HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN XE TOYOTA VIOS 2010

I
MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................. I
DANH MỤC HÌNH ẢNH ...................................................................... III
DANH MỤC BẢNG ............................................................................... .V
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ........................................................... .VI
LỜI MỞ ĐẦU ....................................................................................... VII
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN Ô
TÔ ........................................................................................................... 1
1.1 Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu.......................................................... 1
1.1.1 Nhiệm vụ hệ thống đánh lửa ................................................... 1
1.1.2 Phân loại hệ thống đánh lửa.................................................... 1
1.1.3 Yêu cầu của hệ thống đánh lửa ............................................... 4
1.2 Mục tiêu của đề tài .............................................................................. 5
CHƯƠNG 2 : CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, SƠ ĐỒ MẠCH
ĐIỆN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN XE TOYOTA VIOS 2010 ....... 6
2.1 Hệ thống đánh lửa trực tiếp ................................................................ 6
2.2 Nguyên lý làm việc ............................................................................. 7
2.3 Các bộ phận chính của hệ thống đánh lửa trên xe toyota vios 2010 .10
2.3.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp ( kiểu dây sấy )........................ 10
2.3.2 Cảm biến vị trí trục khuỷu .................................................... 12
2.3.3 Cảm biến vị trí trục cam ....................................................... 15
2.3.4 Cảm biến oxy ........................................................................ 17
2.3.5 Cảm biến kích nổ .................................................................. 20
2.3.6 Cảm biến vị trí bướm ga ....................................................... 23
2.3.7 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát .......................................... 24
2.3.8 Cảm biến nhiệt độ khí nạp .................................................... 27


II
2.3.9 Bộ xử lý và điều khiển trung tâm ECU ................................ 29

2.3.10 Bộ vi xử lý .......................................................................... 31
2.3.11 Bộ ổn áp .............................................................................. 31
2.3.12 Bộ chuyển đổi A/D ............................................................. 31
2.4 Các cơ cấu chấp hành........................................................................ 32
2.4.1 Bobin ..................................................................................... 32
2.4.2 IC đánh lửa............................................................................ 33
2.4.3 Bugi ....................................................................................... 35
2.5 Sơ đồ mạch điện ................................................................................ 38
CHƯƠNG 3 : QUY TRÌNH KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA
HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN XE TOYOTA VIOS 2010 ............... 40
3.1 Quy trình kiểm tra ............................................................................. 40
3.2 Cách kiểm tra cơ bản trên xe ............................................................ 42
3.2.1 Kiểm tra bằng phương pháp cơ bản...................................... 43
3.2.2 Kiểm tra bằng máy chuẩn đoán ............................................ 44
3.3 Bảng tóm tắt một số sai hỏng thường gặp ........................................ 45
3.4 Bảng một số mã lỗi chuẩn đoán cơ bản ............................................ 47
KẾT LUẬN ............................................................................................. 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................... 50


III
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống đánh lửa điều khiển bằng vít ................................... 2
Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn ..................................................... 3
Hình 1.3: Hệ thống đánh lửa bán dẫn có ESA ................................................. 3
Hình 1.4: Hệ thống đánh lửa trực tiếp.............................................................. 4
Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp .................................................... 6
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đánh lửa trực tiếp ............................. 7
Hình 2.3: Mạch điều khiển và bơ bin kết hợp với IC đánh lửa ........................ 9
Hình 2.4: Cấu tạo của cảm biến lưu lượng khí nạp ....................................... 10

