Đồ án hệ thống nhiên liệu trên động cơ 2AZFE của xe CAMRY TOYOTA

Nhận xét và đánh giá của giáo viên hướng dẫn:

* Ý thức thực hiện:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
* Nội dung thực hiện:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
* Hình thức trình bày:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
* Tổng hợp kết quả:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
€ Tổ chức báo cáo trước hội đồng
€ Tổ chức chấm thuyết minh
Vĩnh Long, ngày…. tháng…..năm 2018
Giáo viên hướng dẫn


LỜI CẢM ƠN
Chúng em là những sinh viên của khoa Cơ khí động lực được sự dìu dắt và
hướng dẫn tận tình của quí Thầy cô trong suốt khóa học. Chúng em đã và đang từng
bước hoàn thiện mình hơn để trở thành những kỹ sư trong tương lai, đem bàn tay và
khối óc của mình cống hiến cho xã hội. Cho đến hôm nay, với đồ án môn học này cũng
đánh dấu một cột mốc lớn trên bước đường trưởng thành của em. Chúng em sắp bước
ra khỏi cánh cổng trường Đại học để bước vào một cánh cổng lớn hơn, nhiều thử thách
hơn. Đó là cánh cổng của cuộc đời, công việc trong tương lai sắp tới, mọi sự thành
công trên bước đường sắp tới đều nhờ công lao dìu dắt dạy dỗ của quí Thầy cô đối với
chúng em. Xin gửi tới quí Thầy cô sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc của em.
Em xin chân thành cám ơn Thầy HÀ VĂN TRỌNG đã cung cấp nhiều tài liệu

bổ ích cho em. Đồng thời Thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo trong suốt quá trình học
tập cũng như trong quá trình thực hiện đồ án môn học để em hoàn tất đồ án môn học
này.
Xin chân thành cám ơn quí Thầy cô của trường Trường đại học Sư Phạm Kỹ
Thuật Vĩnh Long. Đặc biệt là quí Thầy cô trong khoa Cơ Khí động lực đã tận tình chỉ
dẫn, trực tiếp giúp đỡ và tạo điều kiện cho em làm việc trong môi trường rất tốt trong
suốt quá trình thực hiện đồ án môn học này.
Cảm ơn sự đóng góp ý kiến của các bạn sinh viên trong lớp và tất cả các bạn
sinh viên trong khoa Cơ Khí động lực để tôi hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Vĩnh Long, ngày tháng năm 2018
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Toán


LỜI NÓI ĐẦU
Trong giai đoạn hiện nay ngành ô tô có vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế
quốc dân, ô tô được sử dụng trong nhiều ngành kinh tế như: vận tải, xây dựng, du
lịch…Cùng với sự phát triển vượt bậc của mình ngành công nghệ ô tô ngày càng
khẳng định vai trò quan trọng không thể thiếu trong sự phát triển của một quốc gia.
Nhờ sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật và công nghệ, ngành ô tô
đã không ngừng tự làm mới mình để đáp ứng được những yêu cầu bức thiết trong vấn
đề sử dụng. Ngành ô tô đã có những bước tiến bộ vượt bậc về thành tựu kỹ thuật mới
như: Điều khiển điện tử và kỹ thuật bán dẫn cũng như các phương pháp tính toán hiện
đại… đều được áp dụng trên ô tô. Khả năng cải tiến, hoàn thiện và nâng cao để đáp
ứng mục tiêu chủ yếu về tăng năng suất, vận tốc, tải trọng có ích, tăng tính kinh tế,
giảm cường độ cho người lái, tính tiện nghi sử dụng cho khách hàng và giảm tối ưu
lượng nhiên liệu.
Việc giảm tối ưu lượng nhiên liệu mà công suất của động cơ vẫn đảm bảo đang
là vấn đề bức thiết và là nhu cầu hàng đầu trong mục đích sử dụng của khách hàng.

Công nghệ phun nhiên liệu điện tử đã ra đời và đáp ứng được mục đích sử dụng. Cùng
với công nghệ phun Diesel điện tử, công nghệ phun xăng điện tử cũng đã và đang
được nghiên cứu và ứng dụng trong thực tiễn sử dụng của nghành ô tô.
Sau 3 năm học tập tại trường ĐHSP Kỹ Thuật Vĩnh Long chúng em đã được
khoa CKĐL tin tưởng giao cho đề tài :
“Nghiên cứu về hệ thống điều khiển phun nhiên liệu trên động cơ 2AZ - FE lắp
trên dòng xe CAMRYcủa hãng TOYOTA” do thầy: Hà Văn Trọng hướng dẫn.
Đây là một đề tài còn mới mẻ nên chúng em gặp rất nhiều khó khăn trong quá
trình thực hiện và sẽ còn thiếu sót. Vậy kính mong các thầy giáo chỉ bảo để đồ án của
chúng em được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong khoa và thầy Hà Văn Trọng đã
tận tình chỉ bảo và hướng dẫn chúng em thực hiện đồ án này.

Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Văn Toán


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Với một sự phát triển nhanh và mạnh của thị trường ô tô Việt Nam. Một yêu
cầu được đặt ra, đó là làm thế nào để khai thác được hiệu quả nhất động cơ của ô tô,
nhất là về phần điều khiển, để có thể đánh giá và sử dụng hết được những tính năng
của nó, đem lại chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật (ít tiêu hao nhiên liệu, sự ô nhiễm, công suất
động cơ) cao nhất. Đó là một nhiệm vụ được đặt ra cho một nước đang hội nhập với
thế giới như Việt Nam.
Đó cũng là lý do mà em chọn Đồ án môn học của mình là “Nghiên cứu hệ
thống nhiên liệu trên động cơ 2AZ - FE lắp trên dòng xe CAMRYcủa hãng
TOYOTA”. Trong phạm vi giới hạn của Đồ án, khó mà có thể nói hết được tất cả các
công việc cần phải làm để khai thác hết tính năng về phần hệ thống nhiên liệu động cơ
xe ô tô. Tuy nhiên, đây sẽ là nền tảng cho việc lấy cơ sở để khai thác những động cơ

tương tự sau này, làm thế nào để sử dụng một cách hiệu quả nhất, kinh tế nhất trong
khoảng thời gian lâu nhất.
2. Mục đích của đề tài
Có cái nhìn khái quát về hệ thống nhiên liệu trên động cơ 2AZ-FE
Nắm được kết cấu và hoạt động của hệ thống nhiên liệu trên động cơ 2AZ-FE
Nắm được những hư hỏng và cách sữa chữa của hệ thống nhiên liệu trên động
cơ 2AZ-FE


Cuối cùng, việc hòan thành đồ án môn học sẽ giúp cho sinh viên có thêm tinh
thần trách nhiệm, lòng say mê học hỏi, sáng tạo. Và đặc biệt quan trọng là lòng yêu
nghề nghiệp.
3. Phương pháp nghiên cứu
Tra cứu trong các liệu, giáo trình kỹ thuật, sách vở, đặc biệt là các cuốn cẩm
nang khai thác, bảo dưỡng sửa chữa của chính hãng Toyota.
Tìm kiếm thông tin trên mạng Internet, các website trong và ngòai nước. So
sánh và chắt lọc để sử dụng những thông tin cần thiết và đáng tin cậy.
Tham khảo ý kiến của các Giảng viên trong ngành cơ khí ô tô. Trong đó phải kể
đến các Thầy trong khoa Cơ Khí – Động Lực của trường ĐHSPKT Vĩnh Long, các kỹ
sư, chuyên viên kỹ thuật về ô tô tại các Trung tâm bảo hành, các xưởng sửa chữa, và
cả những người có kinh nghiệm lâu năm trong việc sử dụng và bảo quản xe…
Tổng hợp và phân tích các nguồn dữ liệu thu thập được, từ đó đưa ra những
đánh giá và nhận xét của riêng mình.


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Hệ phun xăng điện tử đầu tiên được thương mại hóa bởi Bosch năm 1955 trên
Wright R-3350. Hệ thống này cải biến trên trên hệ thống diesel có áp lực cao được gắn
cánh bướm ga (diesel cổ điển không có bướm ga). Nó dùng một bơm xăng bình
thường cung cấp nhiên liệu cho vòi phun được tăng áp vào buồng đốt. Khi kết hợp với

valve Desmo trong xe đua 300SL tạo ra một sức >100 mã lực /mỗi 1000 cc xem ra còn
tốt hơn các xe ngày nay không xài turbo.
Bosch phát minh hệ EFI gọi là D -Jetronic (D for Druck, German = áp suất)
trên xe VW 1600TL in 1967. Đây là một hệ dùng vận tốc và tỉ trọng không khí để tính
toán khối lượng khí cần rồi từ đó tính thể tích nhiện liệu cần. Hệ thống này sử dụng
những cảm biến cơ điện tử là những thứ bị ảnh hưởng bởi rung động và tạp chất.
Sau đó các hệ K-Jetronic và L-Jetronic ra đời năm 1974 dùng cảm biến lưu
lượng khí rồi kế tiếp các cảm biến về áp suất, nhiệt độ rồi khối lượng ra đời.
Năm 1982 Bosch giới thiệu một hệ có cảm biến đo trực tiếp khối lượng khí nạp gọi đó
là LH-Jetronic (L for Luftmasse and H for Hitzdraht, German for "air mass" and "hot
wire", respectively). Cảm biến này dùng một cuộn platin nung nóng đặt trong luồng
khí nạp. Tốc độ làm lạnh cuộn dây tỉ lệ với khối lượng khí thổi qua.Vì đo trực tiếp
khối lượng khí nên các cảm biến về áp suất và nhiệt độ không cần. Một hệ LH Jetronic
như thế là một hệ EFI hoàn chỉnh đầu tiên làm cơ bản cho sau này. Sự tiến bộ của việc
tạo ra những vi mạch số (digital microprocessor) cho phép tổng hợp về một nguồn
điều khiển chung.


CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ
2.1 Hệ thống nhiên liệu trên động cơ 2AZ-FE
2.1.1 Giới thiệu chung về động cơ TOYOTA 2AZ-FE

Hình 2. 1 Mặt cắt dọc động cơ TOYOTA 2AZ - FE

Hình 2. 2 Mặt cắt ngang động cơ TOYOTA 2AZ - FE
Một số đặc điểm cơ bản của động cơ như sau:
-

Động cơ 2AZ- FE là kiểu động cơ 4 kỳ, 4 xylanh thẳng hàng 2 cam.
Dung tích công tác của xylanh: 2362cm3

Công suất lớn nhất của động cơ 150 mã lực ở tốc độ 5600 vòng/ phút.
Mô men xoắn lớn nhất của động cơ: 22,2 kGm ở 3800 vòng/ phút.
Kiểu cung cấp nhiên liệu: phun xăng điện tử EFI


-

Hệ thống làm mát của động cơ là kiểu tuần hoàn cưỡng bức dưới áp suất của bơm

-

nước và có van hằng nhiệt ngay cả khi xe phanh hãm đột ngột.
Hệ thống bôi trơn của động cơ là kiểu cưỡng bức và vung té có lọc dầu toàn phần,

-

dùng để đưa dầu bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát của các chi tiết chuyển động.
Đường kính xylanh/ hành trình làm việc piston: 86/86 mm.
Tỷ số nén .
Thứ tự nổ là 1 – 3 – 4 – 2
Trục khuỷu được đỡ bởi 5 ổ đỡ của thân máy. Các bạc ổ đỡ đều làm bằng hợp kim

-

nhôm.
Nắp máy được làm bằng hợp kim nhôm, có các cửa hút, cửa xả ở hai bên, buồng cháy

-

hình nệm.

Nến điện được bố trí bên phải buồng cháy.
Các lò xo nấm hút làm bằng thép và lò xo có khả năng chịu tải ở mọi chế độ vòng

-

quay động cơ.
Trục cam được dẫn động bằng xích. Trục cam có 5 ổ đỡ nằm giữa các con đội của từng
xylanh và ở phía đầu xylanh số 1. Việc bôi trơn các ổ trục cam được thực hiện nhờ có
đường dầu từ nắp máy.
2.1.2 Cấu tạo và hoạt động của hệ thống nhiên liệu trên động cơ 2AZ-FE

Hình 2. 3 Sơ đồ bố trí hệ thống nhiên liệu động cơ 2AZ-FE trên xe TOYOTA


Hình 2. 4 Sơ đồ bố trí các bộ phận hệ thống nhiên liệu trên động cơ 2AZ-FE
2.1.3 Động cơ TOYOTA 2AZ-FE dùng hệ thống phun xăng loại L-EFI

Hình 2. 5 Sơ đồ hệ thống phun xăng trên động cơ TOYOTA 2AZ- FE


Hình 2. 6 Sơ đồ mạch điện hệ thống phun xăng
Nguyên lí hoạt động:
Khi động cơ làm việc, bơm xăng sẽ hút xăng từ thùng chứa đẩy qua bầu lọc điền
đầy vào ống dẫn nhiên liệu chính với áp suất. Xăng từ ống nhiên liệu chính sẽ nạp đầy
vào các vòi phun. Đến kỳ nạp, xupap nạp mở không khí sạch được hút vào buồng đốt
của động cơ, lượng không khí nạp và độ mở của bướm ga được cảm biến vị trí bướm
ga báo về cho ECU.
Tại bộ điều khiển trung tâm ECU các thông số về chế độ làm việc của động cơ do
các cảm biến ghi nhận và gửi về sẽ được tình toán theo một chương trình đã được cài
đặt săn. Từ đó ECU sẽ được điều chình lượng xăng phun ra thích hợp nhất với từng

chế độ của động cơ.
Trong quá trình làm việc lưu lượng xăng do bơm cung cấp luôn nhiều hơn lưu
lượng cần thiết của động cơ. Vì vậy nhiên liệu luôn được lưu thông giúp quá trình khởi
động được dễ dàng.
2.1.4. Khối nhiên liệu
2.1.4.1 Khái quát


Nhiên liệu được hút từ bình nhiên liệu bằng bơm và đưa (dưới áp suất) qua lọc
nhiên liệu đến các vòi phun. Áp suất nhiên liệu trong đường ống nhiên liệu phải được
điều chỉnh để duy trì việc phun nhiên liệu ổn định bằng bộ điều áp và bộ giảm rung.
Các vòi phun sẽ phun nhiên liệu vào đường ống nạp tuỳ theo các tín hiệu phun
được ECU tính toán.

