TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN XE ÔTÔ 1.1 KHÁI QUÁT CHUNG HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
Chức năng, nhiệm vụ, yêu cầu của hệ thống đánh lửa
1.1.1.1 Chức năng hệ thống đánh lửa
Trong động cơ xăng hòa khí, sau khi hỗn hợp nhiên liệu được đưa vào xylanh và trộn đều nhờ xoáy lốc của dòng khí, piston sẽ nén hỗn hợp này lại Vào thời điểm thích hợp cuối kỳ nén, hệ thống đánh lửa cung cấp tia lửa điện cao thế để đốt cháy hòa khí, tạo ra công cho động cơ Do đó, chức năng chính của hệ thống đánh lửa là tạo ra tia lửa để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu trong buồng đốt của động cơ.
1.1.1.2 Nhiệm vụ của hệ thống đánh lửa
Hệ thống đánh lửa của động cơ chuyển đổi nguồn điện xoay chiều hoặc một chiều có điện áp thấp (12V hoặc 24V) thành các xung điện áp cao lên tới vài chục kV Những xung điện áp này được phân phối đến bugi của các xylanh đúng thời điểm, tạo ra tia lửa điện cao thế để đốt cháy hòa khí.
1.1.1.3 Yêu cầu của hệ thống đánh lửa trên ôtô
Các yếu tố quan trọng của động cơ xăng bao gồm hỗn hợp không khí và nhiên liệu tối ưu, tỷ số nén cao và hệ thống đánh lửa hiệu quả Hệ thống đánh lửa cần tạo ra tia lửa mạnh và đảm bảo thời điểm đốt cháy hỗn hợp không khí - nhiên liệu chính xác.
Hệ thống đánh lửa cần tạo ra sức điện động thứ cấp mạnh mẽ để đảm bảo khả năng phóng điện qua khe hở bougie trong mọi chế độ hoạt động của động cơ.
Tia lửa trên bugi cần có đủ năng lượng và thời gian phóng để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hòa khí Ngay cả khi bị nén với áp suất cao, không khí vẫn có điện trở, do đó cần tạo ra điện thế lên tới hàng chục ngàn vôn để đảm bảo tia lửa mạnh mẽ, đủ khả năng đốt cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu.
Thời điểm đánh lửa chính xác là yếu tố quan trọng trong hệ thống đánh lửa, cần phải điều chỉnh để phù hợp với tốc độ và tải trọng của động cơ Góc đánh lửa sớm phải được thiết lập đúng trong mọi chế độ hoạt động Các phụ kiện của hệ thống đánh lửa cần hoạt động hiệu quả, đảm bảo độ bền và độ tin cậy trong điều kiện nhiệt độ cao và rung xóc lớn Hệ thống này sử dụng điện cao áp từ cuộn đánh lửa để tạo ra tia lửa điện, giúp đốt cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu đã được nén trong xilanh.
Sự bốc cháy trong động cơ tạo ra động lực cần thiết cho hoạt động Hiện tượng tự cảm và cảm ứng tương hỗ trong cuộn dây giúp sản sinh điện áp cao cho quá trình đánh lửa Cuộn sơ cấp tạo ra điện thế lên đến hàng trăm vôn, trong khi cuộn thứ cấp có khả năng tạo ra điện thế hàng chục ngàn vôn.
Phân loại hệ thống đánh lửa
Ngày nay, hệ thống đánh lửa cao áp trên động cơ ôtô có nhiều loại khác nhau Các hệ thống này được phân loại dựa trên cấu tạo, hoạt động và phương pháp điều khiển Một trong những cách phân loại phổ biến là theo nguồn điện sơ cấp.
- Hệ thống đánh lửa dùng man-hê-tô;
- Hệ thống đánh lửa dùng acqui. b) Phân loại theo phương pháp tích lũy năng lượng:
- Hệ thống đánh lửa điện cảm;
- Hệ thống đánh lửa điện dung. c) Phân loại theo phương pháp điều khiển bằng cảm biến:
- Hệ thống đánh lửa sử dụng vít lửa;
- Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến điện từ.
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến Hall;
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến quang;
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến từ trở. d) Phân loại theo cách phân bố điện cao áp:
- Hệ thống đánh lửa có bộ chia điện – Delco;
- Hệ thống đánh lửa trực tiếp hay không có Delco. e) Phân loại theo phương pháp điều khiển góc đánh lửa sớm:
- Hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng cơ khí;
- Hệ thống đánh lửa với bộ điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử. f) Phân loại theo kiểu ngắt mạch sơ cấp:
- Hệ thống đánh lửa sử dụng vít lửa;
- Hệ thống đánh lửa sử dụng Transistor;
- Hệ thống đánh lửa sử dụng Thyristor.
Ngày nay, sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã mang lại nhiều thành tựu cho sản xuất động cơ và ôtô, từ công nghệ chế tạo chi tiết cơ khí đến vật liệu mới Hệ thống đánh lửa hiện đại được cải tiến nhờ vào công nghiệp điện tử và điện tự động, với động cơ được trang bị hệ thống đánh lửa trực tiếp và điều khiển điện tử hoàn toàn bằng máy tính Hệ thống này sử dụng các tín hiệu từ nhiều cảm biến khác nhau, giúp xác định chính xác tình trạng động cơ và đưa ra tín hiệu điều khiển hiệu quả.
ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÁC HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
1.2.1 Hệ thống đánh lửa thường
Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống đánh lửa thường
3, Điện trở phụ 8, Tiếp điểm
5, Con quay chia điện 10, Bộ điều khiển góc đánh lửa chân khôngTrong hệ thống đánh lửa thường có 2 mạch : mạch điện áp thấp và điện áp cao.
Trong mạch điệp áp thấp, nguồn điện có thể đến từ ắc quy hoặc máy phát điện, bao gồm các thành phần chính như khóa điện, cuộn dây sơ cấp, bô bin với điện trở phụ và bộ cắt điện.
+ Mạch điện áp cao có cuộn dây thứ cấp trong bôbin, dây dẫn cao thế,bộ chia điện, bugi đánh lửa.
1.2.2 Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm
Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm
Hệ thống đánh lửa bán dẫn khác biệt so với hệ thống đánh lửa truyền thống ở chỗ nó sử dụng một hộp chuyển mạch kiểu tranzito giữa bobin và tiếp điểm của bộ cắt điện.
Cuộn sơ cấp của bobin được kết nối với mạch góp của bộ khuếch đại, trong khi tiếp điểm cắt điện được nối với cực gốc của tranzito Khi tiếp điểm đóng, dòng điện với cường độ 0,75A đi qua, tạo ra điện thế ở cực điều khiển, cho phép tranzito dẫn điện đến cuộn sơ cấp của bobin Do cường độ tại cực gốc không lớn, hiện tượng mòn tiếp điểm do tia lửa điện gần như không xảy ra, nên thời gian sử dụng của tiếp điểm chủ yếu chỉ chịu ảnh hưởng từ mòn cơ học.
1.2.3 Hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm
Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn
Hệ thống đánh lửa bán dẫn không còn sử dụng tiếp điểm để đóng ngắt mạch sơ cấp, nhờ đó nâng cao chất lượng tia lửa và kéo dài tuổi thọ của hệ thống.
- Hệ thống đánh lửa bán dẫn ta cũng có thể chia làm 2 mạch : mạch điện hạ thế và mạch cao thế
Mạch điện hạ thế sử dụng điện áp từ ắc quy hoặc máy phát điện trên động cơ, bao gồm các thành phần chính như nguồn điện, khóa điện, cuộn dây sơ cấp, bô bin với điện trở phụ và IC đánh lửa.
+ Mạch điện cao thế có cuộn dây thứ cấp trong bô bin, dây cao áp, bộc chia điện và các bugi trên xy lanh.
1.2.4 Hệ thống đánh lửa điện tử
1.2.4.1 Hệ thống đánh lửa điện tử có bộ chia điện
Hệ thống đánh lửa này khác biệt so với các hệ thống truyền thống vì không sử dụng con quay để tạo tín hiệu Thay vào đó, tín hiệu đánh lửa được tạo ra bởi ECU động cơ, thông qua các tín hiệu đầu vào từ các cảm biến liên quan, giúp xác định thời điểm đánh lửa tối ưu hơn cho tải trọng động cơ.
Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn có ESA
- Hệ thống đánh lửa bán dẫn cũng được chia làm 2 mạch
Trong mạch điệp áp thấp, nguồn điện được cung cấp từ ắc quy hoặc máy phát điện, bao gồm các thành phần như khóa điện, cuộn dây sơ cấp và bô bin.
