ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG CÁC CẢM BIẾN ĐO GIÓ TRÊN Ô TÔ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.77 MB, 44 trang )
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC
---------------o0o---------------
BÁO CÁO TỐT NGHIỆP
MÔ HÌNH HỆ THỐNG CÁC CẢM BIẾN ĐO GIÓ
TRÊN Ô TÔ
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
SVTH: NGUYỄN QUỐC TRƯỜNG
14027281
VŨ XUÂN THƯỜNG
14128781
TRƯƠNG QUANG TRƯỜNG 14032351
Tp. HCM, tháng 6 năm 2018
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC
HỆ THỐNG CÁC CẢM BIẾN ĐO GIÓ TRÊN Ô TÔ
SVTH: NGUYỄN QUỐC TRƢỜNG
VŨ XUÂN THƢỜNG
TRƢƠNG QUANG TRƢỜNG
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
KHOA: CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
NGÀY NHẬN ĐỀ TÀI:
25/10/2017
NGÀY BẢO VỆ: 13/06/2018
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN/BÁO CÁO TỐT NGHIỆP
(Dành cho giáo viên phản biện)
Tên đề tài:
………………………………………………………………………………….…
…………………………………………………………………………………….
Sinh viên thực hiện:
…………………………………………………………………………MSSV:………….
…………………………………………………………………………MSSV:………….
…………………………………………………………………………MSSV:….............
Giáo viên phản biện:………………………………………………………………………
Cơ quan công tác:……………..…………………..……..….ĐT…………….……….…..
I. Ý KIẾN NHẬN XÉT
(Giảng viên phản biện ghi rõ nội dung cần chỉnh sửa và bổ sung nếu có)
1. Hình thức và tóm tắt của đồ án/báo cáo.
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………….…
2. Tổng quan đồ án/báo cáo.
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
3. Nội dung của đồ án/báo cáo.
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………….……
5. Kết quả và kết luận
………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
6. Thiếu sót và việc cần thực hiện
………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
II. CÁC VẤN ĐỀ CẦN LÀM RÕ
(Các câu hỏi của Giáo viên phản biện)
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………..…….
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………..…………..
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………..…………..
III. KẾT LUẬN
(Giảng viên phản biện ghi rõ được bảo vệ hay không được bảo vệ )
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
TP. HCM, ngày ….tháng…. năm….
GVPB
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giáo vên hướng dẫn)
Tên đề tài: …………………………………………………………………………………………
Sinh viên thực hiện:
…………………………………………………………………MSSV:………………….
…………………………………………………………………MSSV:………………….
…………………………………………………………………MSSV:………………….
Giáo viên hƣớng dẫn: …………………………………………………………………….
Cơ quan công tác : ………………………………………ĐT:………………………………..
PHẦN NHẬN XÉT
1. Tinh thần và thái độ thực hiện đồ án/báo cáo của sinh viên:
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
2. Kết quả thực hiện đồ án/báo cáo:
2.1. Ƣu nhƣợc điểm :
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
2.2. Điểm mới:
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
2.3. Tồn tại nếu có:
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
KẾT LUẬN
………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………..……….
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……ngày… tháng… năm…
GVHD
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
LỜI CAM ĐOAN
Nhóm chúng em gồm: Nguyễn Quốc Trƣờng, Vũ Xuân Thƣờng, Trƣơng
Quang Trƣờng xin cam đoan rằng những công việc trình bày trong đồ án này
mang tên “HỆ THỐNG CÁC CẢM BIẾN ĐO GIÓ TRÊN Ô TÔ” là tác phẩm
gốc của nhóm em và không đƣợc trình bày ở bất kỳ nơi nào khác cho bất kỳ cấp
bậc học. Trong trƣờng hợp các tài liệu tham khảo đƣợc trích dẫn từ sách, báo
đƣợc công bố, báo cáo và các trang web, nó là hoàn toàn công nhận phù hợp với
các thông lệ tham khảo tiêu chuẩn của ngành.