Hình 2. 7 Sơ đồ cấu tạo hệ thống nhiên liệu động cơ 2AZ-FE
2.1.4.2 Các bộ phận chính
a. Bơm nhiên liệu


Bơm nhiên liệu đặt trong bình nhiên liệu, có nhiệm vụ bơm nhiên liệu từ bình
nhiên liệu đến động cơ, do đó cho phép ống nhiên liệu giữ được một áp suất nhất định

Hình 2. 8 Cấu tạo bơm nhiên liệu
Nguyên lí hoạt động
Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy. Thậm chí khi khố điện
được bật đến vị trí ON, nếu động cơ chưa nổ máy, thì bơm nhiên liệu sẽ không làm
việc.
Khi bật khóa điện ở vị trí IG, rơ le FEI bật mở.
Khi động cơ quay khởi động, một tín hiệu STA (tín hiệu máy khởi động) được
truyền đến ECU từ cực ST của khóa điện.

Khi tín hiệu STA được đưa vào ECU động cơ, động cơ bất ON transisto và rơ le
mở mạch được bật ON. Sau đó, dòng điện được chạy vào bơm nhiên liệu để vận hành
bơm.
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 transisto này tiếp tục duy trì hoạt động của
bơm nhiên liệu.
Thậm chí khi khóa 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 transisto này, nó ngắt rơ le mở
mạch làm cho bơm nhiên liệu ngừng lại.

Hình 2. 9 Sơ đồ mạch điện điều khiển tốc độ của bơm nhiên liệu
b. Bộ ổn định áp suất
Điều chỉnh áp suất nhiên liệu đến một áp suất nhất định, do vậy việc cung cấp
nhiên liệu luôn được ổn định đến các vòi phun. Lượng phun nhiên liệu được điều
khiển bằng chu kỳ của tín hiệu cung cấp đến các vòi phun, mặc dù vậy, do sự thay đổi
độ chân không trong đường ống nạp, lượng phun nhiên liệu sẽ thay đổi một chút thậm
chí nếu tín hiệu phun & áp suất nhiên liệu không đổi. Do đó, để đạt được lượng phun
nhiên liệu chính xác, tổng áp suất nhiên liệu & độ chân không đường ống nạp phải
được duy trì tại 304 đến 343 kPa (3.1 đến 3.5 kgf/cm2, 44.1 đến 49.7 psi).
Nguyên lí hoạt động
Nhiên liệu có áp suất từ ống phân phối sẽ ấn vào màng làm mở van. Một phần
nhiên liệu sẽ chảy ngược trở lại bình chứa qua đường ống hồi. Lượng nhiên liệu trở về


phụ thuộc vào độ căng của lò xo màng và áp suất nhiên liệu thay đổi tuỳ theo lượng
nhiên liệu hồi.
Độ chân không của đường ống nạp được dẫn vào buồng phía lò xo màng ,làm
giảm sức căng của lò xo và tăng lượng nhiên liệu hồi,làm giảm áp suất, Nói tóm lại,

khi độ chân không của đường nạp tăng lên (giảm áp), áp suất nhiên liệu chỉ giảm
tương ứng với sự giảm áp suất đó. Vì vậy tổng áp suất của nhiên liệu và độ chân không
đường nạp được duy trì không đổi.
Van đóng lại bằng lò xo khi bơm nhiên liệu ngừng hoạt động, kết quả là van
một chiều bên trong bơm nhiên liệu và van bên trong độ ổn định áp suất duy trì áp suất
dư trong đường ống nhiên liệu.

Hình 2. 10 Cấu tạo bộ ổn định áp suất
c. Lọc nhiên liệu
Loại bỏ tạp chất ra khỏi nhiên liệu, để ngăn không cho chúng đến vòi phun. Một giấy
lọc dùng để loại bỏ tạp chất, bộ lọc nhiên liệu phải được thay thế một cách định kỳ.

Hình 2. 11 Cấu tạo lọc nhiên liệu
d. Bộ giảm rung
Bộ giảm rung này dùng một màng ngăn để hấp thụ một lượng nhỏ xung của áp
suất nhiên liệu sinh ra bởi việc phun nhiên liệu và độ nén của bơm nhiên liệu.