Hình 2.5: Sơ đồ mạch điện của cảm biến lưu lượng khí nạp.......................... 11
Hình 2.6: Vị trí lắp đặt của cảm biến lưu lượng khí nạp ................................ 12
Hình 2.7: Cấu tạo cảm biến trục khuỷu .......................................................... 13
Hình 2.8: Kết cấu và sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu ................. 14
Hình 2.9: Vị trí lắp đặt của cảm biến trục khuỷu ........................................... 14
Hình 2.10: Cấu tạo vị trí trục cam (dạng hall) ............................................... 16
Hình 2.11: Vị trí lắp đặt cảm biến trục cam ................................................... 17
Hình 2.12: Cấu tạo cảm biến oxy ................................................................... 18
Hình 2.13: Sơ đồ mạch điện cảm biến oxy ..................................................... 19
Hình 2.14: Vị trí lắp đặt của cảm biến oxy ..................................................... 20
Hình 2.15: Cấu tạo cảm biến kích nổ ............................................................. 21
Hình 2.16: Sơ đồ mạch điện cảm biến kích nổ ............................................... 22
Hình 2.17: Vị trí lắp đặt cảm biến kích nổ...................................................... 22
Hình 2.18: Sơ đồ mạch của cảm biến vị trí bướm ga ..................................... 23
Hình 2.19: Vị trí lắp đặt cảm biến vị trí bướm ga .......................................... 24
Hình 2.20: Cấu tạo nhiệt độ nước làm mát .................................................... 25
Hình 2.21: Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ nước làm mát ......... 25
Hình 2.22: Sơ đồ mạch cảm biến nhiệt độ nước làm mát ............................... 26
Hình 2.23: Vị trí lắp đặt cảm biến nhiệt độ nước làm mát ............................. 26
Hình 2.24: Kết cấu và sơ đồ điện cảm biến nhiệt độ khí nạp ......................... 28


IV
Hình 2.25: Vị trí lắp đặt của cảm biến nhiệt độ khí nạp ................................ 29
Hình 2.26: Sơ đồ khối bộ vi xử lý.................................................................... 31
Hình 2.27: Bộ ổn áp ........................................................................................ 31
Hình 2.28: Bộ chuyển đổi A/D ........................................................................ 32
Hình 2.29: Hoạt động của bobin đánh lửa ..................................................... 32
Hình 2.30: Các điều khiển của IC đánh lửa ................................................... 34
Hình 2.31: Các điều khiển IC đánh lửa .......................................................... 34

Hình 2.32: Bugi ............................................................................................... 35
Hình 2.33: Cơ cấu đánh lửa............................................................................ 36
Hình 2.34: Đặc tính đánh lửa ......................................................................... 36
Hình 2.35: Sơ đồ mạch điện đánh lửa của xe vios ......................................... 38
Hình 3.1: Danh mục kích hoạt trên máy chuẩn đoán ..................................... 44


V
DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Quy trình kiểm tra hệ thống đánh lửa trực tiếp ......................... 42
Bảng 3.2: Một số nguyên nhân sai hỏng ..................................................... 47
Bảng 3.3: Một số mã lỗi chuẩn đoán cơ bản...............................................48


VI
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Giáo viên hướng dẫn


VII
LỜI MỞ ĐẦU
Trong đời sống kinh tế - xã hội hiện nay giao thơng vận tải giữ vai trị
hết sức quan trọng. Do yêu cầu cao về vận chuyển nên nghành công nghiệp ô
tô đã cho ra đời hàng loạt chủng mẫu mã mới với tính năng và đặc điểm sử
dụng khác nhau.
Sự phát triển của khoa học – kỹ thuật tạo điều kiện cho nghành công
nghiệp ô tô phát triển ngày 1 hoàn thiện và đáp ứng rộng rãi hơn nữa nhu cầu
sử dụng của con người, chất lượng dịch vụ ngày càng được nâng cao.
Ở nước ta nghành cơng nghiệp ơ tơ đang từng bước phát triển chính vì
vậy mà việc khai thác kỹ thuật sử dụng ơ tơ rất quan trọng. Vì vậy 1 trong
những vấn đề đặt ra hiện nay là chúng ta phải tìm hiểu, nắm vững kết cấu của
từng chi tiết trong chiếc xe từ đó có thể từng bước làm chủ cơng nghệ.
Trong 1 chiếc xe thì đánh lửa là 1 vấn đề rất cần thiết. Một vấn đề đặt ra
là làm thế nào để chúng ta có thể hiểu rõ bản chất, đặc điểm, cấu tạo và sự
vận hành của hệ thống đánh lửa. Do đó em tiến hành chọn đề tài “Nghiên cứu

hệ thống đánh lửa trên xe Toyota Vios 2010”. Các nội dung chính của đề tài
là:
1.

