Thiết kế, chế tạo mô hình động cơ phun xăng trực tiếp (GDI)

 Bước vào thế kỷ thứ 21 với tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ và nhu cầu học của mọi người ngày càng cao, phần lớn học sinh đều có thể vào học hệ đại học hoặc cao đẳng, kể cả những người đi làm trở lại học đại học, cao đẳng với các chuyên ngành nâng cao ngày càng đông như hiện nay. Do vậy, đổi mới phương pháp dạy học là yêu cầu cấp bách, dựa trên những quan điểm phát huy tính tích cực người học, đề cao vai trò tự học của người học, kết hợp với sự hướng dẫn của giáo viên đang được áp dụng rộng rãi. Sự phát triển này đã làm thay đổi không chỉ cách giảng mà còn thay đổi cả quá trình tổ chức dạy học, ứng dụng cộng nghệ dạy học, phương tiện kỹ thuật dạy học trong giảng dạy...do đó khắc phục nhược điểm của phương pháp cũ, tạo ra chất lượng của phương pháp mới cho giáo dục – đào tạo, đây cũng là chủ trương của nhà nước đề ra: đổi mới mạnh mẽ nội dung và phương pháp dạy học, học tập, chú trọng chất lượng không chạy theo số lượng...Đặc biệt đối với các ngành cơ khí ôtô, việc nghiên cứu và chế tạo mô hình phục vụ cho công tác dạy và học là nhu cầu cấp thiết của xã hội.  Ngoài ra, nhằm cập nhật những công nghệ mới và tăng tính trực quan hóa trong giảng dạy và học tập, với mục đích nâng cao chất lượng dạy và học. Mô hình này được thiết kế và chế tạo gồm phần động cơ và phần sa bàn với đầy đủ hệ thống điện của động cơ. Song song đó còn có các bài giảng mẫu được thiết kế dưới dạng phiếu thực hành giúp cho việc giảng dạy và học tập trên mô hình đạt kết quả cao nhất. Chính vì lẽ đó, người nghiên cứu như chúng tôi quyết định thiết kế, chế tạo mô hình đông cơ phun xăng trực tiếp (GDI) với mong muốn giúp các bạn sinh viên dễ dàng tiếp thu để việc học có hiệu quả cao hơn. 2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu. a. Mục tiêu  Nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên hướng dẫn sinh viên trong quá trình thực tập.  Giúp cho sinh viên ứng dụng ngay bài học lý thuyết vào bài học thực hành.  Sinh viên có điều kiện quan sát mô hình một cách trực quan, dễ cảm nhận được hình dạng và vị trí các chi tiết lắp đặt trên hệ thống phun xăng trực tiếp GDI  Giúp sinh viên kiểm tra và đo đạc các thông số của hệ thống phun xăng, đánh lửa trên động cơ 3S-FSE.  Góp phần hiện đại hóa phương tiện và phương pháp dạy thực hành trong giáo dục-đào tạo. 10  Giúp sinh viên tiếp thu bài tốt hơn. b. Nhiệm vụ.  Thiết kế, chế tạo mô hình động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE.  Sơ lược về phun xăng trực tiếp và các hệ thống điều khiển GDI  Thiết kế các bài giảng thực hành phục vụ cho việc giảng dạy và thực hành trên mô hình này. 3. Phương pháp nghiên cứu  Để đề tài được hoàn thành chúng tôi đã kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu. Trong đó đặc biệt là phương pháp tham khảo tài liệu, thu thập các thông tin liên quan, học hỏi kinh nghiệm của thầy cô, bạn bè, nghiên cứu các mô hình giảng dạy cũ,… từ đó tìm ra những ý tưởng mới để hình thành đề cương của đề tài, cũng như cách thiết kế mô hình. Song song với nó, chúng tôi còn kết hợp cả phương pháp quan sát và thực nghiệm để có thể chế tạo được mô hình và biên soạn các bài thực hành mẫu một cách hiệu quả 4. Các bước thực hiện  Tham khảo tài liệu.  Thiết kế khung đỡ động cơ và gá đặt động cơ.  Thiết kế sa bàn và cách bố trí các chi tiết trên sa bàn.  Thiết kế các chi tiết phụ.  Tiến hành đo đạc, kiểm tra, thu thập các thông số.  Nghiệm thu các thông số kiểm tra.  Thiết kế các bài giảng thực hành cho mô hình.  Viết báo cáo. 5. Kế hoạch nghiên cứu Đề tài được thực hiện trong vòng 7 tuần, các công việc được bố trí như sau:  Giai đoạn 1: - Thu thập tài liệu, xác định nhiệm vụ, đối tượng nghiên cứu, xác định mục tiêu nghiên cứu, phân tích tài liệu liên hệ. - -  - - Thiết kế mô hình. Thi công. Giai đoạn 2: Viết thuyết minh. Hoàn thiện đề tài.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

 Nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên hướng dẫn sinh viên trong quá trình thực tập.