Ngày tháng
năm
Nhóm SV
I
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, nền khoa học kỹ thuật thế giới đã phát triển cực kỳ
mạnh mẽ, đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ ô tô. Đằng sau của sự phát triển đó
là sự tìm tòi, nghiên cứu của con ngƣời nhằm thay thế một phần nào đó vấn đề
sức lao động cũng nhƣ tiết kiệm nhiên liệu. Khoa học ngày càng đƣợc nâng cao
nên công nghệ tự động hóa ngày càng đƣợc nghiên cứu và áp dụng trong đời
sống nói chung và trong ngành công nghệ ô tô nói riêng. Trong đó, một hệ thống
đã và đang đƣợc sử dụng rộng rãi trên hầu hết các loại động cơ của các hãng xe,
đó là hệ thống cảm biến đo gió.
Hệ thống đo gió đảm nhiệm vai trò điều tiết lƣợng không khí vào động cơ
cũng nhƣ giúp động cơ hoạt động một cách êm ái, trơn tru nhất. Một trong những
ƣu điểm của hệ thống cảm biến đo gió là hoạt động một cách tự động của các
cảm biến và sự điều khiển của ECU động cơ nhờ vào các tín hiệu đầu ra của cảm
biến. Hơn nữa, độ chính xác cao, giá thành rẻ, sửa chữa và thay thế nhanh
chóng,…cũng là ƣu điểm của hệ thống này.
Với những ƣu điểm và lợi ích trên, chúng em quyết định đi sâu tìm hiểu và
thiết kế mô hình hệ thống các cảm biến đo gió trên ô tô.
II
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm hơn Ban giám
hiệu trƣờng Đại học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh, các quý thầy trong
Khoa Công Nghệ Động Lực đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận
lợi cho nhóm em trong quá trình thực hiện đồ án.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy Nguyễn Ngọc Huyền Trang
đã truyền đạt cho chúng em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời
gian vừa qua, thầy đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hƣớng dẫn chúng em
trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn tới tất cả bạn bè đã có những chia sẽ kinh nghiệm
quý báu trong quá trình làm và hoàn thiện đồ án này.
III
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
TÓM TẮT BÁO CÁO TỐT NGHIỆP
Với mong muốn đƣợc sở hữu một động cơ ô tô hoạt động êm ái, không rung
giật của ngƣời tiêu dung cũng nhƣ giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trƣờng cũng nhƣ
khan hiếm nguồn nhiên liệu đang dần trở thành vấn đề rất đang lo ngại trên toàn
cầu. Để đảm bảo về tiêu chuẩn khí thải cũng nhƣ tiết kiệm nhiên liệu trên động cơ,
giúp động cơ hoạt động trơn tru, hệ thống cảm biến đo gió đƣợc hình thành để đáp
ứng các yêu cầu đó.
Với mục đích chính thiết kế mô hình giảng dạy và học tập cho giảng viên và
sinh viên, qua đó nhằm tìm hiểu. nâng cao hiểu biết về nguyên lý hoạt động, cách
vận hành cũng nhƣ bồi dƣỡng thêm về kiễn thức đã học về điện động cơ ô tô nói
chung và hệ thống cảm biến đo gió nói riêng. Nhóm chúng em đã chọn đề tài “ Mô
hình hệ thống các cảm biến đo gió trên ô tô” để thực hiện mục đích đó.
Qua một thời gian thiết kế và thực hiện đề tài, nhóm chúng em đã hoàn thành đề
tài và bài báo cáo của mình, với các kết quả đạt đƣợc nhƣ sau:
-
Hoàn thành mô hình hệ thống cảm biến đo gió trên ô tô.
-
Mô hình hoạt động tốt, mô phỏng đƣợc quá trình hút không khí của động cơ
ô tô.
-
Lắp đặt mạch điện an toàn, đảm bảo chống cháy nổ.
-
Mô hình đƣợc thiết kế và lắp đặt đơn giản, dễ hiểu.
Báo cáo tốt nghiệp gồm có 6 chƣơng, thể hiện 6 nội dung chính mà nhóm đã
làm việc trong quá trình hoàn thiện mô hình:
-
Chƣơng 1: Tổng quan về đề tài
-
Chƣơng 2: Giới thiệu hệ thống cảm biến đo gió trên ô tô.