Hình 2. 12 Cấu tạo bộ giảm rung
e. Vòi phun nhiên liệu
Nguyên lí hoạt động
Các tín hiệu từ ECU động cơ làm cho dòng điện chạy vào cuộn dây điện từ, làm
cho piston bơm bị kéo, mở van để phun nhiên liệu. Vì hành trình của piston bơm
không thay đổi, lượng phun nhiên liệu được điều chỉnh tại thời điểm dòng điện chạy
vào cuộn dây điện từ. Để đạt được tỷ lệ hỗn hợp không khí – nhiên liệu tối ưu, ECU
điều khiển lượng phun và thời điểm phun.
Lượng phun được điều chỉnh bằng khoảng thời gian phun.
ECU động cơ làm thay đổi lượng phun nhiên liệu bằng cách thay đổi thời gian
phun của vòi phun.
Thời gian phun = Thời gian phun cơ bản + Thời gian phun hiệu chỉnh

Thời gian phun mà ECU động cơ cuối cùng truyền vào vòi phun được bổ sung
các hiệu chỉnh thời gian phun cơ bản.

Hình 2. 13 Cấu tạo vòi phun


Hình 2. 14 Sơ đồ mạch điện của vòi phun nhiên liệu của động cơ 2AZ - FE
2.1.5 Khối khí nạp
Hệ thống khí nạp cung cấp lượng không khí sạch cần cho sự cháy đến các xy
lanh. Không khí đi qua lọc gió, sau đó đi qua cảm biến lưu lượng khí, cổ họng gió,
khoang nạp khí và đường ống nạp sau đó đến từng xy lanh.
Bướm ga sẽ đóng hồn tồn khi không tăng ga, nên trong quá trình chạy không tải
không khí sẽ tắt qua bướm ga và đi thẳng vào các xy lanh qua đường khí phụ trên cổ
họng gió hay van ISC.

Hình 2. 15 Sơ đồ bố trí khối nạp khí
1.Lọc khí

2.Cổ họng gió

3. Đường ống nạp


2.1.5.1 Bộ lọc gió
Lọc khí chứa phần tử lọc để loại bỏ bụi và các tạp chất khác ra khỏi không khí
trong khi không khí đưa từ bên ngồi vào động cơ.
Phần tử lọc phải được làm sạch hay thay thế theo chu kỳ.
2.1.5.2 Cổ họng gió
Cổ họng gió bao gồm:
Bướm ga để điều khiển lượng không khí nạp trong quá trình hoạt động bình

thường của động cơ.
Một đường khí phụ để cho phép một lượng nhỏ không khí đi vào trong quá
trình động cơ chạy không tải.
Cảm biến vị trí bướm ga để nhận biết vị trí góc mở bướm ga.
Van ISC điều khiển lượng khí nạp trong quá trình động cơ chạy không tải.
Khi bướm ga đóng hỗn hợp không khí nhiên liệu đi theo đường khí phụ, để duy
trì chế độ chạy không tải cho động cơ.
Khi bướm ga từ từ mở lượng hỗn hợp không khí –nhiên liệu hút vào trong xy
lanh. Kết quả là công suất phát ra của động cơ tăng lên.

Hình 2. 16 Cấu tạo cổ họng gió
2.1.5.3 Đường ống nạp
Là các ống dùng để dẫn hỗn hợp không khí – nhiên liệu đến các xy lanh.

Hình 2. 17 Cấu tạo đường ống nạp


2.1.6 Bộ điều khiển trung tâm ECU
Là bộ xử lý và điều khiển điện tử trung tâm, thực tế là bộ máy tính điện tử tiếp
nhận và xử lý các tín hiệu theo một chương trình định sẵn.
Cơ cấu chấp hành luôn bảo đảm thừa lệnh ECU và đáp ứng các tín hiệu phản hồi từ
các cảm biến. Hoạt động của hệ thống điều khiển động cơ đem lại sự chính xác và
thích ứng cần thiết, để giảm tối đa chất độc hại trong khí thải cũng như lượng tiêu hao
nhiên liệu của động cơ. ECU cũng đảm bảo công suất tối ưu ở các chế độ hoạt động
của động cơ, giúp chẩn đoán động cơ một cách hệ thống khi sự cố xảy ra.
2.1.6.1 Cảm biến vị trí bướm ra
Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên cổ họng gió. Cảm biến này biến đổi góc
mở bướm ga thành điện áp, được truyền đến ECU động cơ như tín hiệu mở bướm ga
(VTA).
Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga loại phần tử Hall.