Sinh viên có cơ hội quan sát mô hình một cách trực quan, giúp họ dễ dàng nhận biết hình dạng và vị trí các chi tiết lắp đặt trong hệ thống phun xăng trực tiếp GDI.

 Giúp sinh viên kiểm tra và đo đạc các thông số của hệ thống phun xăng, đánh lửa trên động cơ 3S-FSE.

 Góp phần hiện đại hóa phương tiện và phương pháp dạy thực hành trong giáo dục-đào tạo.

 Giúp sinh viên tiếp thu bài tốt hơn. b Nhiệm vụ.

 Thiết kế, chế tạo mô hình động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE.

 Sơ lược về phun xăng trực tiếp và các hệ thống điều khiển GDI

 Thiết kế các bài giảng thực hành phục vụ cho việc giảng dạy và thực hành trên mô hình này.

Phương pháp nghiên cứu

Để hoàn thành đề tài, chúng tôi đã áp dụng nhiều phương pháp nghiên cứu, đặc biệt là tham khảo tài liệu và thu thập thông tin liên quan Chúng tôi học hỏi kinh nghiệm từ thầy cô, bạn bè và nghiên cứu các mô hình giảng dạy cũ để tìm ra ý tưởng mới cho đề cương và thiết kế mô hình Đồng thời, chúng tôi cũng kết hợp phương pháp quan sát và thực nghiệm để chế tạo mô hình và biên soạn các bài thực hành mẫu một cách hiệu quả.

Các bước thực hiện

 Thiết kế khung đỡ động cơ và gá đặt động cơ.

 Thiết kế sa bàn và cách bố trí các chi tiết trên sa bàn.

 Thiết kế các chi tiết phụ.

 Tiến hành đo đạc, kiểm tra, thu thập các thông số.

 Nghiệm thu các thông số kiểm tra.

 Thiết kế các bài giảng thực hành cho mô hình.

Kế hoạch nghiên cứu

Đề tài được thực hiện trong vòng 7 tuần, các công việc được bố trí như sau:

- Thu thập tài liệu, xác định nhiệm vụ, đối tượng nghiên cứu, xác định mục tiêu nghiên cứu, phân tích tài liệu liên hệ.

GIỚI THIỆU MÔ HÌNH

Cấu tạo mô hình

Hình 2-1:Mô hình nhìn từ trước

Hình 2-2: Mô hình nhìn từ trên

- 3- Relay IG2, relay PUMP, relay EFI, relay INJ, relay FAN, relay ST

4- OBD II (check connector) 5- EDU

Mô hình được gắn Trên động cơ gồm có:

- Cảm biến vị trí bướm ga loại tuyến tính với hai tín hiệu VTA và VTA2.

- Cảm biến vị trí bàn đạp ga loại tuyến tính với hai tín hiệu VPA và VPA2.

- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

- Cảm biến nhiệt độ không khí nạp.

- Cảm biến ôxy có dây nung HT.

- Cảm biến nhiệt độ nước báo về tableau.

- Cảm biến áp lực nhớt báo về tableau.

- Cảm biến áp lực nhiên liệu PR

- Cảm biến áp suất trên đường ống nạp PIM

- Cảm biến vị trí trục khuỷu NE

- Cảm biến vị trí trục cam G

- Cảm biến vị trí van xoáy SCVP

- Motor bướm ga điện tử M+, M-

- Ly hợp bướm ga CL+, CL-

- Van hồi nhiên liệu FP+, FP-

- Van tuần hoàn khí xả EGR1, EGR2, EGR3, EGR4

- 04 kim phun trên động cơ.

- Kim phun khởi động lạnh INJS.

- Quạt làm mát động cơ

Bàn đạp ga. Đường nhiên liệu đến và về.

Sơ đồ mạch điện

Hình 2-5: Sơ đồ đấu dây động cơ 3S-FSE

III SƠ ĐỒ VỊ TRÍ CHÂN ECU:

Hình 2-6: Sơ đồ chân ECU

INJF Tín hiệu hồi tiếp phun xăng

BATT Dương thường trực của ECU

+B Dương cung cấp cho ECU sau rơle chính

+B1 Dương cung cấp cho ECU sau rơle chính

STA Tín hiệu khởi động

THA Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ không khí nạp

THW Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát

FC Tín hiệu điều khiển bơm xăng

VC Điện áp 5V cung cấp cho các cảm biến

PIM Tín hiệu MAP sensor gởi về ECU

IGF Tín hiệu hồi tiếp đánh lửa

IGT1,2,3,4 Tín hiệu đánh lửa của máy 1,2,3,4

G22 Tín hiệu báo vị trí xi lanh

NE- Mass của tín hiệu vị trí xi lanh và tốc độ động cơ

NE+ Tín hiệu tốc độ động cơ

OX Tín hiệu cảm biến ôxy

E2 Mass của các cảm biến

M+, M- Tín hiệu điều khiển motor bướm ga

CL+, CL- Tín hiệu điều khiển ly hợp từ motor bướm ga

Tín hiệu điều khiển van xoáy Tín hiệu điều khiển van áp suất bơm cao áp Tín hiệu điều khiển relay kim phun