-
Chƣơng 3: Cơ sở lý thuyết
-
Chƣơng 4: Nội dung thực hiện
-
Chƣơng 5: Lắp ráp mô hình
-
Chƣơng 6: Kết luận.
IV
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... I
LỜI NÓI ĐẦU....................................................................................................... II
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... III
TÓM TẮT BÁO CÁO TỐT NGHIỆP ................................................................ IV
MỤC LỤC .............................................................................................................. 1
DANH MỤC HÌNH ẢNH...................................................................................... 3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ............................................................. 5
1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ................................................................................ 5
1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI ........................................................................... 5
1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................................................ 5
CHƢƠNG 2: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG CẢM BIẾN ĐO GIÓ TRÊN Ô TÔ ..... 6
2.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN .............................................. 6
CHƢƠNG 3: CƠ SỞ LÝ LUẬN ........................................................................... 9
3.1 CẢM BIẾN MAF(Mass Air Flow Sensor) ................................................... 9
3.1.1 Chức năng và nhiệm vụ .......................................................................... 9
3.1.2 Phân loại................................................................................................. 9
3.1.3 Vị trí lắp đặt trên động cơ .................................................................... 14
3.2 CẢM BIẾN MAP( Manifold Absolute Pressuare Sensor) ......................... 15
3.2.1 Chức năng và nhiệm vụ ........................................................................ 15
3.2.2 Cấu tạo ................................................................................................. 16
3.2.3 Nguyên lí hoạt động.............................................................................. 16
3.2.4 Các thông số kỹ thuật ........................................................................... 17
3.2.5 Sơ đồ mạch điện ................................................................................... 17
3.2.6 Nhiệm vụ thực tế ................................................................................... 19
3.2.7 Triệu chúng xảy ra khi MAP bị lỗi ....................................................... 20
3.2.8 Các hư hỏng thường gặp ...................................................................... 20
3.3 CẢM BIẾN VỊ TRÍ BƢỚM GA ................................................................ 21
3.3.1 Chức năng và nhiệm vụ ........................................................................ 21
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
3.3.2 Nguyên lý hoạt động ............................................................................. 21
3.3.3 Cấu tạo ................................................................................................. 23
3.3.4 Thông số kỹ thuật .................................................................................. 24
3.3.5 Vị trí lắp đặt .......................................................................................... 24
3.3.6 Các triệu chứng hư hỏng thường gặp................................................... 24
CHƢƠNG 4: NỘI DUNG THỰC HIỆN ............................................................. 25
4.1 THIẾT KẾ GIÁ ĐỠ .................................................................................... 25
4.2 DANH SÁCH CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRÊN MÔ HÌNH.................. 26
4.3 BẢN VẼ KÍCH THƢỚC THỰC TẾ MÔ HÌNH ....................................... 27
CHƢƠNG 5: LẮP RÁP MÔ HÌNH ..................................................................... 29
5.1 SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH ĐIỆN MÔ HÌNH.................................................... 29
5.2 LẮP RÁP MÔ HÌNH .................................................................................. 29
5.3 THỬ VẬN HÀNH MÔ HÌNH ................................................................... 32
CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN.................................................................................... 33
6.1 ỨNG DỤNG CỦA MÔ HÌNH ................................................................... 33
6.2 NHỮNG NỘI DUNG ĐÃ THỰC HIỆN ĐƢỢC ....................................... 33
6.3 NHỮNG THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN .................................................. 33