Cảm biến vị trí bướm ga loại phần tử Hall gồm có các mạch IC Hall làm bằng
các phần tử Hall và các nam châm quay quanh chúng.
Các nam châm được lắp ở trên trục
bướm ga và quay cùng với bướm ga. Khi
bướm ga mở, các nam châm quay cùng một
lúc, và các nam châm này thay đổi vị trí của
chúng. Vào lúc đó, IC Hall phát hiện sự thay
đổi từ thông gây ra bởi sự thay đổi của vị trí
nam châm và tạo ra điện áp ra của hiệu ứng
Hall từ các cực VTA1 và VTA2 theo mức
thay đổi này. Tín hiệu này được truyền đến
ECU động cơ như tín hiệu mở bướm ga và
VTA2 là để phát hiện trục trặc của VTA1.
Điện áp tín hiệu cảm biến này thay đổi từ

Hình 2. 18 Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ra

0V đến 5V tỉ lệ với góc mở của bướm ga và
được truyền đến các cực VTA của ECU. Khi
bướm ga đóng thì điện áp
phát ra của cảm biến giảm và khi bướm ga mở thì điện áp phát ra của cảm biến tăng.
ECU tính tốn góc mở bướm ga theo tín hiệu này và điều khiển bộ chấp hành
bướm ga tương ứng điều khiển của lái xe. Những tín hiệu này cũng được sử dụng


trong việc hiệu chỉnh tỷ lệ không khí nhiên liệu, hiệu chỉnh tăng công suất và điều
khiển cắt nhiên liệu.
Cảm biến này không chỉ phát hiện chính xác độ mở của bướm ga, mà còn sử
dụng phương pháp không tiếp điểm và có cấu tạo đơn giản, vì thế nó không dễ bị
hỏng. Ngồi ra, để duy trì độ tin cậy của cảm biến này, nó phát ra các tín hiệu từ hai hệ

thống có các tính chất khác nhau.
Bướm ga đóng hoàn toàn : vị trí bướm ga được tính theo phần trăm (VTA1) là
từ 10 đến 24%.
Bướm ga mở hoàn toàn : vị trí bướm ga được tính theo phần trăm (VTA1) là từ
64 đến 96%.
Góc dự phòng 6.5o (vị trí bướm ga được tính theo phần trăm VTA1 xấp xỉ 16%).
Nếu có DTC (mã chẩn đốn hư hỏng) liên quan đến hệ thống điều khiển bướm
ga điện tử (ETCS), ECU sẽ chuyển sang chế độ dự phòng. Khi ở chế độ dự phòng,
ECU sẽ cắt dòng điện đến bộ chấp hành bướm ga. Bướm ga sẽ hồi về vị trí bướm ga
nhất định 6.5o bằng lực của lò xo hồi. Sau đó, ECU điều khiển công suất động cơ bằng
cách điều khiển phun nhiên liệu (phun cắt quãng) và thời điểm đánh lửa theo vị trí của
bàn đạp ga, có thể lái xe một cách chậm rãi.
2.1.6.2 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Cảm biến nhiệt độ nước đã được gắn các nhiệt điện trở bên trong, mà nhiệt độ
càng thấp, trị số điện trở càng lớn, ngược lại, nhiệt độ càng cao, trị số điện càng thấp.
Và sự thay đổi về giá trị điện trở của nhiệt điện trở này được sử dụng để phát hiện các
thay đổi về nhiệt độ của nước làm mát. Điện trở được gắn trong ECU động cơ và nhiệt
điện trở trong cảm biến này được mắc nối tiếp trong mạch điện sao cho điện áp của tín
hiệu được phát hiện bởi ECU động cơ sẽ thay đổi theo các thay đổi của nhiệt điện trở
này.
Khi nhiệt độ của nước làm mát động cơ thấp, phải tăng tốc độ chạy không tải,
tăng thời gian phun, góc đánh lửa sớm... nhằm cải thiện khả năng làm việc và để hâm
nóng. Vì vậy, cảm biến nhiệt độ nước không thể thiếu được đối với hệ thống điều
khiển động cơ.


Hình 2. 19 Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước
2.1.6.3 Cảm biến nồng độ oxy
Để nhằm mục đích giúp cho động cơ có lắp đặt bộ TWC (Three-way Catalytic
Converter – Bộ lọc khí xả 3 thành phần) đạt được hiệu quả lọc khí xả tốt nhất, cần phải

duy trì tỷ lệ không khí nhiên liệu nằm trong khoảng gần với tỷ lệ lý thuyết.
Cảm biến nồng độ oxy nhận biết tỷ lệ không khí –nhiên liệu đậm hoặc nhạt hơn
tỷ lệ lý thuyết. Cảm biến nồng độ oxy được đặt trong đường ống xả.
Nếu nồng độ oxy trên bề mặt trong của phần tử ZrO2 chênh lệch lớn so với trên
bề mặt ngồi tại nhiệt độ cao (4000C). Phần tử ZrO2 sẽ sinh ra một điện áp. Khi hổn
hợp không khí - nhiên liệu nhạt, có rất nhiều oxy trong khí xả do vậy có sự chênh lệch
nhỏ giữa nồng độ oxy ở bên trong và bên ngồi cảm biến. Do đó điện áp do ZrO2 tạo ra
thấp (gần bằng OV). Ngược lại nếu hỗn hợp không khí – nhiên liệu quá đậm, oxy
trongkhí xả gần như không còn . Điều đó tạo ra sự chênh lệch lớn về nồng độ oxy ở
bên trong và bên ngồi cảm biến và điện áp do phần tử ZrO2 tạo ra là lớn (Xấp xỉ 1V)
Lớp Platin có tác dụng như một chất xúc tác và làm cho oxy và C O trong khí
xả phản ứng với nhau. Nó làm giảm lượng oxy và tăng độ nhạy của cảm biến.
Chú ý: Nếu cảm biến oxy bình thường nhưng bề mặt ngồi của cảm biến có dính
bùn nó sẽ ngăn không cho không khí bên ngồi tiếp xúc với cảm biến . Sự chênh
lệchgiữa nồng độ oxy trong không khí và trong khí xả sẽ giảm xuống nên cảm biến
luôn gởi một tín hiệu hỗn hợp nhạt đến ECU.

