số vòng dây của cuộn L3 rất ít
nên từ trƣờng sinh bởi L3 cũng rất nhỏ. Vì
vậy, từ trƣờng tổng sinh bởi các cuộn dây
nhƣ hình 2.16.

L2

L3

L1
L4

Hình 2.15 Từ trường tổng khi thùng nhiên
liệu đầy
L2
L1
L3

L4

Từ trƣờng tổng

Hình 2.16 Từ trường tổng khi thùng nhiên
liệu còn ½.
L2

L1

Khi thùng nhiên liệu hết:
Điện trở bộ báo mức nhiên liệu lớn,
nên cƣờng độ dòng điện qua L3 và L4 lớn.
Vì vậy từ trƣờng tổng nhƣ hình 1.17.

L3

Từ trƣờng tổng

L4

Hình 2.17.Từ trường tổng khi hết nhiên liệu

Bµi gi¶ng HƯ thèng C¬ ®iƯn tư «t« 2 - TÝn chØ 1

21


Khoa C¬ khÝ §éng lùc

Tr-êng §¹i häc SPKT H-ng Yªn

Trên đa số các xe ngày nay, ngồi đồng hồ nhiên liệu còn có đèn báo sắp hết
nhiên liệu.
2.2.3. Đồng hồ và cảm biến báo nhiệt độ nƣớc làm mát
Đồng hồ nhiệt độ nƣớc chỉ nhiệt độ nƣớc làm Mát trong áo nƣớc đơng cơ. Có hai
kiểu đồng hồ nhiệt độ nƣớc: kiểu điện trở lƣỡng kim có một phần tử lƣỡng kim ở bộ
chỉ thị và một biến trở (nhiệt điện trở) trong bộ cảm nhận nhiệt độ và kiểu cuộn dây
chữ thập với các cuộn dây chữ thập ở đồng hồ chỉ thị nƣớc làm Mát.
2.2.3.1. Kiểu điện trở lưỡng kim.
Bộ chỉ thị dùng điện trở lƣỡng kim và cảm biến nhiệt độ là một nhiệt điện trở.
Nhiệt điện trở là một chất bán dẫn, nên thuộc loại hệ số nhiệt âm NTC (Negative
Temperature Coefficient). Điện trở của nó thay đổi rất lớn theo nhiệt độ. Điện trở của
nhiệt điện trở giảm khi nhiệt độ tăng.

Nhiệ
t điệ
n trở()

Cực

Nhiệ
t điệ
n trở
Vỏ

Nhiệ
t độ(0C)

Hình 2.18 Cảm biến nhiệt độ nước làm Mát và đặc tuyến.

Đồng hồ nhiệt độ nƣớc kiểu điện trở lƣỡng kim có ngun lý hoạt động tƣơng tự
nhƣ đồng hồ nhiên liệu kiểu điện trở lƣỡng kim.
ơ

Khi nhiệt độ nƣớc làm
Mát thấp, điện trở cảm biến
nhiệt độ nƣớc cao và gần nhƣ
khơng có dòng điện chạy qua.
Vì vậy, dây may so chỉ sinh
ra một ít nhiệt nên đồng hồ
chỉ lệch một chút.

Đồ
ng hồbá
o nhiệ
t độnướ
c

C

H
Bộcả
m nhậ
nnhiệ
t
độnướ
c là
m má
t

Cô
ng
tắ
c má
y
Accu
Ổ
n á
p

Dâ
y may so

Hình 2.19 Hoạt động của đồng hồ nước làm Mát.

Khi nhiệt độ nƣớc làm Mát tăng, điện trở của cảm biến giảm, làm tăng cƣờng độ
dòng điện chạy qua và cũng tăng lƣợng nhiệt sinh ra bởi dây may so. Phần tử lƣỡng
kim bị uốn cong tỉ lệ với lƣợng nhiệt làm cho kim đồng hồ lệch về hƣớng chữ H