+ Mạch điện áp cao có cuộn dây thứ cấp, dây dẫn điện áp cao, bộ chia điện và các bugi.
Các cảm biến cung cấp tín hiệu đầu vào cho ECU và điều khiển transistor đóng hoặc mở, giúp cuộn sơ cấp được nối đất Khi đó, bugi sẽ được đánh lửa theo tín hiệu điều khiển từ ECU.
1.2.4.2 Hệ thống đánh lửa điện tử không có bộ chia điện
Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp
Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp, bộ chia điện không còn cần thiết, mà thay vào đó là một bô bin và IC đánh lửa độc lập cho mỗi xy-lanh Hệ thống này giúp giảm tổn thất năng lượng và tăng độ bền nhờ việc loại bỏ bộ chia điện và dây cao áp, đồng thời giảm thiểu nhiễu điện từ nhờ không sử dụng tiếp điểm trong khu vực cao áp Việc điều khiển thời điểm đánh lửa được thực hiện thông qua ESA (đánh lửa sớm bằng điện tử).
Hình 1.6 Sơ đồ kết cấu hệ thống đánh lửa trực tếp
ECU của động cơ nhận tín hiệu từ nhiều cảm biến để tính toán thời điểm đánh lửa và truyền tín hiệu này đến IC đánh lửa Thời điểm đánh lửa được điều chỉnh liên tục dựa trên điều kiện hoạt động của động cơ, sử dụng bản đồ ESA lưu trữ giá trị tối ưu So với hệ thống điều khiển đánh lửa cơ học truyền thống, phương pháp ESA mang lại độ chính xác cao hơn và không cần điều chỉnh lại thời điểm đánh lửa.
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
Trong quá trình sử dụng ô tô, tình trạng kỹ thuật của xe thường xấu đi, dẫn đến hỏng hóc và giảm độ tin cậy Sự thay đổi này diễn ra theo thời gian và chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau.
- Chất lượng của vật liệu, công nghệ chế tạo, lắp ghép, sự không đồng nhất trong chế tạo.
Điều kiện sử dụng bao gồm môi trường hoạt động, trình độ của người sử dụng, điều kiện bảo quản thiết bị, trang thiết bị và môi trường sửa chữa, cũng như loại nhiên liệu và dầu mỡ bôi trơn cần thiết.
- Sự mài mòn vật liệu giữa các bề mặt có chuyển động tương đối.
- Sự xuất hiện các vết nứt nhỏ hay hỏng ren do trong quá trình bảo dưỡng thay thế bougie hoặc chịu tải thay đổi, thường gọi là mỏi.
- Sự hư hỏng kết cấu chi tiết do bị quá tải tức thời, đột xuất.
Muội than tích tụ ở đầu đánh lửa của bugi có thể do bugi làm việc quá nguội hoặc hệ thống nhiên liệu cung cấp quá nhiều nhiên liệu, dẫn đến việc đánh lửa không đủ nhiệt để loại bỏ cặn carbon Khi đó, sóng điện áp cao sẽ nối tắt qua các cặn này thay vì phóng qua khe đánh lửa của bugi Ngược lại, nếu bugi làm việc quá nóng, các điện cực sẽ bị tiêu hủy nhanh chóng, làm rộng khe đánh lửa, khiến tia lửa không thể phóng qua và dẫn đến hiện tượng mất lửa.
- Cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp bị ngắn mạch.
- Do hỏng các cảm biến như cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí trục cam làm ảnh hưởng tới quá trình đánh lửa.
Khoảng lắp bougie là khoảng cách từ mặt tựa đệm lót ở vỏ bugi đến cuối các đường ren Nếu khoảng cách này quá dài, bugi sẽ bị lún sâu vào buồng đốt, gây cản trở sự khuấy trộn hỗn hợp và va chạm với van hoặc piston Ngược lại, bugi có khoảng lắp không đủ sẽ không thể đốt hỗn hợp một cách chính xác Do đó, việc lựa chọn bugi cho động cơ cần đảm bảo khoảng cách thích hợp, đúng với tiêu chuẩn của nhà chế tạo.
Hệ thống đánh lửa sử dụng bộ chia điện có tiếp điểm có thể gặp vấn đề nghiêm trọng nếu tiếp điểm bị mòn hoặc cháy rỗ Tình trạng này sẽ ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của quá trình đánh lửa, dẫn đến sự giảm hiệu quả hoạt động của động cơ.
KẾT LUẬN CHƯƠNG I
Ngành ô tô đang phát triển mạnh mẽ nhờ vào công nghệ hiện đại, dẫn đến nhu cầu về hệ thống đánh lửa ngày càng nhỏ gọn, tiết kiệm nhiên liệu và hiệu suất cao Hệ thống đánh lửa trực tiếp đã được phát triển để đảm bảo đánh lửa chính xác trong mọi điều kiện hoạt động của động cơ và hiện đang được sử dụng rộng rãi trên các thương hiệu xe như Toyota, Mazda, Nissan và Mercedes.
Hệ thống đánh lửa đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động ổn định của xe, kết hợp với các hệ thống khác Nhiệm vụ chính của nó là tạo ra tia lửa mạnh mẽ để đốt cháy hoàn toàn hòa khí, từ đó giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường Bài viết này sẽ tập trung nghiên cứu chi tiết về hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 2AZ-FE của Toyota Camry.
ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN ĐỘNG CƠ 2AZ-FE TOYOTA CAMRY
GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ TOYOTA CAMRY 2AZ-FE
Nội dung Giá trị Ghi chú
Kiểu động cơ 4 kỳ 4 xylanh thẳng hàng ( I4)
Dung tích công tác của xylanh 2362cm3
Công suất lớn nhất 150 mã lực ở tốc độ 5600 vòng/ phút
Mô men xoắn lớn nhất 22,2 kGm ở 3800 vòng/ phút Kiểu cung cấp nhiên liệu Phun xăng điện tử EFI
Hệ thống làm mát của
Kiểu tuần hoàn cưỡng bức dưới áp suất của bơm nước và có van hằng nhiệt ngay cả khi xe phanh hãm đột ngột
Kiểu cưỡng bức và vung té với lọc dầu toàn phần được thiết kế để cung cấp dầu bôi trơn và làm mát cho các bề mặt ma sát của các chi tiết chuyển động Đường kính xylanh và hành trình làm việc của piston là 86 mm.
Bảng 2.1 Các thống số của động cơ 2AZ-FE
- 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.
Thân máy được chế tạo từ gang, bao gồm 4 xylanh với chiều dài mỗi ống gần gấp đôi chiều dài của piston Phía trên xylanh là nắp máy, trong khi trục khuỷu với 5 ổ đỡ nằm bên dưới Đặc biệt, nước từ bơm được dẫn lên để làm mát xylanh, giúp duy trì hiệu suất hoạt động của máy.
- 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 và có 5 ổ đỡ nằm giữa các con đội của từng xylanh, cũng như ở đầu xylanh số 1 Việc bôi trơn các ổ trục cam được thực hiện thông qua đường dầu từ nắp máy.
NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TOYOTA 2AZ-FE
Các chi tiết và vị trí trên động cơ trong hệ thống đánh lửa 2AZ-FE
1 Tín hiệu vị trí trí trục khủy 4 Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát.
2 Tín hiệu lưu lượng khí nạp 5 Tín hiệu vị trí trục cam.
3 Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga 6 Tín hiệu kích nổ.
Hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE là loại đánh lửa trực tiếp, sử dụng một bugi kết hợp với một boobin tích hợp IC đánh lửa.
2.2.1 Nguyên lý làm việc hệ thống đánh lửa trên động cơ TOYOTA 2AZ- FE
Động cơ 2AZ-FE được trang bị hệ thống đánh lửa trực tiếp, trong đó mỗi bugi có một bôbin đánh lửa riêng Khi ECU nhận tín hiệu từ các xung G, xung NE và cảm biến đo gió, bộ xử lý sẽ tính toán và xác định góc đánh lửa sớm tối ưu thông qua chương trình đánh lửa sớm ESA Sau đó, ECU sẽ xuất xung IGT tới IC đánh lửa, và khi IC nhận được xung IGT, mạch transistor sẽ hoạt động để điều khiển quá trình đánh lửa.
Hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 2AZ-FE sử dụng bóng Transistor ON để kết nối cuộn sơ cấp W1 của bôbin với mát thông qua chân C của IC đánh lửa Khi kết nối này được thực hiện, dòng sơ cấp trong bôbin sẽ xuất hiện, tạo ra từ trường φ.
Khi bóng Transistor ở trạng thái OFF, từ trường φ trong bôbin sẽ biến thiên nhanh chóng, tạo ra xung cao áp ở cuộn dây thứ cấp W2 Xung cao áp này được truyền đến bugi theo thứ tự nổ của động cơ, nhằm tạo ra tia lửa điện để đốt cháy hòa khí.
Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE
1 Tín hiệu tốc độ động cơ 4 Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga
2 Tín hiệu vị trí trí trục khủy 5 Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát.
3 Tín hiệu lưu lượng khí nạp 6 Tín hiệu kích nổ
2.2.2 Tín hiệu IGT và IGF
Hình 2.5 Tín hiệu IGT và IGF a) Tín hiệu IGT
ECU động cơ xác định thời điểm đánh lửa tối ưu dựa trên tín hiệu từ các cảm biến và gửi tín hiệu IGT đến IC đánh lửa Tín hiệu IGT được kích hoạt ngay trước thời điểm đánh lửa do bộ vi xử lý trong ECU tính toán và sau đó tắt Khi tín hiệu IGT ngừng hoạt động, các bugi sẽ tạo ra tia lửa.
Dòng điện từ ắc quy đi qua IC đánh lửa và vào cuộn sơ cấp, đồng thời nhận tín hiệu thời điểm đánh lửa (IGT) từ ECU động cơ Điều này dẫn đến việc hình thành các đường sức từ trường xung quanh cuộn dây có lõi ở giữa.
Hình 2.6 Khi phát tín hiệu IGT
Khi động cơ hoạt động, IC đánh lửa ngắt dòng điện vào cuộn sơ cấp theo tín hiệu IGT từ ECU, dẫn đến sự giảm đột ngột từ thông Hiện tượng này tạo ra sức điện động chống lại sự giảm từ thông, với cuộn sơ cấp tạo ra khoảng 500V và cuộn thứ cấp tạo ra khoảng 30 kV Sức điện động này kích thích bugi phát ra tia lửa, và khi dòng sơ cấp lớn cùng với việc ngắt dòng nhanh, điện thế thứ cấp sẽ càng cao hơn.
Hình 2.7 Khi ngắt tín hiệu IGT b) Tín hiệu IGF
IC đánh lửa gửi tín hiệu IGF đến ECU động cơ thông qua lực điện động ngược khi dòng sơ cấp bị ngắt Khi ECU nhận tín hiệu IGF, nó xác định rằng quá trình đánh lửa đã diễn ra, nhưng điều này không đảm bảo rằng đánh lửa thực sự xảy ra Nếu ECU không nhận tín hiệu IGF, chức năng chẩn đoán sẽ kích hoạt, lưu DTC trong ECU và chức năng an toàn sẽ ngừng phun nhiên liệu.
2.2.3 Hệ thống đánh lửa sớm điện tử
Hình 2.8 Bản đồ miền điều khiển ESA
Khái quát về việc điều khiển thời điểm đánh lửa :
Góc thời điểm đánh lửa ban đầu được xác định khi ECU động cơ nhận tín hiệu NE (tại điểm B) và sau đó nhận tín hiệu G (tại điểm A) ECU sẽ xác định góc này khi trục khuỷu đạt đến 5 độ.
0, 7 0 , hoặc 10 0 BTDC(khác nhau giữa các kiểu động cơ). Điều khiển đánh lửa
Hình 2.9 Sự điều khiển của ESA
Hình 2.10 Điều khiển thời điểm đánh lửa
Hình 2.11 Xác định thời điểm đánh lửa
- Việc điều khiển thời điểm đánh lửa gồm có hai việc điều khiển cơ bản a) Điều khiển đánh lửa khi khởi động
Khi khởi động động cơ, tốc độ thấp và khối lượng không khí nạp không ổn định, do đó không thể sử dụng tín hiệu VG hoặc PIM để điều chỉnh Thời điểm đánh lửa được đặt ở góc đánh lửa ban đầu, mà được điều chỉnh trong IC dự trữ của ECU động cơ Tín hiệu NE được sử dụng để xác định quá trình khởi động, với tốc độ động cơ 500 vòng/phút hoặc thấp hơn cho thấy việc khởi động đang diễn ra.
Tuỳ theo kiểu động cơ, có một số loại xác định động cơ đang khởi động khi
ECU động cơ nhận tín hiệu từ máy khởi động (STA) và điều khiển quá trình đánh lửa sau khi khởi động Điều chỉnh đánh lửa diễn ra khi động cơ đang hoạt động, nhằm tối ưu hóa hiệu suất Quá trình điều chỉnh này được thực hiện thông qua các hiệu chỉnh cần thiết.
Hình 2.12 Điều khiển đánh lửa khi khởi động. chỉnh khác nhau đối với góc thời điểm đánh lửa ban đầu và góc đánh lửa sớm cơ bản
Thời điểm đánh lửa = góc thời điểm đánh lửa ban đầu + góc đánh lửa sớm + góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh
Khi thực hiện việc điều chỉnh đánh lửa sau khởi động, tín hiệu IGT được bộ vi xử lý tính toán và truyền qua IC dự trữ này
Góc đánh lửa sớm cơ bản được xác định thông qua tín hiệu NE, VG hoặc PIM, trong đó tín hiệu NE và VG đóng vai trò quan trọng trong việc xác định góc này và được lưu trữ trong bộ nhớ của ECU động cơ Khi tín hiệu IDL bật ON, quá trình điều khiển sẽ được thực hiện dựa trên các tín hiệu này.
Khi tín hiệu IDL được kích hoạt, thời điểm đánh lửa diễn ra sớm hơn so với tốc độ của động cơ Đặc biệt, trong một số loại động cơ, góc đánh lửa sớm có thể thay đổi khi hệ thống điều hòa không khí hoạt động.
Khi bật hoặc tắt chế độ ON/OFF, hãy chú ý đến khu vực đường nét đứt bên trái Một số kiểu máy có góc đánh lửa sớm là 0° khi hoạt động ở tốc độ không tải tiêu chuẩn Ngoài ra, cần kiểm soát tình trạng khi tín hiệu IDL bị ngắt.
Thời điểm đánh lửa trong động cơ được xác định dựa vào tín hiệu NE và VG hoặc tín hiệu PIM, dựa trên dữ liệu lưu trữ trong ECU Tùy thuộc vào kiểu động cơ, ECU sẽ lưu giữ hai góc đánh lửa sớm cơ bản để tối ưu hóa hiệu suất hoạt động.
Hình 2.13 Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động
Hình 2.14 Điều khiển tín hiệu IDL bật
KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN TRONG HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
Về cơ bản, thiết bị này hoạt động như một công cụ cho phép dòng điện tạo ra hồ quang qua khoảng trống, tương tự như hiện tượng tia sét Để tạo ra tia lửa mạnh mẽ, nguồn điện cần có điện áp rất cao, giúp tia lửa vượt qua khoảng cách này một cách hiệu quả.
Thông thường, điện áp giữa hai cực của nến điện khoảng từ 40.000 đến 100.000 vôn.
Bugi phải được cách ly khỏi điện thế cao để tia lửa xuất hiện đúng vị trí của các điện cực, đồng thời phải chịu được áp suất và nhiệt độ cao trong xilanh Ngoài ra, thiết kế của bugi cần ngăn ngừa bụi than bám vào các bề mặt điện cực trong quá trình hoạt động Một số xe yêu cầu sử dụng bugi nóng, loại này có chất sứ bao bọc tiếp xúc với kim loại ít hơn, giúp trao đổi nhiệt kém hơn nhưng làm sạch bụi bẩn hiệu quả hơn Ngược lại, bugi lạnh có thiết kế với vùng trao đổi nhiệt lớn hơn, giúp nó nguội hơn khi hoạt động.
Bôbin tạo ra điện áp cao cần thiết để phóng tia hồ quang giữa hai điện cực của bugi Cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được quấn quanh lõi, với số vòng của cuộn thứ cấp lớn hơn cuộn sơ cấp khoảng 100 lần Một đầu cuộn dây sơ cấp kết nối với IC đánh lửa để điều khiển tiếp mát, trong khi đầu còn lại của cuộn dây thứ cấp được nối với bugi Các đầu còn lại của cả hai cuộn dây được kết nối với ắc quy.