Tổng quan hệ thống đánh lửa trên ô tô.

2.

Cấu tạo, nguyên lý làm việc, sơ đồ mạch điện của hệ thống đánh lửa

trên xe Toyota Vios 2010.
3.

Quy trình kiểm tra bảo dưỡng sửa chữa hệ thống đánh lửa trên xe

Toyota Vios 2010.
Được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo TS. Phạm Minh Hiếu và sự
nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành đồ án được giao. Tuy nhiên do trình độ
và kinh nghiệm thực tế cịn ít, nên đồ án khơng tránh khỏi những thiếu sót,
chưa hợp lý. Em rất mong được sự đóng góp của các thầy giáo và tồn thể các
bạn.
Sinh viên thực hiện
Đỗ Đức Trung


1
1

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN
Ô TÔ

1.1

Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu

1.1.1 Nhiệm vụ hệ thống đánh lửa
Hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ biến dịng điện một chiều có hiệu điện
thế thấp (6V, 12V hay 24V) thành các xung điện cao thế (12000- 40000V) đủ
để tạo nên tia lửa đốt cháy hổn hợp làm việc trong các xilanh của động cơ vào
những thời điểm thích hợp và tương ứng với trình tự xilanh và chế độ làm
việc của động cơ.
1.1.2 Phân loại hệ thống đánh lửa
Cấu trúc hệ thống đánh lửa được nhận dạng thông qua các đặc điểm sau.
- Theo nguồn điện sử dụng, hệ thống đánh lửa được phân biệt thành : Hệ
thống đánh lửa bằng ắc quy và hệ thống đánh lửa bằng ma-nhê- tơ.
- Theo dạng năng lượng tích lũy trong hệ thống, hệ thống đánh lửa phân
biệt thành: Hệ thống đánh lửa điện cảm và hệ thống đánh lửa điện
dung.
- Theo thiết bị điều khiển quá trình đánh lửa, hệ thống đánh lửa phân biệt
thành: Hệ thống đánh lửa thường, hệ thông đánh lửa bán dẫn và hệ
thống đánh lửa điện tử.
Hệ thống đánh lửa điện tử còn được phân biệt thành. Hệ thống đánh lửa
điện tử có sử dụng bộ chia điện và hệ thống đánh lửa không sử dụng bộ chia
điện các hệ thống đánh lửa điện dung và đánh lửa ma-nhê-tơ hiện nay ít dùng.
Với ưu điểm nổi trội hiện nay, hệ thống đánh lửa điện tử được sử dụng phổ
biến trên động cơ ô tô.
Phân loại theo hệ thống đánh lửa điện tử và q trình phát triển
a) Kiểu đánh lửa bằng vít
Hệ thống này ra đời từ khi có ơ tơ tới những năm 1974. Hệ thống gồm
các bộ phận sau: Cuộn đánh lửa, dây cao áp, bugi và các cơ cấu điều khiển

góc đánh lửa sớm bằng ly tâm, bằng chân khơng. Trong kiểu hệ thống đánh


2
lửa này, dòng sơ cấp và thời điểm đánh lửa được điều khiển bằng cơ. Dòng sơ
cấp của bobin được điều khiển cho chạy ngắt quãng qua tiếp điểm của vít lửa.
Bộ điều chỉnh đánh lửa sớm li tâm và chân không điều khiển thời điểm đánh
lửa. Bộ chia điện sẽ phân phối điện cao áp từ cuộn thứ cấp đến các bugi.

Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống đánh lửa điều khiển bằng vít
Trong kiểu đánh lửa này tiếp điểm của vít lửa cần được điều chỉnh
thường xuyên hoặc thay thế. Một điện trở phụ được sử dụng để giảm số vòng
dây của cuộn sơ cấp, và giảm mức thấp nhất sự giảm áp của cuộn thứ cấp ở
tốc độ cao.
Hệ thống đánh lửa sử dụng vít lửa có tiếp điểm, đóng mở phụ thuộc vào
vấu cam, hệ thống đánh lửa này có nhược điểm là tiếp điểm ở vít lửa lâu ngày
dễ bị đóng bẩn, muội than bám vào nên giảm hiệu suất đánh lửa, phải thường
xuyên bảo trì.
b) Kiểu bán dẫn
Hệ thống đánh lửa kiểu bán dẫn ra đời vào những năm 1970, hệ thống
đánh lửa kiểu bán dẫn ra đời để khắc phục cho những nhược điểm của hệ
thống đánh lửa bằng vít. Trong kiểu hệ thống đánh lửa này transistor điều
khiển dịng sơ cấp, để nó chạy một cách gián đoạn theo đúng các tín hiệu điện
được phát ra từ bộ phát tín hiệu.


3

Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn
Góc đánh lửa sớm được điều khiển bằng cơ như trong kiểu hệ thống

đánh lửa bằng vít hoặc có thể dùng các cảm biến vị trí như loại quang, hall.
Hệ thống đánh lửa này có ưu điểm khơng cần bảo dưỡng định kỳ như vậy
giảm được giá thành bảo dưỡng cho người sử dụng và tạo được tia lửa mạnh
ở điện cực, đáp ứng tốt ở các chế độ làm việc của động cơ, tuổi thọ cao.
c) Kiểu bán dẫn có ESA (Đánh lửa sớm bằng điện tử).
Trong kiểu hệ thống đánh lửa này không sử dụng bộ đánh lửa sớm chân
khơng và li tâm. Thay vào đó, chức năng ESA của bộ điều khiển điện tử
(ECU) sẽ điều khiển góc đánh lửa sớm.

Hình 1.3: Hệ thống đánh lửa bán dẫn có ESA


4
d) Hệ thống đánh lửa trực tiếp
Hệ thống đánh lửa trực tiếp được phát triển từ giữa thập kỷ 80, trên các
loại xe sang trọng và ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Thay vì sử dụng bộ
chia điện, hệ thống này sử dụng bobin đơn hoặc đôi cung cấp điện cao áp trực
tiếp cho bugi.

Hình 1.4: Hệ thống đánh lửa trực tiếp
Ưu điểm của hệ thống đánh lửa này là khơng có dây cao áp nên giảm sự
mất mát năng lượng, giảm điện dung ký sinh và giảm nhiễu vơ tuyến trên
mạch thứ cấp.
- Cơng suất và đặc tính động học của động cơ ô tô được cải thiện rõ rệt.
- Có khả năng điều khiển chống kích nổ cho động cơ.
- It hư hỏng, có tuổi thọ cao và không cần bảo dưỡng.
- Động cơ khởi động dễ dàng, cầm chừng êm dịu, tiết kiệm nhiên liệu và
giảm độc hại khí thải.
1.1.3 Yêu cầu của hệ thống đánh lửa
Một hệ thống đánh lửa tốt phải thoả mãn các yêu cầu sau:

- Hệ thống đánh lửa phải sinh ra dịng thứ cấp đủ lớn để phóng điện qua
khe hở bugi trong tất cả các chế độ làm việc của động cơ.


5
- Tia lửa trên bugi phải đủ năng lượng và thời gian phóng để sự cháy bắt
đầu.
- Góc đánh lửa sớm phải đúng trong mọi chế độ hoạt động của động cơ.
- Các phụ kiện của hệ thống đánh lửa phải hoạt động tốt trong điều kiện
nhiệt độ cao và độ rung xóc lớn.
- Sự mài mịn điện cực bugi phải nằm trong khoảng cho phép.
- Độ tin cậy làm việc của hệ thống đánh lửa phải tin cậy tương ứng với độ
tin cậy làm việc của động cơ.
- Kết cấu đơn giản, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, giá thành rẻ...
1.2

Mục tiêu của đề tài
- Tìm hiểu nắm vững nguyên lý làm việc và từ đó thấy được ưu nhược
điểm của hệ thống đánh lửa trong các động cơ đốt trong.
- Thấy được tầm quan trọng trong việc đánh lửa trực tiếp điều khiển
bằng điện tử trên các loại xe hơi mới hiện nay.
- Tìm hiển và nắm vững nguyên lý hoạt động của các cảm biến sử dụng
trong hệ thống đánh lửa trên động cơ 1NZ-FE.
- Có thể chẩn đốn một cách chính xác và nhanh chóng các hư hỏng
trong hệ thống đánh lửa của động cơ.