6.4 NHỮNG ƢU ĐIỂM VÀ NHƢỢC ĐIỂM CỦA MÔ HÌNH ...................... 34
6.5 YÊU CẦU ĐỐI VỚI MÔ HÌNH ................................................................ 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 35
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1 Hệ thống phun xăng điện tử động cơ D-Jetronic .................................... 7
Hình 2.2 Hệ thống phun xăng điện tử động cơ L-Jetronic .................................... 7
Hình 2.3 Hệ thống phun xăng điện tử LH-Jetronic................................................ 8
Hình 3.1 Cảm biến MAF dây nhiệt Toyota ............................................................ 9
Hình 3.2 Nguyên lí hoạt động của cảm biến MAF dây nhiệt ............................... 10
Hình 3.3 Sự thay đổi điện áp trong quá trình nạp không khí của cảm biến MAF10
Hình 3.4 Sơ đồ mạch điện bên trong cảm biến MAF dây nhiệt ........................... 11
Hình 3.5 Cấu tạo cảm biến lưu lương khí nạp kiểu cánh trượt ........................... 11
Hình 3.6 Mạch điện cảm biến lưu lượng kiểu cánh trượt loại 1 .......................... 12
Hình 3.7 Mạch điện cảm biến lưu lượng khí nạp loại 2 ...................................... 12
Hình 3.8 Cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu Karman ............................... 13
Hình 3.9 Nguyên lí hoạt động của cảm biến ........................................................ 13
Hình 3.10 Mạch điện cảm biến lưu lượng khí nạp Karman................................. 14
Hình 3.11 Vị trí lắp đặt cảm biến MAF................................................................ 14
Hình 3.12 Cảm biến lưu lượng khí nạp MAP....................................................... 15
Hình 3.13 Cấu tạo cảm biến MAP ....................................................................... 16
Hình 3.14 Sự thay đổi tín hiệu điện áp ngõ ra cảm biến MAP khi lưu lượng khí nạp
thay đổi ................................................................................................................. 17
Hình 3.15 Thông số kỹ thuật cảm biến MAP........................................................ 17
Hình 3.16 Mạch điện bên trong cảm biến MAP ................................................... 18
Hình 3.17 Dạng sóng cảm biến MAP ................................................................... 18
Hình 3.18 Vị trí cảm biến MAF và MAF .............................................................. 20
Hình 3.19 Mạch điện cảm biến vị trí bướm ga loại tiếp điểm ............................. 22
Hình 3.20 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga loại tuyến tính.................. 22
Hình 3.21 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga loại Hall ........................... 23
Hình 4.1 Giá đỡ mô hình nhìn từ phía trước ....................................................... 25
Hình 4.2 Giá đỡ mô hình nhìn từ phía sau ........................................................... 25
Bảng 4.3 Các thiết bị sử dụng trên mô hình......................................................... 26
Hình 4.4 Bản xe tổng quát kích thước thực tế mô hình ........................................ 27
3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
Hình 4.5 Hình chiếu đứng của mô hình ............................................................... 27
Hình 4.5 Hình chiếu bằng mô hình ...................................................................... 28
Hình 4.6 Hình chiếu cạnh mô hình ...................................................................... 28
Sơ đồ 5.1 Sơ đồ tổng quát mạch điện mô hình các cảm biến đo gió trên ô tô ..... 29
Hình 5.2 Sắt ống ................................................................................................... 29
Hình 5.3 Gỗ ép ..................................................................................................... 30
Hình 5.4 Các vật dụng, thiết bị gia công ............................................................ 30
Hình 5.5 Lắp các cảm biến, mô tơ lên đường ống nạp ....................................... 31
Hình 5.6 Bố trí đồng hồ, rơ le, công tắc trên mặt mica ...................................... 31
Hình 5.7 Ghép nối hoàn thiện các chi tiết lên khung ........................................... 32
4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Cảm biến ngày càng đƣợc sủ dụng rộng rãi trên ô tô và trở thành thiết yếu để có
thể đáp ứng những yêu cầu ngày càng khắt khe về nhu cầu sử dụng, yêu cầu cần sự
êm ái khi vận hành, sử dụng nguồn nhiên liệu ngày một khan hiếm có hiệu quả hơn
cũng nhƣ yêu cầu bảo vệ môi trƣờng. Trong số đó không thể không kể đến các cảm
biến đo gió trên ô tô. Để hiểu rõ hơn về cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng nhƣ ứng
dụng của cảm biến đo gió trên ô tô, chúng em đã quyết định chọn đề tài này để thực
hiện với mục đích thiết kế lắp đặt mô hình cho giảng viên giảng dạy và sinh viên
nghiên cứu học tập.