Hình 2.21 Sơ đồ đấu dây bôbinHình 2.20 Kiểu chân giắc và cấu tạo của bô bin
2.3.3 Đặc điểm vi mạch tích hợp đánh lửa
Hình 2.22 Sơ đồ tín hiệu điều khiển đánh lửa
IC đánh lửa chính xác điều khiển sự ngắt dòng sơ cấp vào bô bin dựa trên tín hiệu đánh lửa IGT từ ECU động cơ Khi tín hiệu IGT chuyển từ ngắt sang dẫn, IC bắt đầu cấp điện cho cuộn sơ cấp Đồng thời, IC truyền tín hiệu khẳng định IGF cho ECU tương ứng với cường độ dòng sơ cấp Tín hiệu IGF được phát ra khi dòng sơ cấp đạt trị số IF1, và nếu dòng vượt quá IF2, hệ thống xác định rằng lượng dòng cần thiết đã đạt được, từ đó phát tín hiệu IGF phù hợp với từng kiểu động cơ Nếu ECU không nhận tín hiệu IGF, nó sẽ nhận diện lỗi trong hệ thống đánh lửa, ngừng phun nhiên liệu để ngăn ngừa quá nhiệt và lưu trữ lỗi trong chức năng chẩn đoán Tuy nhiên, ECU khó phát hiện sai sót trong mạch thứ cấp vì chỉ kiểm soát mạch sơ cấp để nhận tín hiệu IGF.
2.3.4 Đặc điểm bộ điều khiển trung tâm
ECU, hay còn gọi là bộ điều khiển điện tử trung tâm, đóng vai trò như một máy tính điện tử, tiếp nhận và xử lý các tín hiệu dựa trên chương trình đã được lập trình sẵn.
Cơ cấu chấp hành của hệ thống điều khiển động cơ luôn tuân thủ lệnh từ ECU và phản hồi từ các cảm biến, đảm bảo độ chính xác và khả năng thích ứng cao Hệ thống này giúp giảm thiểu chất độc hại trong khí thải và tiết kiệm nhiên liệu, đồng thời tối ưu hóa công suất ở các chế độ hoạt động khác nhau của động cơ ECU còn hỗ trợ chẩn đoán hệ thống động cơ khi xảy ra sự cố, bao gồm việc điều khiển nhiên liệu, góc đánh lửa, góc phối cam và ga tự động.
Bộ điều khiển, máy tính, ECU hay hộp đen là các tên gọi khác nhau cho mạch điều khiển điện tử, bao gồm vi mạch và các bộ phận phụ để nhận diện tín hiệu, lưu trữ thông tin, tính toán và gửi tín hiệu thích hợp Các linh kiện của ECU được bố trí trên mạch in, với các linh kiện công suất được gắn vào khung kim loại để giải nhiệt Sự kết hợp của các chức năng trong mạch điều khiển, như bộ tạo xung và bộ chia tần số, giúp ECU hoạt động với độ tin cậy cao.
Cấu tạo của bộ điều khiển điện tử
Bộ nhớ trong ECU chia làm 4 loại:
Tín hiệu điều khiển Dữ liệu
Tính toán đại số và logic học
Hình 2.23 Sơ đồ khối hoạt động của ECU
ROM là bộ nhớ dùng để lưu trữ thông tin thường trực, cho phép đọc dữ liệu nhưng không thể ghi mới Thông tin trong ROM đã được cài đặt sẵn, cung cấp dữ liệu cần thiết cho bộ vi xử lý hoạt động hiệu quả.
RAM, hay còn gọi là bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, là loại bộ nhớ dùng để lưu trữ thông tin mới được ghi bởi vi xử lý Nó cho phép đọc và ghi dữ liệu theo địa chỉ bất kỳ, giúp tối ưu hóa hiệu suất xử lý RAM có hai loại chính, mỗi loại có những đặc điểm và ứng dụng riêng.
Loại RAM xóa được: Bộ nhớ sẽ mất khi mất dòng điện cung cấp.
RAM không xóa được duy trì bộ nhớ ngay cả khi nguồn cung cấp bị ngắt Loại RAM này lưu trữ thông tin quan trọng về hoạt động của các cảm biến, phục vụ cho hệ thống tự chuẩn đoán.
PROM là một loại bộ nhớ có cấu trúc cơ bản tương tự như ROM, nhưng cho phép lập trình và nạp dữ liệu trực tiếp tại nơi sử dụng thay vì tại nhà sản xuất Điều này giúp người dùng có thể điều chỉnh chương trình điều khiển để đáp ứng các yêu cầu khác nhau.
KAM là bộ nhớ lưu trữ thông tin tạm thời cung cấp cho bộ vi xử lý, giữ lại dữ liệu ngay cả khi động cơ ngưng hoạt động hoặc tắt công tắc máy Tuy nhiên, khi nguồn cung cấp từ acquy đến máy tính bị tháo, dữ liệu trong bộ nhớ KAM sẽ bị mất.
Hình 2.24 Sơ đồ khối các hệ thống trong ECU với bộ vi xử lý
2.3.5 Cảm biến vị trí trục cam
Cảm biến vị trí trục cam bao gồm nam châm, lõi thép và cuộn dây đồng, được lắp trên nắp quy lát Khi trục cam quay, 3 vấu trên trục cam đi qua cảm biến, kích hoạt từ trường và sinh ra điện áp trong cuộn dây Trục cam quay đồng bộ với chuyển động của trục khuỷu; mỗi hai vòng quay của trục khuỷu tạo ra 3 lần điện áp trong cảm biến Điện áp này đóng vai trò như tín hiệu để ECU xác định vị trí trục cam, từ đó điều khiển thời điểm đánh lửa, phun nhiên liệu và hệ thống VVT.
Hình 2.25 Cảm biến trục cam
(a)Kết cấu, (b)Kiểu chân giắc (c)Kết cấu cảm biến vị trí trục cam, (d)Tín hiệu xung từ cảm biến
2.3.6 Cảm biến vị trí trục khuỷu
Tín hiệu NE là thông tin quan trọng mà ECU động cơ sử dụng để xác định góc trục khuỷu và tốc độ động cơ Hệ thống cảm biến vị trí trục khuỷu bao gồm đĩa tín hiệu với 34 răng gắn trên trục khuỷu và cuộn nhận tín hiệu được cấu tạo từ cuộn dây đồng, lõi sắt và nam châm.
Hình 2.26 Cảm biến trục khuỷu
Khi đĩa tín hiệu của cảm biến quay, mỗi khi răng của nó đi qua cuộn tín hiệu, một xung tín hiệu được tạo ra Cuộn nhận tín hiệu này sản sinh ra 34 tín hiệu cho mỗi vòng quay của động cơ ECU sử dụng những tín hiệu này để xác định vị trí của trục khuỷu và tốc độ động cơ, từ đó điều khiển thời gian phun nhiên liệu và thời điểm đánh lửa một cách chính xác.
(a)Kết cấu cảm biến vị trí trục khuỷu,(b)Tín hiệu xung từ cảm biến
Hình 2.27 Mạch cảm biến vị trí trục khuỷu và chân giắc
2.3.7 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
KẾT LUẬN CHƯƠNG II
Hiện nay, nhờ vào sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, ngành công nghệ ô tô đang phát triển mạnh mẽ Hãng xe Toyota đã áp dụng những công nghệ tiên tiến và trang bị cho các mẫu xe của mình hệ thống hiện đại.
Mạch điện và kiểu chân giắc đánh lửa trực tiếp là những thành phần quan trọng trong hệ thống đánh lửa của động cơ 2AZ-FE Toyota Camry, giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của xe Hệ thống này bao gồm nhiều chi tiết khác nhau và được trang bị cảm biến thông minh, giúp cải thiện khả năng nạp nhiên liệu và điều khiển đánh lửa sớm điện tử, từ đó tiết kiệm nhiên liệu và tăng công suất Mặc dù sở hữu nhiều tính năng hiện đại, hệ thống này vẫn có thể gặp phải hư hỏng và sự cố trong quá trình sử dụng, do đó cần thực hiện bảo trì định kỳ và kiểm tra khi xe có dấu hiệu không ổn định Phần nghiên cứu tiếp theo sẽ trình bày quy trình kiểm tra và sửa chữa hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE Toyota Camry.