Hình 2. 20 Cảm biến nồng độ oxy


2.1.6.4 Van điều khiển không tải động cơ ( Van ISC )
Van ISC được lắp trên cổ họng gió, và khí nạp qua nó sẽ đi tắt qua bướm ga.
Loại van điện từ quay
Van ISC được kích hoạt bằng các tín hiệu từ ECU động cơ và điều khiển lượng
khí nạp đi tắt qua bướm ga.Van ISC loại điện từ quay có kích thước nhỏ, gọn.Do van
có thể cho phép lượng khí lớn chạy qua, nó còn được dùng để điều khiển tốc độ không
tải nhanh.

Hình 2. 21 Van ISC
Nguyên lí hoạt động

-Điều khiển khởi động: Khi động cơ khởi động, van ISC được mở ra phụ thuộc
vào điều kiện hoạt dộng của động cơ dựa trên dữ liệu lưu trong bộ nhớ của ECU. Điều
này sẽ nâng cao tính khởi động cho động cơ ( Các tín hiệu liên quan: THW, Ne )
-Điều khiển hâm nóng (không tải nhanh): Sau khi động cơ đã khởi động, ECU
sẽ điều khiển tốc độ không tải nhanh phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát. Hơn nữa
điều khiển phản hồi được mô tả sau đây cũng được thực hiện để đảm bảo rằng tốc độ
không tải của động cơ đạt tốc độ không tải chuẩn, các dữ liệu cho việc điều khiển này
được lưu trong bộ nhớ của ECU ( Các tín hiệu liên quan: THW, Ne )
-Điều khiển phản hồi: Khi tất cả các điều kiện kích hoạt, điều khiển phản hồi
được xác lập sau khi động cơ đã khởi động. ECU liên tục so sánh tốc độ động cơ thực
tế với tốc độ không tải chuẩn được lưu trong bộ nhớ của nó. ECU gởi tín hiệu điều
khiển cần thiết đến van ISC để điều chỉnh tốc độ động cơ thực tế sao cho đạt tốc độ
không tải chuẩn.
2.1.6.5 Cảm biến vị trí trục khuỷu
Tín hiệu NE được ECU động cơ sử dụng để phát hiện góc của trục khuỷu và tốc
độ của động cơ. Hệ thống cảm biến vị trí trục khuỷu bao gồm đĩa tín hiệu cảm biến và
cuộn nhận tín hiệu. Đĩa tín hiệu có 34 răng và được lắp trên trục khuỷu. Cuộn nhận tín
hiệu được làm từ cuộn dây đồng, một lõi sắt và nam châm.


Hình 2. 22 (a) Kết cấu cảm biến vị trí trục khuỷu, (b)Tín hiệu xung từ cảm biến

Hình 2. 23 Mạch cảm biến vị trí trục khuỷu
Khi đĩa tín hiệu cảm biến quay và khi từng răng của nó đi qua cuộn tín hiệu,
một tín hiệu xung được tạo ra. Cuộn nhận tín hiệu sinh ra 34 tín hiệu ứng với một vòng
quay của động cơ. ECU nhận biết vị trí của trục khuỷu và tốc độ động cơ dựa vào tín
hiệu này. Dùng những tín hiệu này để điều khiển thời gian phun nhiên liệu và thời
điểm đánh lửa.
2.1.6.6 Cảm biến vị trí trục cam
Cảm biến vị trí trục cam bao gồm một nam châm, lõi thép và được cuộn bằng

dây đồng và được lắp trên nắp quy lát. Khi trục cam quay, 3 vấu trên trục cam đi qua
cảm biến vị trí trục cam. Điều này làm kích hoạt từ trường trong cảm biến và sinh ra
một điện áp trong cuộn dây đồng.Trục cam quay cùng với chuyển động quay của trục
khuỷu. Khi trục khuỷu quay hai vòng, sinh ra điện áp 3 lần trong cảm biến vị trí trục
cam. Điện áp sinh ra trong cảm biến tác dụng như một tín hiệu, cho phép ECU xác
định được vị trí của trục cam. Tín hiệu này được dùng để điều khiển thời điểm đánh
lửa, thời điểm phun nhiên liệu và hệ thống VVT.