(high).
Bµi gi¶ng HƯ thèng C¬ ®iƯn tư «t« 2 - TÝn chØ 1

22


Khoa Cơ khí Động lực

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

2.2.3.2. Kiu cun dõy ch thp.
Cu to v hot ng ca ng h nhit nc lm Mỏt kiu cun dõy ch thp
cng ging vi ng h nhiờn liu kiu cun dõy ch thp. Mt phn rotor b ct nờn
kim hi v n v trớ ngh (phớa lnh) do trng lng ca rotor khi tt cụng tc mỏy.
2.2.4. ng h bỏo tc ng c
Vi loi ny, cỏc xung in t cm
t cun s cp bobine (trong mi k
xut hin tia la) 200-400V, c gim
ỏp nh mt in tr khong 2-5k) s
a tớn hiu n ng h. Ti õy, mt
mch in t s da vo tớn hiu ny
iu khin kim ng h quay.
S ng h o tc ng c
c trỡnh by trờn hỡnh 2.20, 2.21. Nú
bao gm mt mch to xung dao ng
ban u, mch rung, ng h P v mch
n ỏp vi D5 v R11.
Hỡnh 2.20 S u dõy ng h tc
ng c(tachometer) v tc xe (speedometer)

Mch ng h o tc ng
c loi in t:
Mch lc xung ban u
gm in tr R1, R2, t C1, C4
v diode D3. u vo ca mch
c ni vi õm bụbin hoc
dõy bỏo tc ng c trong
IC ỏnh la. Mch ny s
chuyn tớn hiu dao ng hỡnh
sin tt dn trờn bobine ỏnh la
thnh cỏc xung bỏn sin dng.

R7

P

R11

D4
R9

R3

R4

R10

C5
D5

R8
T1
C1

R1

T2

D3
C6

Noỏi

boõbin R2

C4

R5

R6

Hỡnh 2.21 S ng h o tc ng c kiu in t

Mch dao ng n hi gm transistor T1 v T2 vi mch hi tip cng R5 v
hi tip mm C5. Cc C ca T1 c ni vi cun dõy ca ng h P. in tr R3 v
R4 úng vai trũ cõn bng nhit. dũng qua ng h liờn tc, diode D4 c mc
song song vi ng h.
Khi bt cụng tc mỏy, transistor T2 s trng thỏi bóo hũa, nh dũng cc B chy qua
R10 mi ni BE R5. Khi ú, t C6 v C5 s c np theo mch:
Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

23


Khoa Cơ khí Động lực

R7

Tr-ờng Đại học SPKT H-ng Yên

ẹong ho PR4
R3

C5

BE T2 R5
C6 m ass

m ass

Transistor T1 lỳc ny ang ch úng vỡ in ỏp gia EB nh hn st ỏp
trờn R8. Khi ng c bt u hot ng, xung in ỏp (dao ng tt dn) ca bobine
ỏnh la n ngừ vo ca mch. Xung ny sau khi i qua mch lc xung ch cũn li
mt na xung dng vi biờn thp n in tr R6. Dũng qua R6 v mi ni BE
ca T1 lm nú chuyn sang trng thỏi bóo ho. Di tỏc ng ca in ỏp ó np trờn
t C5, transistor T2 chuyn sang trng thỏi úng. Thi gian transistor T2 trng thỏi
úng ph thuc vo mch phúng ca C5:
+C5 T1 R5 D5 R10 ()C5
T2 s chuyn sang trng thỏi bóo hũa tr li ti thi im khi in th trờn C5
thp hn giỏ tr m mi ni BE. Nh vy, thi gian m transistor T1 trng thỏi bóo

hũa s khụng i khi thay i tc ng c bi t1 ch ph thuc vo thụng s ca
mch np ca t C5.
Nu b qua st ỏp trờn T1 v T2 lỳc bóo hũa cng nh st ỏp trờn diode
thỡ quỏ trỡnh dũng in i qua ng h o tc in t cú th biu din bi h
phng trỡnh vi phõn:
U = (R7 + Rp + R34 + R5)i + L
Rpi + Lp

di
=0
dt

di
dt

0 t t1 (T1 m)
0 t t2 (T1 úng)

Trong ú:
U: in ỏp n ỏp trờn D5
Rp v Lp: in tr v t cm ca cun dõy ng h
i : dũng in chy qua ng h
R34: in tr tng ng ca R3 v R4
Nh vy theo lý thuyt hiu chnh giỏn on, ng h tc ng c loi in t
l mt thit b xung in vi cỏc h s:
k = 0 C = (R7+Rp+R34+R5)/Rp > 1
V thuc nhúm 5 (xem phn lý thuyt hiu chnh in th). i vi nhúm ny
dũng in trung bỡnh qua ng h l:

1

C
1

exp


1

exp
1





U
C
Itb =

1

R

1

1 exp



C





Trong ú :
Bài giảng Hệ thống Cơ điện tử ôtô 2 - Tín chỉ 1

24