Khái niệm độ tin cậy
Độ tin cậy là một khái niệm phức tạp, phụ thuộc vào các tham số ngẫu nhiên và cần lý thuyết xác suất để phân tích mối tương quan ảnh hưởng đến độ tin cậy trong sử dụng Cơ bản của lý thuyết độ tin cậy là khái niệm sự cố, trong đó thời điểm xảy ra sự cố được xem là biến cố ngẫu nhiên Các sự cố này xảy ra với những xe có cùng điều kiện sử dụng nhưng qua các quãng đường hoạt động khác nhau, được xác định bằng độ phân tán Sự cố có thể chia thành hai loại: sự cố tức thời (đột xuất) và sự cố tiệm tiến (diễn biến từ từ) Đối với ô tô, các hư hỏng diễn ra từ từ do sự thay đổi của các thông số kết cấu Đặc điểm cơ bản của độ bền ô tô là xác suất hoạt động tốt trong một quãng hành trình nhất định, nghĩa là độ bền được xác định bởi xác suất không xảy ra hư hỏng nào lớn hơn một trị số nhất định trong suốt hành trình đó.
Lý thuyết cơ bản về chẩn đoán
Chẩn đoán là quá trình phân tích thông tin từ các thiết bị chẩn đoán nhằm xác định hư hỏng của các đối tượng như xe, tổng thành máy, hộp số và gầm.
Trạng thái kỹ thuật của ôtô và tổng thành thường rất phức tạp, trong khi thông tin về chúng lại không đầy đủ Do đó, việc lựa chọn các tham số chẩn đoán đặc trưng cho trạng thái kỹ thuật cần dựa trên lượng thông tin thu thập được cho từng triệu chứng cụ thể Lý thuyết thông tin thường được áp dụng trong quá trình chẩn đoán để xử lý kết quả hiệu quả.
Trong quá trình sử dụng, trạng thái kỹ thuật của xe ôtô thay đổi và khó có thể dự đoán trước Để chẩn đoán trạng thái kỹ thuật của ôtô, cần dựa vào số liệu thống kê xác suất của các trạng thái này Chẳng hạn, Bugi ôtô có thể ở hai trạng thái: tốt hoặc không tốt Giả thiết xác suất cho trạng thái kỹ thuật tốt là 0,9, trong khi xác suất cho hư hỏng là 0,1.
Khái niệm về tự chẩn đoán
Tự chẩn đoán là công nghệ tiên tiến trong ngành chế tạo ô tô, cho phép xe hơi và người lái giao tiếp thông qua các hệ thống thông báo Nhờ vào các máy tính chuyên dụng (ECU), khả năng tự chẩn đoán giúp phát hiện sự cố và triệu chứng hư hỏng một cách kịp thời, mà không cần phải đợi đến định kỳ chẩn đoán Số lượng thông tin chẩn đoán phụ thuộc vào khả năng của máy tính, mang lại sự thuận lợi trong việc duy trì và bảo trì ô tô.
Mục đích chính của tự chẩn đoán trên ô tô là ngăn ngừa hiệu quả các sự cố có thể xảy ra Hiện nay, các hệ thống tự chẩn đoán phổ biến trên ô tô bao gồm hệ thống đánh lửa, hệ thống nhiên liệu, động cơ, hộp số tự động, hệ thống phanh, hệ thống treo và hệ thống điều hòa nhiệt độ.
Nguyên lý hình thành hệ thống tự chẩn đoán
Hệ thống tự chẩn đoán được hình thành dựa trên nguyên lý của các hệ thống tự động điều chỉnh Trong các hệ thống này, có ba thành phần cơ bản: cảm biến đo tín hiệu, bộ điều khiển trung tâm (ECU) và cơ cấu chấp hành Các bộ phận này hoạt động theo nguyên tắc điều khiển mạch kín, đảm bảo quá trình điều chỉnh diễn ra liên tục và hiệu quả.
Thiết bị tự chẩn đoán cần có các yêu cầu cơ bản như cảm biến để đo các giá trị thông số chẩn đoán tức thời, bộ xử lý để xử lý và lưu trữ thông tin, cùng với tín hiệu thông báo để truyền đạt kết quả.
Ghép nối hai sơ đồ tổng quát trong hệ thống tự động điều chỉnh có tự chẩn đoán bao gồm cảm biến đo chung, bộ xử lý và lưu trữ thông tin liên kết trực tiếp với ECU Tín hiệu thông báo được thiết lập riêng biệt, như được mô tả trong hình.
Mặc dù hệ thống tự chẩn đoán trên ô tô không hoàn thiện như thiết bị chẩn đoán chuyên dụng do hạn chế về giá thành và không gian, nhưng sự hiện diện của nó vẫn mang lại nhiều lợi ích tích cực trong quá trình sử dụng Những ưu việt cơ bản của hệ thống tự chẩn đoán này bao gồm khả năng phát hiện sớm các sự cố, giúp người dùng tiết kiệm thời gian và chi phí sửa chữa, đồng thời nâng cao độ tin cậy và an toàn cho xe.
Hệ thống tự động điều chỉnh trên xe sử dụng các tín hiệu từ cảm biến để cập nhật và xử lý thông tin liên tục, giúp phát hiện sự cố kịp thời ngay cả khi xe đang hoạt động Sự kết hợp của các bộ phận này cho phép hệ thống chẩn đoán hoạt động hiệu quả hơn so với thiết bị chẩn đoán độc lập, có khả năng thông báo hư hỏng và vô hiệu hóa chức năng của xe để hạn chế tối đa hư hỏng tiếp theo, đảm bảo an toàn trong quá trình di chuyển Đồng thời, thiết bị này cũng không cồng kềnh, mang lại tính kinh tế cao trong việc khai thác.
Tự chẩn đoán là biện pháp phòng ngừa hiệu quả giúp phát hiện sớm các hư hỏng và sự cố, từ đó tối đa hóa sự an toàn trong quá trình di chuyển Mặc dù có lợi ích rõ ràng, nhưng chi phí cao vẫn là rào cản lớn khiến số lượng ô tô trang bị hệ thống này còn hạn chế Hệ thống tự chẩn đoán hiện tại không được thiết kế để đánh giá kỹ thuật tổng thể của xe.
Các loại thông số dùng trong chẩn đoán
Một tổng thành được cấu thành từ nhiều cụm chi tiết, và mỗi cụm lại bao gồm nhiều chi tiết nhỏ hơn Chất lượng hoạt động của tổng thành phụ thuộc vào chất lượng của các cụm và chi tiết bên trong nó.
Các thông số kết cấu là tập hợp các thông số kỹ thuật quan trọng, phản ánh đặc điểm kết cấu của các chi tiết hoặc cụm chi tiết Chất lượng của các chi tiết và cụm chi tiết được xác định bởi những thông số này.
- Hình dáng, kích thước (Của bugi, bôbin, các cảm biến…).
- Vị trí tương quan (Giữa bugi và thân máy…).
Trạng thái hoạt động của cụm chi tiết được thể hiện qua các thông số ra, bao gồm công suất, thành phần khí thải, nhiệt độ nước và dầu, áp suất dầu bôi trơn, lượng mạt kim loại trong dầu bôi trơn, cũng như các yếu tố như tiếng ồn, tiếng gõ, rung động, quãng đường phanh và giá trị điện trở của các cảm biến và cuộn dây Những thông số này được xác định thông qua kiểm tra và đo đạc, giúp đánh giá tình trạng tốt hay xấu của cụm chi tiết.
Mỗi cụm máy có các thông số ra giới hạn, và khi vượt qua những giá trị này, tính kinh tế kỹ thuật sẽ không được đảm bảo Việc so sánh kết quả kiểm tra với các giá trị giới hạn giúp xác định và dự đoán tình trạng của cụm máy Các thông số ra giới hạn này được quy định bởi nhà chế tạo hoặc xác định dựa trên thống kê kinh nghiệm của loại cụm máy đó.
Chỉ cần một thông số ra đạt giá trị giới hạn bắt buộc phải ngừng máy để xác định nguyên nhân và tìm cách khắc phục.
Các điều kiện để một thông số ra được dùng làm thông số chẩn đoán
- Điều kiện đồng tính: Thông số ra được dùng làm thông số chẩn đoán khi nó tương ứng (tỷ lệ thuận) với một thông số kết cấu nào đó
Điều kiện để mở rộng vùng biến đổi là khi thông số ra được sử dụng làm thông số chẩn đoán, phải có sự thay đổi lớn hơn nhiều so với sự thay đổi của thông số kết cấu mà nó đại diện.