6
CHƯƠNG 2 : CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, SƠ ĐỒ

2

MẠCH ĐIỆN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN XE TOYOTA VIOS
2010
2.1

Hệ thống đánh lửa trực tiếp
Hệ thống này được sử dụng trên động cơ 1NZ-FE xe Toyota Vios. Thay

vì sử dụng bộ chia điện, hệ thống này sử dụng bobin đơn hoặc đôi cung cấp
điện cao áp trực tiếp cho bugi. Thời điểm đánh lửa được điều khiển bởi ESA
của ECU động cơ. Trong các động cơ gần đây, hệ thống đánh lửa này chiếm
ưu thế.

Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp


7
2.2

Nguyên lý làm việc

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đánh lửa trực tiếp
- Cảm biến vị trí trục khuỷu: Phát hiện góc quay trục khuỷu ( tốc độ động
cơ).
- Cảm biến vị trí của trục cam: Nhận biết xy lanh, kỳ và theo dõi định thời
của trục cam.
- Cảm biến kích nổ: Phát hiện tiếng gõ của động cơ.
- Cảm biến vị trí bướm ga : Phát hiện góc mở của bướm ga.
- Cảm biến lưu lượng khí nạp: Phát hiện lượng khơng khí nạp.

- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát: Phát hiện nhiệt độ nước làm mát động
cơ.
- Bobin và IC đánh lửa: Đóng và ngắt dòng điện trong cuộn sơ cấp vào
thời điểm tối ưu. Gửi các tín hiệu IGT đến các ECU động cơ.
- ECU động cơ : Phát ra các tín hiệu IGT dựa trên các tín hiệu từ các cảm
biến khác nhau, và gửi tín hiệu đến bobin có IC đánh lửa.
- Bugi : Phát ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hịa khí.
Trong hệ thống đánh lửa trục tiếp (ĐLTT), bộ chia điện khơng cịn được
sử dụng nữa. Thay vào đó, hệ thống ĐLTT cung cấp một bobin cùng với một
IC đánh lửa độc lập cho mỗi xy-lanh. Vì hệ thống này khơng cần sử dụng bộ
chia điện hoặc dây cao áp nên nó có thể giảm tổn thất năng lượng trong khu
vực cao áp và tang độ bền. Đồng thời nó cũng giảm đến mức tối thiểu nhiễu


8
điện từ, bởi vì khơng sử dụng tiếp điểm trong khu vực cao áp. Chức năng điều
khiển thời điểm đánh lửa được thực hiện thông qua việc sử dụng ESA (đánh
lửa sớm bằng điện tử). ECU của động cơ nhận được các tín hiệu từ các cảm
biến khác nhau, tính tốn thời điểm, truyền tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa.
Thời điểm đánh lửa được tính tốn liên tục theo điều kiện của động cơ, dựa
trên giá trị thời điểm đánh lửa tối ưu đã được lưu giữ trong máy tính, dưới
dạng một bản đồ ESA. So với điều khiển đánh lửa cơ học của hệ thống thơng
thường thì phương pháp điều khiển bằng ESA có độ chính xác cao hơn và
không cần phải đặt lại thời điểm đánh lửa. Kết quả là hệ thống này giúp cải
thiện tiết kiệm nhiên liệu và tăng công suất phát ra.
Thiết bị này bao gồm IC đánh lửa và bobin kết hợp thành một cụm.
Trước đây, dòng điện cao áp được dẫn đến xy lanh bằng dây cao áp. Nhưng
nay, bobin có thể nối trực tiếp đến từng bugi của từng xy lanh thông qua việc
sử dụng bobin kết hợp IC đánh lửa. Khoảng cách dẫn điện cao áp được rút
ngắn nhờ có nối trực tiếp bơ bin với bugi, làm giảm tổn thất điện áp và nhiễu

điện từ. Nhờ thế độ tin cậy của hệ thống đánh lửa được nâng cao.