Tín hiệu điều khiển van dầu VVT-i, motor van EGR, kim phun khởi động lạnh, bộ sấy cảm biến oxy và tín hiệu trợ lực lái đều đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển động cơ, giúp tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu.

Tín hiệu áp suất chân không bầu trợ lực phanh (servo) Tín hiệu áp suất nhiên liệu trong ống phân phối Tín hiệu cảm biến kích nổ

Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga, tín hiệu cảm biến van xoáy, và tín hiệu cảm biến vị trí bàn đạp ga đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển động cơ Bên cạnh đó, tín hiệu điều khiển bơm tiếp vận và tín hiệu điều khiển quạt làm mát động cơ cũng là những yếu tố cần thiết để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu Cuối cùng, tín hiệu chẩn đoán OBD II và tín hiệu đèn báo nạp giúp theo dõi và chẩn đoán tình trạng của hệ thống, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho xe.

Tín hiệu báo bật công tắt IGTín hiệu điều khiển relay EFITín hiệu tốc độ động cơTín hiệu phụ tải điện

IV CÁC YÊU CẦU KHI SỬ DỤNG MÔ HÌNH:

Sinh viên cần được trang bị kiến thức về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng trực tiếp trên động cơ Toyota trước khi thực hành trên mô hình.

 Sinh viên phải nhận biết được cấu tạo tổng quát của mô hình.

 Điện áp sử dụng cho mô hình là 12V, chú ý không được phép lắp ắc quy vào động cơ sai cực tính.

 Sử dụng nhiên liệu xăng không chì.

 Chú ý yêu cầu làm mát và bôi trơn trên động cơ.

 Đặc biệt quan tâm đến vấn đề chống cháy nổ và an toàn lao động khi sử dụng mô hình.

Các yêu cầu khi sử dụng mô hình

Sinh viên cần nắm vững cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng trực tiếp trên động cơ Toyota trước khi thực hành trên mô hình.

 Sinh viên phải nhận biết được cấu tạo tổng quát của mô hình.

 Điện áp sử dụng cho mô hình là 12V, chú ý không được phép lắp ắc quy vào động cơ sai cực tính.

 Sử dụng nhiên liệu xăng không chì.

 Chú ý yêu cầu làm mát và bôi trơn trên động cơ.

 Đặc biệt quan tâm đến vấn đề chống cháy nổ và an toàn lao động khi sử dụng mô hình.

KHÁI QUÁT HỆ THỐNG PHUN XĂNG TRỰC TIẾP GDI ĐỘNG CƠ N63TU2

Các cảm biến hệ thống phun xăng N63TU2

1 VỊ TRÍ CÁC CẢM BIẾN BỐ TRÍ TRÊN XE

Hình 3-5: Vị trí các cảm biến trên động cơ D4

2 CẢM BIẾN ÁP SUẤT TUYỆT ĐỐI TRÊN ĐƯỜNG ỐNG NẠP a Cấu tạo

Hình 3-6: Cấu tạo cảm biến MAP

 Cảm biến này bao gồm:

 Buồng chân không có áp suất chuẩn.

 Cảm biến MAP được bố trí trên ống góp nạp hoặc được nối đến ống góp nạp bởi một ống chân không. b Hoạt động

Tấm silicon, hay còn gọi là màng ngăn, có cấu trúc dày ở hai mép ngoài và mỏng hơn ở giữa Một mặt của tấm silicon tiếp xúc với buồng chân không, trong khi mặt còn lại kết nối với đường ống nạp Chip silic sẽ thay đổi điện trở khi có sự chênh lệch áp suất giữa buồng chân không và đường ống nạp Sự dao động của tín hiệu điện trở này được chuyển đổi thành tín hiệu điện áp và gửi đến ECM động cơ qua cực PIM.

Hình 3-7: Sơ đồ nguyên lý cảm biến áp suất đường ống nạp

Áp suất đường ống nạp ảnh hưởng trực tiếp đến tải động cơ, và ECM cần thông tin này để xác định lượng nhiên liệu cần phun vào xylanh cũng như điều chỉnh góc đánh lửa sớm cơ bản.

Hình 3-8: Mạch điện cảm biến áp suất đường ống

 Cực VC của ECM cung cấp điện áp 5V cho cảm biến.