Để sử dụng một thông số làm tiêu chí chẩn đoán, nó cần phải đáp ứng ba điều kiện quan trọng: dễ đo, thuận tiện trong việc đo đạc và có khả năng cung cấp thông tin chính xác.
Cách đọc sơ đồ mạch điện
Ví dụ : Như sơ đồ mạch điện hình 3.1
Hình 3.1 Sơ đồ mạch điện
[B]: Cho biết một Relay bị chặn Che không được sử dụng và chỉ số khối
Relay được hiển thị để phân biệt nó từ J/B Ví dụ: Cho biết Khối Relay số 1
[C]: Nó được sử dụng để chỉ các dây khác nhau và kết nối, vv khi các mẫu xe, loại động cơ, hoặc đặc điểm kỹ thuật là khác nhau
[D]: Cho biết liên quan đến hệ thống
Mã kết nối (giắc đực và giắc cái) được sử dụng để kết nối hai dây chung với nhau, bao gồm hai chữ cái và một ký tự số.
Các ký tự đầu tiên của mã kết nối được sắp xếp theo thứ tự abc, trong đó ký tự đầu tiên đại diện cho các dây kết nối của giắc cái, và ký tự thứ hai biểu thị các dây kết nối của giắc đực.
Ký hiệu thiết bị cho thấy đầu kết nối là giắc đực và cuối là giắc cái, đồng thời cung cấp mã số để chỉ rõ số lượng chân kết nối của cả giắc đực và giắc cái.
Mã số trong khung màu xanh da trời mô tả các bộ phận và chỉ định vị trí của từng bộ phận một cách rõ ràng.
Khối kết nối, được đánh dấu bằng số J/B mã số, được hiển thị bên cạnh và được tô rõ ràng để phân biệt với các bộ phận khác trong hình 3.3.
Màu dây được xác định thông qua một mã số bao gồm các chữ cái, trong đó các ký tự đầu tiên biểu thị các màu dây cơ bản, còn các ký tự thứ hai chỉ ra màu sắc của các sọc.
3C chỉ ra rằng nó là bên trong Khối kết nối số 3
3C chỉ ra rằng nó là bên trong Khối kết nối số 3
B = Black Đen W = White Trắng Y = Yellow Vàng
L = Blue Xanh lam V = Violet Tím GR = Gray Xám
R = Red Màu đỏ G = Green Xanh lục O = Orange Cam
P = Pink Hồng BR = Brown Nâu
SB = Sky Blue Xanh da trời LG = Light Green Xanh nhạt
Bảng 3.1 Bảng mã ký hiệu màu dây [I]: Cho biết một dây được bảo vệ (hình 3.5)
[J]: Biểu thị số lượng chân của giắc Hệ thống dẫy số kết nối trên giắc đực và giắc cái sắp xếp khác nhau.
Số thứ tự tại các giắc cái được đánh từ trên bên trái xuống dưới bên phải, trong khi số tại giắc đực được đánh từ phía trên bên phải xuống phía dưới bên trái.
Ký hiệu K được sử dụng để biểu thị các điểm tiếp mát, bao gồm hai ký tự: một chữ cái và một số Chữ cái đầu tiên trong mã này chỉ định thứ tự của các dây, trong khi ký tự thứ hai là một số giúp phân biệt các điểm tiếp mát khi có nhiều hơn một điểm trên cùng một dây.
[M]: Biểu thị các vị trí của khoá điện khi nguồn điện cung cấp cho các cầu chì.
[N]: Cho biết điểm nối của một dây (hình 3.7)
Cách kiểm tra giắc nối và cầu chì
3.1.7.1 Cách kiểm tra cầu chì
Khi kiểm tra cầu chì, cần đảm bảo rằng dây cầu chì không bị đứt Khi thay thế cầu chì, hãy chọn cầu chì mới với trị số dòng phù hợp, tránh sử dụng cầu chì có trị số dòng lớn hơn hoặc thấp hơn để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
Hình minh hoạ Ký hiệu Tên Chi Tiết Viết tắt
Cầu chì dòng trung bình F-M
Cầu chì có trị số cao F- H
Cầu chì trên đường dây F-L
Bảng 3.2 Ký hiệu của các cầu chì
3.1.7.2 Hướng dẫn kiểm tra giắc nối. a) Tháo lắp giắc nối (hình 3.8)
1 Khi tháo giắc nối có khoá hãm, trước hết hãy ấn giắc nối về phía ăn khớp và tháo khoá hãm và sau đó bằng bóp vấu hãm và tách giắc ra.
2 Để kéo các giắc nối điện, kéo vào chính giắc cắm, không kéo vào dây.
3 Trước khí nối giắc, kiểm tra rằng chúng không bị biến dạng, hỏng và mất các cực.
4 Nối giắc có khoá phải được cắm chặt cho đến khi nghe thấy tiếng kêu tách.
5 Trong trường hợp kiểm tra giắc nối bằng đồng hồ đo điện của Toyota, thực hiện đo từ phía sau (phía dây điện) của giắc nối bằng đầu đo nhỏ.
- Giắc nối chống thấm nước không thể kiểm tra từ phía sau, kiểm tra bằng cách nối thêm dây phụ.
- Không làm hỏng cực bằng cách dịch chuyển đầu đo đã cắm vào. b) Kiểm tra giắc nối (hình 3.9)
1 Kiểm tra khi giắc nối đã được tháo ra: Hãy cắm giắc nối với nhau để xác nhận rằng chúng đã được nối hoàn toàn và hãm chắc.
2 Kiểm tra khi giắc nối đã được tháo ra:
Kiểm tra dây điện bằng cách kéo nhẹ để phát hiện tình trạng thiếu cực, lỏng cực hoặc lõi dây bị gãy Đồng thời, quan sát xem có dấu hiệu gỉ sét, mảnh kim loại, nước hoặc các cực bị cong không.
- Khi thử cực cái có mạ vàng, luôn dùng một cực đực mạ vàng
- Kiểm tra áp lực tiếp xúc của cực: Chuẩn bị cực giống như cực đực Bằng
Kẹp bị lỏng Dây lõi
Hình 3.8 Cách tháo lắp giắc
Hình 3.9 Kiểm tra giắc cách cắm nó vào cực cái, kiểm tra tình trạng ăn khớp và lực trượt. c) Sửa chữa các cực của giắc nối( hình 3.10 )
1 Trong trường hợp có bất kỳ cặn bẩn nào ở phần tiếp xúc, làm sạch điểm tiếp xúc bằng súng hơi hay giẻ mềm Không bao giờ được đánh bóng điểm tiếp xúc bằng giấp ráp do lớp mạ có thể bị bong.
2 Trong trường hợp áp lực tiếp xúc không bình thường, thay cực cái Lúc này, nếu cực đực được mạ vàng (màu vàng), hãy dùng cực cái mạ vàng và nếu nó được mạ bạc (màu bạc), hãy dùng cực mạ bạc.
3 Các cực bị hỏng, biến dạng hoặc bị ăn mòn phải được thay thế Nếu cực không hãm được vào vỏ, thì phải thay vỏ giắc. d) Làm việc với dây điện(hình 3.11)
1 Trong trường hợp tháo dây điện, kiểm tra tình trạng dây dẫn và kẹp trước khi làm việc để đảm bảo phục hồi đúng cách.
2 Không bao giờ xoắn, kéo hay để chùng dây điện quá nhiều.
3 Không bao giờ làm cho dây điện tiếp xúc với nhiệt độ cao, chi tiết quay, chuyển động, rung hay góc sắc (mép của các tấm thép, đầu vít v.v.).
4 Khi lắp các chi tiết, không bao giờ đè vào dây điện.
5 Không bao giờ cắt hoặc làm vỡ vỏ bọc của dây điện Nếu nó bị cắt hoặc bị vỡ, hãy thay thế nó hoặc sửa chữa nó bằng băng dính điện.
Cách kiểm tra mạch điện
Khi đo điện trở của linh kiện điện tử, cần lưu ý rằng hầu hết các điện trở nên được đo ở nhiệt độ môi trường 20 oC, trừ một số trường hợp đặc biệt Việc đo ở nhiệt độ cao ngay sau khi xe hoạt động có thể dẫn đến giá trị điện trở không chính xác, do đó, nên thực hiện đo khi động cơ đã nguội để đảm bảo kết quả đúng tiêu chuẩn.