9

Hình 2.3: Mạch điều khiển và bơ bin kết hợp với IC đánh lửa


10
2.3

Các bộ phận chính của hệ thống đánh lửa trên xe toyota vios 2010

2.3.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp ( kiểu dây sấy )
a) Cấu tạo
Cảm biến lưu lượng khí nạp gọn và nhẹ, và cho phần khơng khí nạp chạy
qua khu vực phát hiện. Một dây nóng và nhiệt điện trở, được sử dụng như một
cảm biến, được lắp vào khu vực phát hiện. Bằng cách trực tiếp đo khối lượng
khơng khí nạp, độ chính xác phát hiện được tăng lên và hầu như khơng có sức
cản của khơng khí nạp. Ngồi ra, vì khơng có các cơ cấu đặc biệt, dụng cụ
này có độ bền tuyệt hảo.
Nguyên lý hoạt động: Dòng điện chạy vào dây sấy (bộ sấy) làm cho nó
nóng lên. Khi khơng khí chạy quanh dây này, dây sấy được làm nguội tương
ứng với khối khơng khí nạp. Bằng cách điều chỉnh dịng điện chạy vào dây
sấy này để giữ cho nhiệt độ của dây sấy khơng đổi, dịng điện đó sẽ tỷ lệ
thuận với khối khơng khí nạp. Sau đó có thể đo khối lượng khơng khí nạp
bằng cách phát hiện dịng điện đó. Trong trường hợp của cảm biến lưu lượng
khí nạp kiểu dây sấy, dòng điện này được biến đổi thành một điện áp, sau đó
được truyền đến ECU động cơ từ cực VG.

.
Hình 2.4: Cấu tạo của cảm biến lưu lượng khí nạp


11
b) Sơ đồ mạch điện
Trong cảm biến lưu lượng khí nạp thực tế, một dây sấy được ghép vào
mạch cầu. Mạch cầu này có đặc tính là các điện thế tại điểm A và B bằng
nhau khi tích của điện trở theo đường chéo bằng nhau ([Ra+R3]*R1=Rh*R2)
Khi dây sấy này (Rh) được làm mát bằng khơng 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
khuyếch đại xử lý phát hiện chênh lệch này và làm tăng điện áp đặt vào mạch
này (làm tăng dòng điện chạy qua dây sấy Rh). Khi thực hiện việc này, nhiệt
độ của dây sấy (Rh) lại tăng lên dẫn đến việc tăng tương ứng trong điện trở
cho đến khi điện thế của các điểm A và B trở nên bằng nhau (các điện áp của
các điểm A và B trở nên cao hơn). Bằng cách sử dụng các đặc tính của loại
mạch cầu này, cảm biến lưu lượng khí nạp có thể đo được khối lượng khơng
khí nạp bằng cách phát hiện điện áp ở điểm B.

Hình 2.5: Sơ đồ mạch điện của cảm biến lưu lượng khí nạp


12
c) Vị trí lắp đặt
Cảm biến lưu lượng khí nạp được gắn trên đường ống dẫn khơng khí từ
lọc gió đến bộ phận điều khiển bướm ga.

Hình 2.6: Vị trí lắp đặt của cảm biến lưu lượng khí nạp
d) Các triệu chứng hư hỏng thường gặp
Khi cảm biến lưu lượng khí nạp bị hư hỏng, đèn CHECK ENGINE sáng

hoặc nhấp nháy, động cơ chạy không êm, không đều hoặc không chạy được,
công suất động cơ kém, xe chạy tốn nhiên liệu hơn, chết máy,…
2.3.2 Cảm biến vị trí trục khuỷu
a) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Bộ phận chính của cảm biến là một cuộn cảm ứng, một nam châm vĩnh
cửu và một rotor dùng để khép mạch từ có số răng tùy loại động cơ.