 Cực PIM gửi tín hiệu điện áp về ECM.

 Cực E2 của ECM nối mass cho cảm biến.

Tín hiệu điện áp từ cảm biến đạt giá trị cao nhất khi áp suất trong đường ống nạp tối đa, xảy ra khi công tắc máy ở trạng thái ON, động cơ tắt, hoặc khi bướm ga mở rộng đột ngột Ngược lại, tín hiệu điện áp giảm xuống mức thấp nhất khi cánh bướm ga đóng hoặc giảm tốc độ.

Hình 3-9: Đặc tính điện áp của cảm biến MAP

3 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ NƯỚC LÀM MÁT :

Dùng để xác định nhiệt độ động cơ a Cấu tạo :

Hình 3-10: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến thường là trụ rỗng có ren ngoài, bên trong gắn điện trở với hệ số nhiệt điện trở âm, nghĩa là điện trở giảm khi nhiệt độ tăng và ngược lại Cảm biến này được lắp đặt trên thân máy, gần họng nước làm mát.

Hình 3-11: Mạch điện và đặc tính cảm biến nhiệt độ nước làm mát c Nguyên lý làm việc :

Điện trở nhiệt là một cảm biến có khả năng nhận biết sự biến đổi của điện trở theo nhiệt độ, được chế tạo từ vật liệu có hệ số điện trở âm Sự biến đổi giá trị điện trở này sẽ dẫn đến sự thay đổi điện áp gửi đến ECU.

ECU gửi điện áp từ bộ ổn áp qua điện trở giới hạn dòng đến cảm biến, sau đó quay về ECU và ra mass Đồng thời, cảm biến được nối song song với bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự thành số (A/D), giúp đo điện áp rơi trên cảm biến.

Khi nhiệt độ động cơ thấp, cảm biến có giá trị điện trở cao, dẫn đến điện áp giữa hai đầu bộ chuyển đổi A/D cũng cao Tín hiệu điện áp này được chuyển đổi thành xung vuông và giải mã bởi bộ vi xử lý, thông báo cho ECU rằng động cơ đang trong trạng thái lạnh Kết quả là ECU sẽ tăng lượng xăng phun để cải thiện hiệu suất hoạt động của động cơ trong điều kiện lạnh.

Khi động cơ nóng, điện trở của cảm biến giảm, dẫn đến điện áp giữa hai đầu bộ chuyển đổi A/D cũng giảm Tín hiệu điện áp thấp này thông báo cho ECU rằng động cơ đang ở trạng thái nóng, từ đó ECU sẽ điều chỉnh giảm lượng xăng phun.

4 CẢM BIẾN VỊ TRÍ BƯỚM GA :

Cảm biến vị trí bướm ga trong hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh (ETCS-i) bao gồm hai con trượt tiếp điểm và hai điện trở, cung cấp hai tín hiệu quan trọng là VTA và VTA2.

Hình 3-12: Mạch điện của TPS trong hệ thống ETCS-i

Điện áp ổn định 5V từ ECM được cung cấp đến cực VC Khi cánh bướm ga mở, con trượt di chuyển trên điện trở, tạo ra điện áp tăng dần ở cực VTA tương ứng với góc mở của cánh bướm ga.

VTA2 hoạt động tương tự như VTA nhưng với mức điện áp ra cao hơn và tốc độ thay đổi điện áp khác nhau Khi bướm ga mở, hai tín hiệu điện áp tăng lên với tốc độ không giống nhau ECM sử dụng cả hai tín hiệu này để phát hiện sự thay đổi vị trí của cánh bướm ga Nhờ vào việc sử dụng hai cảm biến, ECM có khả năng so sánh các điện áp và phát hiện các vấn đề liên quan.

2 Đặc tính của của cảm biến vị trí bướm ga

Hình 3-13 : Đặc tuyến của TPS trong ETCS-i

5 CẢM BIẾN VỊ TRÍ BÀN ĐẠP GA

Cảm biến vị trí bàn đạp ga trong hệ thống ETCS-i được lắp đặt trên thân bướm ga, có chức năng chuyển đổi chuyển động và vị trí của bàn đạp ga thành hai tín hiệu điện Về mặt điện, cảm biến này hoạt động đồng nhất với cảm biến vị trí bướm ga.

6 CẢM BIẾN ÔXY a Cấu tạo

Hình 3-14: Cấu tạo cảm biến ôxy

Cảm biến ôxy này, được làm từ Ziconia (ziconium dioxide) và điện cực Platin, có thời gian làm việc lâu nhất Nó hoạt động bằng cách tạo ra tín hiệu điện áp dựa trên sự so sánh giữa lượng ôxy trong khí xả và không khí Phần tử ziconia có một mặt tiếp xúc với khí xả và mặt còn lại tiếp xúc với không khí, với mỗi mặt được phủ một lớp platin bên ngoài.