Hình 3.11 Sửa chữa dây điện
3.1.8.1.Kiểm tra cơ bản. a) Kiểm tra hở mạch. Để kiểm tra hở mạch trong dây điện như trong hình 3.12 Hãy kiểm tra theo điện trở hoặc điện áp, được trình bày dưới đây. b) Kiểm tra điện trở.
1 Ngắt giắc nối A và C và đo điện trở giữa các cực của các giắc
Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêu chuẩn
Bảng 3.3 Điện trở tiêu chuẩn
Để kiểm tra điện trở, hãy lắc nhẹ dây điện theo cả phương đứng và ngang Nếu kết quả đo được khớp với ví dụ đã nêu, điều này cho thấy đã có sự hở mạch tồn tại trong dây điện giữa cực 1 của giắc A và cực 1 của giắc C.
2 Ngắt giắc nối B và đo điện trở giữa các cực của các giắc.
Hình 3.12 Kiểm tra hở mạch
Hình 3.13 Kiểm tra điện trở
Hình 3.14 Kiểm tra điện trở
Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêu chuẩn
Nối cực 1 của giắc A - Nối cực 1 của giắc B1 Dưới 1 Ω Cực 2 của giắc B2 -
Bảng 3.4 Điện trở tiêu chuẩn
Nếu kết quả khớp với ví dụ nói trên, thì hở mạch đã tồn tại giữa cực 1 của giắc B2 và cực 1 của giắc C. c) Kiểm tra điện áp.
1 Trong một mạch được cấp điện áp (đến các cực của giắc nối ECU), hở mạch có thể được kiểm tra thông qua việc kiểm tra điện áp.
Với các giắc nối còn đang cắm, hãy đo điện áp giữa mát thân xe và các cực
Nếu kết quả kiểm tra tương ứng với ví dụ đã nêu, điều này cho thấy có sự hở mạch trong dây điện nối giữa cực 1 của giắc B và cực 1 của giắc C Tiếp theo, cần thực hiện kiểm tra ngắn mạch để xác định tình trạng của mạch điện.
Hình 3.15 Kiểm tra điện áp
Bảng 3.5 Điện áp tiêu chuẩn
Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêu chuẩn Nối cực 1 của giắc A - Mát thân xe 5 V
Nối cực 1 của giắc B - Mát thân xe 5 V
Nối cực 1 của giắc C - Mát thân xe
1 Nếu dây điện bị nối tắt với mát như hình 3.16, tìm ra vị trí bằng cách tiến hành "Kiểm tra thông mạch với mát".
2 Kiểm tra điện trở với mát.
Ngắt các giắc nối A và C và đo điện trở.
Để kiểm tra sự tồn tại của ngắn mạch trong dây điện, hãy đo điện trở khi lắc nhẹ dây theo cả phương đứng và ngang Nếu kết quả đo khớp với ví dụ đã nêu, điều này chứng tỏ rằng có ngắn mạch giữa cực 1 của giắc A và cực 1 của giắc C Sau đó, hãy ngắt các giắc nối B và tiến hành đo điện trở một lần nữa.
Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêu chuẩn Nối cực 1 của giắc A -
Nếu kết quả khớp với ví dụ nói trên, thì ngắn mạch đã tồn tại giữa cực 1 của giắc B2 và cực 1 của giắc C. e) Kiểm tra thay thế ECU
Hình 3.16 Kiểm tra ngắn mạch
Hình 3.18 Kiểm tra điện trở
Hình 3.17 Kiểm tra điện trở
Bảng 3.7 Điện trở tiêu chuẩn
Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêu chuẩn Nối cực 1 của giắc A - Mát thân xe Dưới 1 Ω
Nối cực 2 của giắc A - Mát thân xe 10 kΩ trở lên
Bắt đầu kiểm tra giắc nối từ phía sau của giắc phía dây điện với giắc nối được cắm vào ECU.
Khi điều kiện đo không được chỉ rõ, hãy thực hiện việc kiểm tra với động cơ không nổ máy và khoá điện bật ON.
Kiểm tra rằng các giắc nối đã được lắp hoàn toàn Không lỏng giắc, bị ăn mòn hoặc đứt dây.
Trước tiên, kiểm tra mạch nối mát của ECU; nếu hỏng, cần sửa chữa Nếu mạch bình thường, ECU có thể bị hỏng Tạm thời thay thế ECU bằng một ECU khác để kiểm tra triệu chứng Nếu triệu chứng biến mất, hãy thay thế ECU hỏng Đo điện trở giữa cực nối mát ECU và nối mát thân xe, với điện trở tiêu chuẩn dưới 1 Ω Ngắt giắc nối ECU và kiểm tra các cực nối mát xem có bị cong không, đồng thời kiểm tra áp lực tiếp xúc.
THÔNG SỐ SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ĐỘNG CƠ 2AZ-FE
Các thông số sửa chữa hệ thống đánh lửa của các cảm biến được thể hiện trên bảng 3.8 Các thông số tiêu chuẩn
Cảm biến vị trí trục cam Điện trở tiêu chuẩn 1 (G+) - 2(G-) 835 đến 1,400 Ω khi nguội
1 (G+) - 2(G-) 1,060 đến 1,645 Ω khi nóng Cảm biến vị trí trục khuỷu Điện trở tiêu chuẩn lạnh 985 đến 1,600 Ω nóng 1,265 đến 1,890 Ω
Cụm cổ họng gió Điện trở ở 20°C (68°F)
2 (M+) - 1 (M-) 0.3 đến 100 kΩ Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Điện trở xấp xỉ 20°C (68°F) 2.32 đến 2.59 kΩ xấp xỉ 80°C (176°F) 0.310 đến 0.326 kΩ Cảm biến tiếng gõ Điện trở ở 20°C (68°F) 120 đến 280 kΩ
Bugi khuyên dùng hãng sản xuất loại bugi
Khe hở bugi 1,0-1,1 mm cho bugi mới
Khe mở điện cực lớn nhất 1.3 mm cho Bugi dùng lại
Bảng 3.8 Các thông số tiêu chuẩn
KIỂM TRA SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ĐỘNG CƠ 2AZ –FE
3.3.1 Quy trình kiểm tra cơ bản.
Để khắc phục hư hỏng, hãy tuân theo quy trình cơ bản được trình bày dưới đây, với nội dung chi tiết có trong từng chương Trước khi bắt đầu xử lý sự cố, hãy xác nhận quy trình xử lý cho các mạch phù hợp Lưu ý rằng điện áp tiêu chuẩn cần duy trì trong khoảng 11 đến 14 V.
Nếu điện áp dưới 11 V, cần nạp lại hoặc thay ắc quy trước khi tiếp tục Đầu tiên, kiểm tra dây điện, giắc nối và cầu chì để phát hiện hở hoặc ngắn mạch Tiếp theo, hâm nóng động cơ đến nhiệt độ làm việc bình thường Cuối cùng, xác nhận các triệu chứng và tình trạng hư hỏng, sau đó kiểm tra các mã DTC.
1.Kiểm tra điện áp ắc quy
2 Xác nhận triệu trứng và kiểm tra mã DTC Đến bước 6
Để xác định nguyên nhân hư hỏng trong hệ thống DTC không phát ra, trước tiên hãy kiểm tra kết quả thu được từ bước 2 Tiếp theo, tìm mã phát ra trong bảng mã DTC và xem cột "Khu vực hư hỏng" để nhận diện các mạch hoặc bộ phận có khả năng bị hư hỏng.
Kiểm tra kết quả từ bước 2 và xác định các triệu chứng hư hỏng trong bảng Hãy chú ý đến cột "Khu vực nghi ngờ" để xác định các mạch hoặc bộ phận có khả năng bị hư hỏng.
Xác nhận lại mạch hoặc bộ phận hư hỏng Điều chỉnh, sửa chữa hay thay thế mạch hoặc chi tiết hư hỏng
Sau khi thực hiện điều chỉnh, sửa chữa hoặc thay thế, cần xác nhận rằng hư hỏng đã được khắc phục hoàn toàn Nếu hư hỏng không tái phát, tiến hành thử nghiệm xác nhận lại trong cùng điều kiện và môi trường giống như khi hư hỏng xảy ra lần đầu.
3.3.2 Mô phỏng triệu chứng khi cần thiết.
Chẩn đoán hư hỏng trong trường hợp không có triệu chứng rõ ràng là một thách thức lớn Để giải quyết vấn đề này, cần thực hiện phân tích kỹ lưỡng và mô phỏng các điều kiện tương tự với môi trường xảy ra hư hỏng trên xe Dù kỹ thuật viên có kinh nghiệm đến đâu, việc chẩn đoán mà không xác nhận các triệu chứng có thể dẫn đến việc bỏ sót sửa chữa quan trọng và gây ra sai sót trong quá trình sửa chữa.