Bên cạnh đó việc chọn đề tài này còn bắt đầu từ sự tò mò, sự say mê tìm hiểu
nguyên lý và cách thức của hệ thống này hoạt động nhƣ thế nào, cũng nhƣ chúng
em còn ôn lại đƣợc những kiến thức cơ bản đã đƣợc học trong những tiết học lý
thuyết.
1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài đƣợc ra đời nhằm mục đích giúp sinh viên có điều kiện tiếp cận thực tiễn
nhiều hơn với hệ thống các cảm biến đo gió trên ô tô. Đồng thời đề tài cũng còn là
cơ hội cho ngƣời nghiên cứu tiếp xúc, củng cố và nâng cao kiến thức chuyên môn
về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống các cảm biến đo gió trên ô tô.
1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Vì điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị còn hạn chế nên chúng em chỉ tập
trung hoàn thành mô hình một cách đơn giản nhất, chỉ giả lập đƣợc một phần nào
đó của hệ thống các cảm biến đo gió thật trên ô tô.
Một phần cũng vì kinh phí chế tạo hạn hẹp nên không thể sử dụng đƣợc hết
những chi tiết, cơ cấu đầy đủ của hệ thống đo gió nhƣ: hộp ECU, các turbo tăng,
họng bƣớm ga,… Thay vào đó chúng em tự nghiên cứu, lắp đặt những chi tiết chính
các cảm biến, bƣớm ga tự chế, bộ điều tốc motor hút bụi giả lập lực hút động cơ.
5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG CẢM BIẾN ĐO GIÓ
TRÊN Ô TÔ
2.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN
Sự hình thành của hệ thống cảm biến đo gió trên gắn liền với sự hình thành của
hệ thống phun xăng điện tử trên ô tô. Vào thế kỷ XIX, một kỹ sƣ ngƣời Pháp - ông
Stevan - đã nghĩ ra cách phun nhiên liệu cho một máy nén khí. Sau đó một thời
gian, một ngƣời Đức đã cho phun nhiên liệu vào buồng cháy nhƣng không mang lại
hiệu quả. Đầu thế kỷ XX, ngƣời Đức áp dụng hệ thống phun nhiên liệu trong động
cơ 4 thì tĩnh tại (nhiên liệu dùng trên động cơ này là dầu hỏa nên hay bị kích nổ và
hiệu suất rất thấp). Tuy nhiên, sau đó sáng kiến này đã đƣợc ứng dụng thành công
trong việc chế tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu cho máy bay ở Đức. Đến năm 1966,
hãng BOSCH đã thành công trong việc chế tạo hệ thống phun xăng kiểu cơ khí.
Trong hệ thống phun xăng này, nhiên liệu đƣợc phun liên tục vào trƣớc supap hút
nên có tên gọi là K – Jetronic (K- Konstant – liên tục, Jetronic – phun). K – Jetronic
đƣợc đƣa vào sản xuất và ứng dụng trên các xe.
Tên tiếng Anh của K-Jetronic là CIS (continuous injection system) đặc trƣng cho
các hãng xe châu Âu và có bốn loại cơ bản cho CIS là: K – Jetronic, K –Jetronic –
với cảm biến oxy và KE – Jetronic (có kết hợp điều khiển bằng điện tử) hoặc KE –
Motronic (kèm điều khiển góc đánh lửa sớm). Do hệ thống phun cơ khí còn nhiều
nhƣợc điểm nên đầu những năm 80, BOSCH đã cho ra đời hệ thống phun sử dụng
kim phun điều khiển bằng điện. Có hai loại: hệ thống L-Jetronic (lƣợng nhiên liệu
đƣợc xác định nhờ cảm biến đo lƣu lƣợng khí nạp) và D-Jetronic (lƣợng nhiên liệu
đƣợc xác định dựa vào áp suất trên đƣờng ống nạp). Đến năm 1984, ngƣời Nhật
(mua bản quyền của BOSCH) đã ứng dụng hệ thống phun xăng L-Jetronic và DJetronic trên các xe của hãng Toyota (dùng với động cơ 4A – ELU). Đến năm 1987,
hãng Nissan dùng L – Jetronic thay cho bộ chế hòa khí của xe Nissan Sunny.