 Các phần tử platin tạo ra điện áp Sự bẩn hoặc mòn điện cực platin hoặc phần tử ziconia sẽ làm giảm tín hiệu điện áp ra. b Hoạt động

Khi nồng độ ôxy trong khí xả thấp, sự chênh lệch giữa lượng ôxy trong khí xả và không khí xung quanh lớn, dẫn đến tín hiệu điện áp cao Ngược lại, khi lượng ôxy trong khí xả cao, sự khác biệt này nhỏ hơn, tạo ra tín hiệu điện áp thấp Tín hiệu điện áp tăng cao khi sự chênh lệch nồng độ ôxy càng lớn.

Lượng ôxy trong khí xả Điện áp ra của cảm biến Tỉ lệ A/F

ECM có khả năng đo tỉ lệ A/F thông qua lượng ôxy trong khí xả và điều chỉnh tỉ lệ này cho phù hợp Hỗn hợp giàu sẽ đốt cháy gần như toàn bộ ôxy, tạo ra tín hiệu điện áp cao từ 0.6 đến 1.0V Ngược lại, hỗn hợp nghèo với nhiều ôxy hơn sẽ có điện áp thấp, khoảng 0.1 đến 0.4V Tín hiệu điện áp lý tưởng của cảm biến ôxy cho tỉ lệ hỗn hợp tối ưu là khoảng 0.45V.

Hình 3-15: Đặc tính của cảm biến ôxy

Các mạch điều khiển cơ bản

Hình 3-22: Mạch cấp nguồn ECM

Khi bật khóa điện ON, ắc quy cung cấp điện áp đến cực IGSW của ECU động cơ Mạch điều khiển rơle chính EFI trong ECU truyền tín hiệu đến cực M-REL, kích hoạt rơle chính EFI Tín hiệu này cho phép dòng điện chạy vào cuộn dây, đóng tiếp điểm của rơle và cung cấp điện cho cực +B của ECU động cơ, trong khi điện áp của ắc quy luôn được duy trì cho cực BATT.

Hình 3-23: Mạch điều khiển bơm xăng

Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy; ngay cả khi khóa điện ở vị trí ON, bơm vẫn không hoạt động nếu động cơ chưa nổ máy.

Khoá điện ở vị trí START gửi tín hiệu STA đến ECU động cơ từ cực ST, kích hoạt động cơ và bật transistor cùng với rơle mở mạch Kết quả là dòng điện được cung cấp cho bơm nhiên liệu, giúp bơm hoạt động.

Khi động cơ khởi động, ECU nhận tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu, giúp duy trì hoạt động của bơm nhiên liệu thông qua transistor.

Khi động cơ tắt máy, ngay cả khi khoá điện ở chế độ ON, tín hiệu NE sẽ không được gửi đến ECU động cơ Điều này dẫn đến việc ECU ngắt transistor, ngắt rơle mở mạch và làm cho bơm nhiên liệu ngừng hoạt động.

Hình 3-24: Sơ đồ mạch khởi động

 Tín hiệu STA (Máy khởi động)

Tín hiệu STA được sử dụng để xác định xem động cơ có đang quay khởi động hay không, với vai trò chính là nhận sự chấp thuận từ ECU động cơ để tăng lượng phun nhiên liệu trong quá trình khởi động Qua sơ đồ mạch, tín hiệu STA được thể hiện dưới dạng điện áp tương tự như điện áp cung cấp cho máy khởi động.

 Tín hiệu NSW (công tắc khởi động trung gian)

Tín hiệu này chỉ áp dụng cho xe có hộp số tự động, giúp xác định vị trí của cần chuyển số ECU động cơ sử dụng tín hiệu này để kiểm tra xem cần gạt số đang ở vị trí "P" hoặc "N" hay không.

Điều khiển phun nhiên liệu

 Hệ thống phun xăng trên động cơ GDI bao gồm:

- Ống phân phối cao áp

- Van áp suất nhiên liệu

- Cảm biến áp suất cao áp

- Bộ biến đổi điện áp EDU

- Các ống nối và bộ dập xung dao động

Trong phần này chỉ trình bày các bộ phận mới, các tín hiệu và các mạch điện điều khiển

Bơm cao áp là thiết bị quan trọng trong hệ thống nhiên liệu, bao gồm các thành phần như trục dẫn động, lò xo hồi vị, piston nén, van một chiều và van điện đều áp Nguyên lý hoạt động của bơm dựa trên sự quay của trục cam, khiến piston di chuyển lên xuống Khi piston hạ xuống, áp suất trong xylanh giảm, làm mở van một chiều để hút nhiên liệu vào Khi piston nâng lên, nhiên liệu được nén đến áp suất khoảng 112-120 bar, đủ để thắng lực lò xo van một chiều và đưa nhiên liệu đến ống phân phối.