13

Hình 2.7: Cấu tạo cảm biến trục khuỷu
Đĩa tạo tín hiệu NE được làm liền với puly trục khuỷu và có 36 răng,
thiếu 2 răng (thiếu 2 răng vì ứng với từng tín hiệu được tạo ra do sự chuyển
động quay của một răng ta sẽ xác định được góc quay trục khuỷu và xác định
được góc đánh lửa sớm của động cơ). Chuyển động quay của đĩa tạo tín hiệu
sẽ làm làm thay đổi khe hở khơng khí giữa các răng của đĩa và cuộn nhận tín
hiệu NE, điều đó tạo ra tín hiệu NE.
ECU sẽ xác định khoảng thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ
bản dựa vào tín hiệu này. Khi răng càng ra xa cực nam châm thì khe hở khơng
khí càng lớn, nên từ trở cao, do đó từ trường yếu đi. Tại vị trí đối diện, khe hở
nhỏ, nên từ trường mạnh, tức là có nhiều đường sức từ cắt, trong cuộn dây sẽ
xuất hiện một dòng điện xoay chiều, đường sức qua nó càng nhiều, thì dịng
điện phát sinh càng lớn.


14

Hình 2.8: Kết cấu và sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu
1. Cuộn dây, 2. Thân cảm biến, 3. Lớp cách điện, 4. Giắc cắm, 5. Rôto tín
hiệu 6. Cuộn dây cảm biến vị trí trục cam.

Tín hiệu sinh ra thay đổi theo vị trí của răng, và nó được ECU đọc xung
điện thế sinh ra, nhờ đó mà ECU nhận biết vị trí trục khuỷu và tốc động cơ.
Loại tín hiệu NE này có thể nhận biết được cả tốc độ động cơ và góc quay
trục khuỷu tại vị trí răng thiếu của đĩa tạo tín hiệu, nhưng không xác định
được điểm chết trên của kỳ nén hay kỳ thải.
b) Vị trí lắp đặt của cảm biến trục khuỷu
Cảm biến vị trí trục khuỷu thường lắp ở vị trí gần pu-ly trục khuỷu, phía
trên bánh đà hoặc phía trên trục khuỷu.

Hình 2.9: Vị trí lắp đặt của cảm biến trục khuỷu


15
c) Các triệu chứng hư hỏng thường gặp của cảm biến trục khuỷu
Khi cảm biến này bị hỏng, động cơ có thể khơng khởi động được, khó
khởi động khi máy nguội, tốc độ cầm chừng khơng đều, máy rung vì đánh lửa
sai, hao xăng và không tăng tốc ổn định.
Nguyên nhân chủ yếu cảm biến trục khuỷu thường bị hư hỏng là do ngắn
mạch.
2.3.3 Cảm biến vị trí trục cam
Cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor) nắm một vai trò
quan trọng trong hệ thống điều khiển của động cơ. ECU sử dụng tín hiệu này
để xác định điểm chết trên của máy số 1 hoặc các máy, đồng thời xác định vị
trí của trục cam để xác định thời điểm đánh lửa (với động cơ xăng) hay thời
điểm phun nhiên liệu (động cơ phun dầu điện tử Common rail) cho chính xác.
Với những động cơ đời mới hiện nay được trang bị thêm hệ thống điều khiển
trục cam biến thiên thơng minh cảm biến trục cam cịn đóng vai trò giám sát
sự hoạt động của hệ thống điều khiển trục cam biến thiên, ECU sử dụng tín
hiệu của cảm biến này để xác định rằng hệ thống trục cam biến thiên có đang
làm việc đúng như tín hiệu từ hộp ECU điều khiển hay không.

a) Cấu tạo
Bởi những bộ phận chính là một phần tử Hall đặt ở đầu cảm biến, một
nam châm vĩnh cửu và một IC tổ hợp nằm trong cảm biến.