Ứng dụng của hệ thống đo gió qua các thời kì
D-Jetronic (xuất phát từ chữ Druck trong tiếng Đức là áp suất): với lƣợng xăng
phun đƣợc xác định bởi áp suất sau cánh bƣớm ga bằng cảm biến MAP (manifold
absolute pressure sensor).
6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
Hình 2.1 Hệ thống phun xăng điện tử động cơ D-Jetronic
L-Jetronic (xuất phát từ chữ Luft trong tiếng Đức là không khí): với lƣợng xăng
phun đƣợc tính toán dựa vào lƣu lƣợng khí nạp lấy từ cảm biến đo gió loại cánh
trƣợt. Sau đó có các phiên bản: LH – Jetronic với cảm biến đo gió dây nhiệt, LU –
Jetronic với cảm biến gió kiểu siêu âm…
Hình 2.2 Hệ thống phun xăng điện tử động cơ L-Jetronic
7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
Hình 2.3 Hệ thống phun xăng điện tử LH-Jetronic
8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ LUẬN
3.1 CẢM BIẾN MAF(Mass Air Flow Sensor)
3.1.1 Chức năng và nhiệm vụ
Cảm biến MAF có chức năng đo khối lƣợng khí nạp qua cửa hút và truyền tín
hiệu về ECU để điều chỉnh lƣợng nhiên liệu phun đạt tỉ lệ chuẩn và điều chỉnh
góc đánh lửa phù hợp.
Khi cảm biến đo gió gặp vấn đề, động cơ sẽ chạy không êm, không đều hoặc
không chạy đƣợc, công suất động cơ kém, xe chạy tốn nhiên liệu hơn, chết
máy,…
3.1.2 Phân loại
Cảm biến đo gió chủ yếu đƣợc chia làm 2 loại: cảm biến để đo khối lƣợng
không khí nạp, và các cảm biến đo thể tích không khí nạp. Cảm biến đo khối
lƣợng và cảm biến đo lƣu lƣợng không khí nạp có các loại nhƣ sau:
3.1.2.1 Cảm biến đo khối lượng không khí nạp kiểu dây sấy.
Hình 3.1 Cảm biến MAF dây nhiệt Toyota
• Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Cảm đo gió gọn và nhẹ nhƣ đƣợc thể hiện nhƣ hình minh họa bên dƣới là loại
cắm phích đƣợc đặt vào đƣờng không khí, và làm cho phần không khí nạp chạy
qua khu vực phát hiện. Một dây nóng và nhiệt điện trở đƣợc sử dụng nhƣ một
cảm biến, đƣợc lắp vào khu vực phát hiện. Bằng cách trực tiếp đo khối lƣợng
không khí nạp, độ chính xác phát hiện đƣợc tăng lên và hầu nhƣ không có sức
9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
cản của không khí nạp. ngoài ra, vì không có các cơ cấu đặc biệt, cảm biến này
có độ bền tuyệt hảo.
Hình 3.2 Nguyên lí hoạt động của cảm biến MAF dây nhiệt
Nguyên lý hoạt động: dòng điện chạy vào dây sấy làm cho nó nóng lên. Khi
không khí chạy qua dây này, dây sấy đƣợc làm nguội tƣơng ứng với khối không
khí nạp. Bằng cách điều chỉnh dòng điện chạy vào dây sấy này để giữ cho nhiệt
độ dây sấy không đổi, dòng điện đó sẽ tỉ lệ thuận với khối không khí nạp. Sau đó
có thể đo khối lƣợng không khí nạp bằng cách phát hiện dòng điện đó. Trong
trƣờng hợp của cảm biến đo gió kiểu dây sấy, dòng điện này đƣợc biến đổi thành
điện áp sau đó đƣợc truyền đến ECU động cơ từ cực VG.