Bơm nhiên liệu có cấu trúc đơn giản và nhỏ gọn, tuy nhiên, nhược điểm lớn của nó là khả năng cung cấp nhiên liệu không liên tục Điều này dẫn đến áp suất nhiên liệu tại ống phân phối bị dao động mạnh Để đảm bảo áp suất nhiên liệu cao, yêu cầu piston và xy lanh bơm phải được chế tạo với độ chính xác cao.

2 Điều khiển phun nhiên liệu:

Khi xe hoạt động ở chế độ bình thường hoặc dưới tải nhẹ, nhiên liệu được phun vào và nén, giúp hòa trộn hiệu quả với không khí, từ đó đảm bảo quá trình cháy diễn ra sạch sẽ và tiết kiệm nhiên liệu tối ưu.

Khi xe vận hành với tải lớn hoặc khi tăng tốc, nhiên liệu được phun vào buồng đốt liên tục, tạo ra hỗn hợp nhiên liệu-không khí đồng nhất Để đảm bảo động cơ tăng tốc hiệu quả, một lượng nhỏ nhiên liệu bổ sung cũng được phun vào.

Hình 3-26: Các chế độ phun nhiên liệu

3 Mạch dẫn động kim phun :

Hình: 3-27: Mạch điều khiển kim phun

Trong quá trình hoạt động của động cơ, ECU liên tục nhận tín hiệu từ các cảm biến để tính toán thời gian mở kim phun Quá trình này diễn ra ngắt quãng, với ECU gửi tín hiệu đến bộ biến đổi điện áp EDU nhằm tăng cường điều khiển kim phun Lưu lượng phun phụ thuộc vào độ rộng xung, mà độ rộng này thay đổi theo chế độ làm việc của động cơ; ví dụ, khi cánh bướm ga mở lớn để tăng tốc, động cơ cần nhiều nhiên liệu hơn.

ECU sẽ tăng độ rộng của xung, cho phép ti kim giữ lâu hơn trong mỗi lần phun, từ đó cung cấp thêm lượng nhiên liệu cần thiết.

Hình 3-28: Dạng xung của tín hiệu điều khiển kim phun

Điều khiển đánh lửa

1 Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa

Hình 3-29: Sơ đồ mạch hệ thống đánh lửa

ECU động cơ xác định thời điểm đánh lửa dựa vào tín hiệu G, tín hiệu NE và các cảm biến khác Sau khi xác định thời điểm đánh lửa, ECU gửi tín hiệu IGT đến IC đánh lửa và tín hiệu IGF đến ECU Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp, ECU phân phối dòng điện cao áp đến các xi lanh bằng cách gửi tín hiệu IGT theo trình tự đánh lửa, giúp điều chỉnh thời điểm đánh lửa với độ chính xác cao.

Hình 3-30: Dạng xung tín hiệu của IGT và IGF

2 Tín hiệu IGT thời điểm đánh lửa

Hình 3-31: Xung điều khiển đánh lửa

Dòng điện trong cuộn sơ cấp được điều khiển bởi ECU thông qua tín hiệu IGT, một tín hiệu điện áp bật/tắt transistor công suất trong IC đánh lửa Khi tín hiệu IGT giảm xuống 0 V, transistor công suất trong IC sẽ ngắt, dẫn đến việc dòng điện qua cuộn sơ cấp bị ngắt Sự biến thiên nhanh chóng của từ thông qua cuộn thứ cấp sẽ tạo ra điện áp cao, và nếu điện áp này đủ lớn để vượt qua điện trở của cuộn thứ cấp, tia lửa sẽ được tạo ra ở bugi vào đúng thời điểm.

3 Tín hiệu xác nhận đánh lửa IGF

Tín hiệu IGF là yếu tố quan trọng mà ECU sử dụng để xác nhận hoạt động của hệ thống đánh lửa Dựa vào tín hiệu này, ECU cung cấp nguồn cho bơm nhiên liệu và các kim phun trong hầu hết các hệ thống đánh lửa Nếu tín hiệu IGF không được nhận, động cơ sẽ chỉ khởi động trong giây lát rồi chết máy.

Mạch xác nhận tín hiệu đánh lửa

Hình 3-32: Mạch xác nhận tín hiệu đánh lửa IGF

Hệ thống chuẩn đoán OBD II

Hình 3-33: Giắc chẩn đoán OBD II

ECU được trang bị hệ thống tự chẩn đoán, giúp phát hiện các hư hỏng điện tử trong tín hiệu động cơ Khi có sự cố, thông tin sẽ được thông báo trên bảng điều khiển thông qua đèn nháy CHECK ENGINE.