16

Hình 2.10: Cấu tạo vị trí trục cam (dạng hall)
b) Nguyên lí hoạt động của cảm biến vị trí trục cam
Khi trục khuỷu quay, thông qua dây cam dẫn động làm trục cam quay
theo, trên trục cam có 1 vành tạo xung có các vấu cực, các vấu cực này quét
qua đầu cảm biến, khép kín mạch từ và cảm biến tạo ra 1 xung tín hiệu gửi về
ECU để ECU nhận biết được điểm chết trên của xi lanh số 1 hay các máy
khác.
Số lượng vấu cực trên vành tạo xung của trục cam khác nhau tùy theo
mỗi động cơ.
c) Vị trí của cảm biến vị trí trục cam
Trên nắp giàn cò hoặc gang bên cạnh nắp giàn cò.


17

Hình 2.11: Vị trí lắp đặt cảm biến trục cam
d) Các hư hỏng thường gặp của cảm biến vị trí trục cam
- Chỉnh sai khe hở từ (với loại cảm biến nằm trong Delco).
- Đứt dây.
- Dây tín hiệu chạm dương, chạm mát.
- Lỏng giắc.
- Chết cảm biến.
- Gãy răng tạo tín hiệu trên vành răng do dùng tua vít bẩy.

- Hư hộp ECU nên báo lỗi cảm biến trục cam.
2.3.4 Cảm biến oxy
a) Cấu tạo và nguyên lý làm việc
Cảm biến oxy được bố trí trên đường ống thải, dùng để nhận biết nồng
độ oxy có trong khí thải, từ đó xác định tỉ lệ nhiên liệu và khơng khí trong
buồng đốt của động cơ là đậm hay nhạt so với tỉ lệ hịa khí lí thuyết, từ đó gửi
tín hiệu về ECU để ECU xử lý và cho tín hiệu điều chỉnh lại tỉ lệ khơng
khí/nhiên liệu cho phù hợp. Động cơ 1NZ-FE dùng hai cảm biến Oxy 3 chân


18
loại Ziconium đặt trên đường ống xả phía gần với buồng đốt động cơ để làm
cơng việc này.

Hình 2.12: Cấu tạo cảm biến oxy
Cảm biến oxy loại này được chế tạo chủ yếu từ chất Zicinium dioxde
(ZrO2), có tính chất hấp thụ những ion âm tính. Thực chất, cảm biến oxy loại
này là một pin điện có sức điện động phu thuộc vào nồng độ oxy trong khí
thải với ZrO2 là chất điện phân. Mặt trong ZrO2 tiếp xúc với khơng khí, mặt
ngồi tiếp xúc với oxy trong khí thải. Bên trong và bên ngoài của phần tử này
được bọc bằng một lớp platin mỏng. Khơng khí chung quanh được dẫn vào
bên trong cịn phía ngồi của cảm biến lộ ra phía khí thải. Ở nhiệt độ cao
(400°C [752°F] hay cao hơn), phần tử zirconi tạo ra một điện áp do sự chênh
lệch lớn giữa các nồng độ của oxy ở phía trong và phía ngồi của phần tử
zirconi này. Vì ở nhiệt độ này cảm biến mới hoạt động được nên người ta
dùng một điện trở dây sấy đặt vào mặt trong lớp zirconi để giúp nó hoạt động
nhanh hơn, giảm được thời gian chờ. Dây sấy này được cấp nguồn B+ và
được điều khiển bởi ECU thông qua cực HT. Ngoài ra, platin tác động như
một cất xúc tác để gây ra phản ứng hóa học giữa oxy và cacbon monoxit (CO)
trong khí xả. Vì vậy, điều này sẽ làm giảm lượng oxy và tăng tính nhạy cảm

của cảm biến.
Khi hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu nghèo, chỉ có một chênh lệch nhỏ về
nồng độ của oxy giữa bên trong và bên ngoài của phần tử zirconi. Do đó,
phần tử zirconi sẽ chỉ tạo ra một điện áp thấp (0,1÷0,4V). Ngược lại, khi hỗn