Hư hỏng có thể xảy ra khi động cơ lạnh hoặc do rung động từ mặt đường trong quá trình lái xe, và có thể dẫn đến bước 5 trong quá trình kiểm tra và sửa chữa.
4 Bảng các triệu trứng hư hỏng
5 Kiểm tra mạch hoặc kiểm tra các bộ phận
6 Điều chỉnh sửa chữa hoặc thay thế
7 Thử xác nhận lại không bao giờ xác nhận được nếu xác nhận các triệu chứng khi đang đỗ hoặc động cơ đã được hâm nóng Do rung động, nhiệt hay sự xâm nhập của nước (hơi nước) là khó tái tạo được hư hỏng Phép thử bằng cách mô phỏng triệu chứng được giới thiệu dưới đây là một phương pháp hiệu quả thay thế cho các điều kiện và có thể áp dụng lên xe đang đỗ Những điểm quan trọng trong việc thử mô phỏng triệu chứng: Trong phép thử mô phỏng triệu chứng, các triệu chứng hư hỏng như các khu vực hay chi tiết hư hỏng cũng phải được xác nhận lại Trước hết, hãy khoanh vùng các mạch có thể hư hỏng theo các triệu chứng Sau đó, nối đồng hồ đo và tiến hành thử mô phỏng triệu chứng, đánh giá xem mạch đang kiểm tra là hư hỏng hay bình thường Ngoài ra, hãy xác nhận các triệu chứng hư hỏng tại thời điểm đó Hãy tham khảo bảng các triệu chứng hư hỏng cho từng hệ thống để thu hẹp các nguyên nhân có thể của triệu chứng.
Rung động có thể là nguyên nhân chính gây hư hỏng cảm biến Việc lắc nhẹ bằng các ngón tay vào các chi tiết của cảm biến có thể giúp xác định nguyên nhân của sự cố Lưu ý rằng việc tạo rung động mạch lên rơle có thể khiến nó mở ra.
Các giắc nối: Lắc nhẹ các giắc nối theo chiều thẳng đứng và ngang.
Dây điện: Lắc nhẹ dây điện theo hướng thẳng đứng và ngang.
Khi hư hỏng xảy ra do nhiệt độ cao, bạn có thể sử dụng máy sấy tóc hoặc các dụng cụ tương tự để sấy khô các bộ phận dễ bị hư hỏng Hãy kiểm tra kỹ lưỡng để xác định xem có sự cố nào xảy ra hay không.
Chú ý: Không sấy nóng hơn 60°C (140°F) Vượt quá nhiệt độ giới hạn sẽ làm hỏng các bộ phận.Không được sấy nóng trực tiếp các chi tiết của ECU.
3.3.3 Quy trình tháo lắp và kiểm tra bugi
Bảng 3.9 Quy trình tháo lắp và kiểm tra bugi
STT Tên công việc Dụng cụ Hình ảnh minh họa Yêu cầu kỹ thuật
1 Tắt máy, mở nắp capô, tháo cáp điện từ cực âm acquy ra
2 Tháo nắp cuộn dây đánh lửa ra Khẩu 10
T 10 Tháo đúng quy trình, tuần tự, nhẹ nhàng
3 Rút 4 giắc điện cắm vào 4 bô bin Thiết bị chuyên dùng Tháo nhẹ nhàng, tránh vỡ, nứt, giắc nối
4 Tháo 4 bu lông đai ốc
Tay lắc Tháo đúng quy trình, tránh rơi, trầy, xước, vỡ
5 Tháo bugi bugi Găng tay, Cân lực
Khẩu 16 dài, tay nối Đồng hồ đo điện
Tháo bugi nhẹ nhàng, đúng quy trình, tránh xước, rơi, vỡ bugi Chú ý: Cẩn thận không cho bụi bẩn vào các lỗ bugi
6 Đánh giá bugi Găng tay
Bugi màu nâu nhạt hoặc đỏ gạch: bugi hoạt động tốt
Bugi khô và có màu trắng cho thấy tỉ lệ hòa khí đang bị dư gió và thiếu xăng, trong khi bugi bám muội than và có màu đen cho biết tỉ lệ hòa khí đang bị thiếu gió và thừa xăng.
7 Vệ sinh bugi Thiết bị chuyên dùng
Nếu bugi dính muội than thì làm sạch bugi
Thời gian không quá 20s Nếu bugi bám dầu thì rửa bằng xăng trước
8 Kiểm tra điện trở sứ cách điện Đồng hồ đo điện
Dùng đồng hồ đo điện trở, thang mêgaôm đo điện trở phần sứ cách điện (10-12mê ga ôm)
Nếu giá trị điện trở đo được nằm ngoài giá trị tiêu chuẩn, làm sạch bugi
9 Kiểm tra khe hở điện cực bugi Căn lá
Nếu khe hở đo được vượt giá trị tối đa thì thay thế bugi Khe hở tối đa là 1,3mm Khe hở tiêu chuẩn bugi mới là
10 Quy trình lắp bugi ngược lại với quy trình tháo
Chú ý xiết chặt bugi với mô men xoắn quy định 20-30Nm
KẾT LUẬN CHƯƠNG III
Hệ thống đánh lửa là yếu tố quan trọng quyết định sự hoạt động ổn định của xe ô tô, đòi hỏi phải hoạt động chính xác và tối ưu để xe sử dụng hiệu quả Thời gian hoạt động và các sự cố không tránh khỏi có thể gây hư hỏng cho hệ thống đánh lửa Bài viết này cung cấp kỹ năng đọc sơ đồ điện và cách kiểm tra, sửa chữa hư hỏng cơ bản dựa trên các thông số tiêu chuẩn của động cơ 2AZ-FE Toyota Camry Do đó, việc kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống đánh lửa cùng các hệ thống khác định kỳ là cần thiết Người sử dụng cần nhận biết các biểu hiện cơ bản của xe khi gặp sự cố để kịp thời sửa chữa hoặc đưa đến xưởng sửa chữa khi cần thiết.
Ngành công nghệ ô tô đang phát triển mạnh mẽ với yêu cầu ngày càng cao về hệ thống đánh lửa, đòi hỏi tính năng nhỏ gọn, tiết kiệm nhiên liệu, hiệu suất tối ưu và giảm thiểu ô nhiễm môi trường Hệ thống đánh lửa cần đảm bảo khả năng hoạt động tốt nhất trong mọi điều kiện của động cơ Hiện nay, có nhiều loại hệ thống đánh lửa khác nhau, nhưng chúng đều dựa trên nguyên lý chung để tạo ra tia lửa điện mạnh và chính xác Hệ thống đánh lửa trực tiếp hiện đang là lựa chọn phổ biến nhất trên thị trường.
Hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE của Toyota Camry thể hiện sự tiến bộ vượt bậc trong công nghệ ô tô, được coi là hệ thống đánh lửa trực tiếp ưu việt và phổ biến nhất hiện nay Hệ thống này mang lại nhiều lợi ích tối ưu, giúp người dùng yên tâm hơn khi sử dụng xe Với việc trang bị nhiều cảm biến và tín hiệu thông minh, hệ thống đã khắc phục được những hạn chế trước đây, như khả năng nạp nhiên liệu sau khi van hút đóng, từ đó cải thiện độ chính xác trong quá trình cháy, tiết kiệm nhiên liệu, tăng công suất động cơ và giảm ô nhiễm môi trường Bài viết cũng trình bày quy trình kiểm tra và sửa chữa hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE, giúp người sử dụng nhận biết hư hỏng và thực hiện kiểm tra kịp thời để đưa xe đến xưởng sửa chữa khi cần thiết.
Sau một quá trình nghiên cứu miệt mài với sự hướng dẫn tận tình từ thầy giáo, em đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp "Nghiên cứu về hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE lắp trên dòng xe CAMRY của hãng TOYOTA" Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong khoa Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, đặc biệt là TS Bùi Văn Chinh, người đã hỗ trợ em trong suốt quá trình thực hiện đồ án Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế và tài liệu về hệ thống đánh lửa còn khan hiếm, em nhận thấy mình vẫn còn nhiều thiếu sót và cần tiếp tục hoàn thiện để hiểu sâu hơn về đề tài này.
Em rất mong các thầy trong bộ môn góp ý để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!