ECU sử dụng phân tích tín hiệu từ bảng mã để phát hiện hư hỏng liên quan đến cảm biến và bộ chấp hành Các lỗi này được lưu trữ trong ECU cho đến khi hệ thống tự chẩn đoán được xoá mã bằng cách tháo cầu chì chính hoặc tháo cọc âm ắc quy trong 15 giây khi khoá điện ở vị trí OFF.

 Đèn báo kiểm tra động cơ phát sáng trên bảng tableau thông báo cho người lái xe lỗi đã được phát hiện.

 Sau khi hư hỏng được sửa chữa, đèn CHECK ENGINE tắt đi Tuy nhiên, bộ nhớ của ECU vẫn còn lưu lại thông tin hư hỏng cũ.

Vì vậy, sau khi sửa chữa xong phải xoá mã (text mode) Nếu không, ECU sẽ báo những mã cũ khi đọc mã lần sau.

2 KIỂM TRA ĐÈN BÁO HIỆU:

 Đèn kiểm tra động cơ sẽ sáng khi công tắc ở vị trí ON và động cơ không hoạt động.

Khi khởi động động cơ, đèn báo kiểm tra động cơ sẽ tắt Nếu đèn vẫn sáng, điều này cho thấy hệ thống chẩn đoán đã phát hiện lỗi hoặc sự bất thường trong hệ thống.

3 PHÁT HIỆN MÃ LỖI (TEST MODE) Để ghi nhận một mã lỗi trình tự tiến hành như sau:

 Hiệu điện thế accu phải bằng hoặc lớn hơn 11V.

 Công tắc cảm biến vị trí bướm ga đóng.

 Tay số ở vị trí số không (nếu AT thì ở vị trí N).

 Tắt tất cả các phụ tải.

 Nối máy chẩn đoán thông qua giắc OBDII rồi thực hiện lệnh trên máy báo mã lỗi.

Tham khảo:BẢNG MÃ CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG OBD II

Hạng mục phát hiện Khu vực hư hỏng

12 P0335 NE+, NE- Mạch tín hiệu NE,G

12 P0340 N2+, NE- Mạch tín hiệu NE

13 P0335 NE+, NE- Mạch tín hiệu NE

13 P1335 NE+, NE- Mạch tín hiệu NE

14 P1300 IGT1, IGF Mạch tín hiệu đánh lửa máy 1

18 P1346 OCV+, OCV-, Mạch điều khiển van VVT-i

19 P1120 VC, VPA, Mạch tín hiệu vị trí bàn đạp ga

19 P1121 VPA, VPA2 Mạch tín hiệu vị trí bàn đạp ga

21 P0135 HT Mạch xông cảm biến oxy

22 P0115 THW, E2 Mạch tín hiệu nhiệt độ nước làm mát

24 P0110 THA, E2 Mạch tín hiệu nhiệt độ khí nạp

25 P0171 OX Mạch tín hiệu cảm biến oxy

31 P0105 PIM, VC, Mạch tín hiệu áp suất đường ống

31 P0106 PIM, VC, Mạch tín hiệu áp suất đường ống

39 P1656 OCV+, OCV- Mạch điều khiển van VVT-i

41 P0120 VTA, Mạch tín hiệu vị trí bướm ga

41 P0121 VTA, VTA2 Mạch tín hiệu vị trí bướm ga

42 P0500 SPD Mạch tín hiệu tốc độ xe

49 P0190 PR, VC, Mạch tín hiệu áp suất nhiên liệu

52 P0325 KNK Mạch tín hiệu cảm biến kích nổ

58 P1415 SCVP, E2 Mạch tín hiệu cảm biến vị trí van xoáy

58 P1416 SCVP, E2, Mạch tín hiệu cảm biến vị trí

58 P1653 SCV+, SCV- Mạch điều khiển van xoáy

71 P0401 EGR1, Mạch điều khiển van luân hồi

78 P1235 FP+, FP- Mạch điều khiển bơm cao áp

89 P1125 M+, M- Mạch điều khiển motor bướm ga

89 P1126 CL+, CL- Mạch điều khiển ly hợp từ motor bướm ga

92 P1210 INJS, E1 Mạch điều khiển kim phun khởi động lạnh

97 P1215 #1, #2 Mạch điều khiển kim phun và

#3, #4 tín hiệu phản hồi INJF, E1

98 C1200 PB, VC, Mạch tín hiệu áp suất chân

Hệ thống VVT-i

Hình 3-34: Cấu tạo hệ thống VVT-i

Bộ chấp hành của hệ thống VVT-i bao gồm bộ điều khiển VVT-i, có chức năng xoay trục cam nạp Áp suất dầu cung cấp lực xoay cho bộ điều khiển VVT-i, trong khi van điều khiển dầu phối phí trục cam giúp điều chỉnh hướng đi của dầu.