Hình 3.3 Sự thay đổi điện áp trong quá trình nạp không khí của cảm biến MAF
10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
• Sơ đồ mạch điện:
Hình 3.4 Sơ đồ mạch điện bên trong cảm biến MAF dây nhiệt
Khi dây sấy Rh đƣợc làm mát bằng không khí nạp, điện trở tăng lên dẫn đến
sự hình thành độ chênh giữa các điện thế của các điểm A và B. Một bộ khuếch
đại xử lý phát hiện chênh lệch này và làm tăng dòng điện chay qua dây sấy Rh.
Khi thực hiện việc này, nhiệt độ dây sấy Rh tăng lên dẫn đến việc tăng tƣơng
ứng trong điện trở cho đến khi điện thế của các điểm A và B trở nên bằng nhau.
Bằng cách sử dụng các đặc tính của loại mạch cầu này, cảm biến đo gió có thể đo
đƣợc khối lƣợng không khí nạp bằng cách phát hiện điện áp ở điểm B.
3.1.2.2 Cảm biến lưu lượng khí nạp: kiểu cánh trượt
• Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Hình 3.5 Cấu tạo cảm biến lưu lương khí nạp kiểu cánh trượt
11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
Khi không khí đi qua cảm biến từ bộ lọc khí, nó đẩy tấm đo mở ra cho đến lực
tác động vào tấm đo cân bằng với lò xo phản hồi.
Chiết áp đƣợc nối đồng trục với tấm đo này, sẽ biến đổi thể tích không khí nạp
thành một tín hiệu điện áp (tín hiệu VS) đƣợc truyền đến ECU động cơ.
• Sơ đồ mạch điện:
Có hai loại cảm biến lƣu lƣợng khí nạp kiểu cánh, chúng khác nhau về mạch
điện. Một loại điện áp VS giảm khi lƣợng khí nạp lớn, còn loại kia tăng khi
lƣợng khí nạp tăng.
+ Loại 1: ECU động cơ có 1 mạch điện áp không đổi cấp điện áp 5V đến cực
VC của cảm biến. Vì vậy, điện áp ra tại cực VS sẽ luôn báo chính xác góc mở
của tấm đo và do đó báo chính xác lƣợng khí nạp..
Hình 3.6 Mạch điện cảm biến lưu lượng kiểu cánh trượt loại 1
+ Loại 2: Loại cảm biến này đƣợc điện áp ắc quy đến cực VB.
Loại cảm biến lƣu lƣợng khí nạp này không đƣợc cấp điện áp không đổi 5V từ
ECU nên điện áp đƣợc xác định bởi tỷ số điện trở VB và VC và điện trở VC và
E2 đƣợc đƣa đến ECU động cơ qua cực VC.
Hình 3.7 Mạch điện cảm biến lưu lượng khí nạp loại 2
12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
3.1.2.3 Cảm biến lƣu lƣợng khí nạp: kiểu xoáy quang học Karman
• Cấu tạo:
Kiểu cảm biến lƣu lƣợng khí nạp này trực tiếp cảm nhận thể tích không khí
nạp bằng quang học. So với cảm biến lƣu lƣợng khí nạp kiểu cánh, nó có thể làm
nhỏ hơn và nhẹ hơn về trọng lƣợng. Cấu tạo đơn giản của đƣờng không khí cũng
giảm sức cản của không khí nạp.
Hình 3.8 Cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu Karman
• Nguyên lý hoạt động
Một trụ “bộ tạo dòng xoáy” đƣợc đặt ở giữa một luồng không khí đồng đều
tạo ra gió xoáy đƣợc gọi là “gió xoáy Karman” ở hạ lƣu của trụ này. Vì tần số
dòng xoáy Karman đƣợc tạo ra tỷ lệ thuận với tốc độ của luồng không khí, thể
tích của luồng không khí có thể đƣợc tính bằng cách đo tần số của gió xoáy này.