Hình 2. 24 Kết cấu cảm biến vị trí trục cam, Tín hiệu xung từ cảm biế


CHƯƠNG 3: KIỂM TRA CHUẨN ĐOÁN HƯ HỎNG HỆ THỐNG NHIÊN
LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ TOYOTA 2AZ-FE
3.1 Ý nghĩa của việc kiểm tra chuẩn đoán
Nâng cao độ tin cậy của xe và an toàn giao thông nhờ phát hiện kịp thời và dự
đoán trước các hư hỏng trong khi kinh tế phát triển các loại xe có tốc độ trung bình
tăng dần. Tải trọng chuyên chở tăng, giảm ô nhiễm, giảm tai nạn giao thông....
Tăng độ bền sử dụng các chi tiết, cụm máy, giảm chi phí về phụ tùng thay thế,
giảm hao mòn chi tiết do không phải tháo rời.
Giảm tiêu hao nhiên liệu dầu nhờn dẫn đến tính kinh tế tăng.
Giảm giờ công lao động trong công tác bảo dưỡng, sửa chữa.
3.2 Quy trình kiểm tra chuẩn đoán
Khi có những sự cố bất thường xảy ra với động cơ như: công suất giảm hơn,
lượng tiêu thụ nhiên liệu cao hơn, động cơ chết máy không khởi động được, lượng khí
thải ra có khói đen... Đó là những hiện tượng liên quan đến hệ thống nhiên liệu. Để
khắc phục những sự cố đó người ta cần tìm ra nguyên nhân gây ra sự cố để sửa chữa.
Đầu tiên ta phải chuẩn đoán được vùng hư hỏng của hệ thống để việc sửa chữa được
nhanh gọn, dễ dàng và không bỏ xót lỗi. Trong ECU của động cơ có thiết bị chuẩn
đoán hư hỏng khi động cơ gặp sự cố. Đó là thiết bị báo lỗi bằng đèn check. Khi có lỗi

đèn sẽ nháy sáng để báo lỗi, nhiệm vụ của người sửa chữa là giải các tín hiệu của mã
lỗi, rồi khoanh vùng hư hỏng cần được sửa chữa. Khi đã khoanh vùng hệ thống các hư
hỏng ta tiến hành kiểm tra các hệ thống đó để có thể khắc phục các hư hỏng.
3.2.1 Chuẩn đoán dựa vào thiết bị đọc lỗi hoặc đèn check
Khi có lỗi trong hệ thống đèn báo sẽ nháy sáng để người kiểm tra đọc mã lỗi và
tra bảng để xem đó là mã lỗi gì để kiểm tra hỏng hóc của hệ thống. Sau đây là một số
mã lỗi đặc trưng của hệ thống.
Mã Lỗi
12 và 13

Hư Hỏng
Tín hiệu số vòng quay động cơ

14

Tín hiệu đánh lửa

16

Tín hiệu điều khiển ECT

21

Tín hiệu cảm biến oxy

22

Tín hiệu nhiệt độ cảm biến nước làm mát

24

Tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp

25

Hỏng chức năng làm nhạt tỉ lệ khí - xăng

31

Tín hiệu cảm biến chân không

41

Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga

42

Tín hiệu cảm biến tốc độ xe

43

Tín hiệu máy khởi động

52

Tín hiệu cảm biến tiếng gõ

51

Tín hiệu tình trạng công tắc
Hình 3. 1 Các mã lỗi

Mã 12: Không có tín hiệu số vòng quay của động cơ. Lỗi này do không có tín
hiệu G hay NE tới ECU trong khoảng 2 giây hay lâu hơn sau khi STA bật ON. Vì vậy
cần kiểm tra các nguyên nhân có thể làm cho tín hiệu G hay NE không đến được ECU.
+ Do hở hay ngắn mạch G hay NE.
+ Bộ chia điện.
+ Hở mạch hay ngắn mạch STA.
+ ECU của động cơ.
Mã 13: Lỗi tín hiệu số vòng quay động cơ. Không có tín hiệu NE đến ECU
trong khoảng 300 miligiây hay hơn khi tốc độ động cơ trên 1500 v/phút. Nguyên nhân
do:
+ Hở hay ngắn mạch NE
+ Bộ chia điện
+ ECU của động cơ
Mã 14: Lỗi tín hiệu đánh lửa. Không có tín hiệu IGF từ IC đánh lửa đến ECU
động cơ. Nguyên nhân có thể do:
+ Hở hay ngắn mạch IGF hay IGT từ IC đánh lửa đến ECU.
+ IC đánh lửa.
+ ECU động cơ