Các luồng gió xoáy đƣợc phát hiện bằng cách bắt bề mặt của một tấm kim loại
mỏng (đƣợc gọi là “gƣơng”) chịu áp suất của các gió xoáy và phát hiện các độ
rung của gƣơng bằng quang học bởi một cặp quang điện (một LED đƣợc kết hợp
với một tranzito quang).
Hình 3.9 Nguyên lí hoạt động của cảm biến
• Sơ đồ mạch điện:
13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
Hình 3.10 Mạch điện cảm biến lưu lượng khí nạp Karman
3.1.3 Vị trí lắp đặt trên động cơ
Cảm biến MAF đƣợc đặt ngay đầu cửa hút của ống nạp
Hình 3.11 Vị trí lắp đặt cảm biến MAF
14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
3.2 CẢM BIẾN MAP( Manifold Absolute Pressuare Sensor)
Hình 3.12 Cảm biến lưu lượng khí nạp MAP
3.2.1 Chức năng và nhiệm vụ
Chức năng:
● Tính toán đƣợc lƣợng gió vào động cơ, ECU sẽ nhận tín hiệu này để điều
chỉnh lƣợng phun và góc đánh lửa sớm.
● Hiệu chỉnh góc đánh lửa, ECU sẽ điều khiển giảm góc đánh lửa sớm khi
tải cao để hạn chế kích nổ, tăng góc đánh lửa sớm khi tải thấp để cải thiện hiệu
suất, tiết kiệm nhiên liệu.
● Về chức năng điều chỉnh lƣợng phun nhiên liệu, ECU động cơ điều
khiển tăng độ đậm hòa khí bằng cách phun nhiều hơn khi tải lớn và giảm lƣợng
phun khi tải thấp.
Nhiệm vụ:
Cảm biến áp suất có nhiệm vụ cung cấp tín hiệu áp suất chân không dƣới
dạng điện áp hoặc tần số về bộ xử lý trung tâm để tính toán lƣợng nhiên liệu
cần cung cấp cho động cơ. Khi xe ở chế độ không tải hoặc nhả ga, áp suất chân
không giảm. Ngƣợc lại, khi tăng tốc hoặc tải nặng, áp suất chân không tăng lên.
Khi xe không có cảm biến MAP, động cơ sẽ nổ không êm, công suất động
cơ kém, tốn nhiên liệu và xe thải ra nhiều khói.
15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6-2018
GVHD: THS NGUYỄN NGỌC HUYỀN TRANG
3.2.2 Cấu tạo
Cảm biến MAP đƣợc cấu tạo từ một buồng chân không ngăn cách bới một
tấm màn mỏng đƣợc duy trì độ chân không chuẩn, trong buồn chân không có
gắn một con chip silicon, một phía của chíp tiếp xúc với độ chân không trong
buồng chân không, một phía tiếp xúc với áp suất đƣờng ống nạp, lƣới lọc và
đƣờng ống dẫn.
Hình 3.13 Cấu tạo cảm biến MAP
3.2.3 Nguyên lí hoạt động
Cảm biến áp suất đƣờng ống nạp cảm nhận áp suất đƣờng ống nạp bằng một
IC lắp trong cảm biến và phát ra tín hiệu PIM. ECU động cơ quyết định khoảng
thời gian phun nhiên liệu cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản dựa vào tín hiệu
PIM này.
Một chip silicon gắn liền với buồng chân không đƣợc duy trì độ chân không
chuẩn, tất cả đƣợc đặt trong bộ cảm biến. Một phía của chip tiếp xúc với áp suất
đƣờng ống nạp, phía kia tiếp xúc với độ chân không trong buồng chân không.
Áp suất đƣờng ống nạp thay đổi làm hình dạng của chip silicon thay đổi và
giá trị điện trở của nó cũng dao động theo mức độ biến dạng.
Sự dao động của giá trị điện trở này đƣợc chuyển hóa thành một tín hiệu điện
áp nhờ IC lắp bên trong cảm biến và sau đó đƣợc gửi đến ECU động cơ ở cực
PIM dùng làm tín hiệu áp suất đƣờng ống nạp. Cực VC của ECU động cơ cấp
nguồn không đổi 5V đến IC.
16