Bộ điều khiển VVT-i bao gồm một vỏ với cơ chế dẫn động bằng xích cam và các cánh gạt gắn trên trục cam nạp Áp suất dầu từ hệ thống điều khiển sẽ xoay các cánh gạt theo hướng chu vi, điều chỉnh thời điểm phối khí của trục cam nạp Khi động cơ ngừng hoạt động, trục cam nạp sẽ chuyển về trạng thái muộn nhất để đảm bảo khả năng khởi động Nếu áp suất dầu không đến bộ điều khiển ngay sau khi khởi động, chốt hãm sẽ giữ các cơ cấu hoạt động của bộ điều khiển VVT-i để ngăn ngừa tiếng gõ.

 Van điều khiển dầu phối khí trục cam

Van điều khiển dầu phối khí trục cam hoạt động theo sự điều khiển của ECU động cơ, giúp điều chỉnh vị trí của van ống và phân phối áp suất dầu đến bộ điều khiển VVT-i Điều này cho phép điều chỉnh thời điểm phối khí xupáp nạp, từ sớm đến muộn Khi động cơ ngừng hoạt động, thời điểm phối khí xupáp nạp được giữ ở góc muộn tối đa.

Van điều khiển dầu phối khí trục cam đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh thời điểm phối khí của động cơ, dựa vào dòng điện từ ECU Bộ điều khiển VVT-i điều chỉnh vị trí trục cam nạp thông qua áp suất dầu, cho phép thực hiện các thao tác như làm sớm, làm muộn hoặc duy trì thời điểm phối khí ECU động cơ liên tục tính toán thời điểm đóng mở xupáp tối ưu dựa trên các yếu tố như tốc độ động cơ, lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga và nhiệt độ nước làm mát Để đảm bảo độ chính xác, ECU còn sử dụng tín hiệu từ cảm biến vị trí trục cam và cảm biến vị trí trục khuỷu nhằm thực hiện điều khiển phản hồi, đạt được thời điểm phối khí chuẩn xác.

Khi van điều khiển dầu phối khí trục cam được điều chỉnh bởi ECU động cơ, áp suất dầu sẽ tác động lên khoang cánh gạt, giúp điều chỉnh thời điểm phối khí Điều này cho phép trục cam nạp quay sớm hơn, tối ưu hóa hiệu suất động cơ.

Hình 3-35: Hoạt động ở chế độ mở sớm b Làm muộn thời điểm phối khí

Khi ECU điều chỉnh van kiểm soát thời điểm phối khí trục cam, áp suất dầu tác động lên khoang cánh gạt sẽ làm muộn thời điểm phối khí, dẫn đến việc trục cam nạp quay theo hướng làm muộn thời điểm phối khí.

Hình 3-36: Hoạt động ở chế độ muộn c Giữ

ECU động cơ xác định góc phối khí chuẩn dựa trên tình trạng vận hành Sau khi thiết lập thời điểm phối khí chuẩn, van điều khiển dầu phối khí trục cam sẽ duy trì đường dầu đóng, như hình vẽ đã chỉ ra, nhằm giữ ổn định thời điểm phối khí hiện tại.

Hình 3-37: Hoạt động ở chế độ giữ 3 Dạng xung điều khiển

Hình 3-38: Dạng xung điều khiển van VVT-i

Hệ thống luân hồi khí thải EGR

Hệ thống EGR tái tuần hoàn một phần khí xả vào hệ thống nạp khí, giúp làm chậm sự lan truyền ngọn lửa trong buồng đốt nhờ vào việc trộn lẫn với hỗn hợp không khí-nhiên liệu Điều này xảy ra vì khí xả chủ yếu là trơ, không cháy được, dẫn đến việc giảm nhiệt độ cháy và từ đó giảm lượng NOx sinh ra, do khí trơ hấp thụ nhiệt tỏa ra.

1 Motor bước điều khiển van EGR

Hình 3-39: Mô tả hệ thống EGR

ECU gửi tín hiệu điều khiển trực tiếp đến motor van EGR, cho phép motor bước quay chính xác để mở hoặc đóng van EGR Khi cần, ECU sẽ cấp điện cho motor để mở van, giúp khí xả được nạp trở lại buồng đốt.

2 Sơ đồ mạch điện van EGR

HìnH 3-40: Sơ đồ mạch điện van EGR

Bằng cách nối mass các cuộn dây ECU có thể điều khiển đóng hoặc m ở v a n

Hình 3-41: Dạng xung tín hiệu điều khiển motor van EGR

3 Tác dụng EGR bên trong của Hệ thống VVT-i (Van nạp biến thiên thông minh)

Hệ thống VVT-i điều chỉnh thời điểm đóng mở xupáp để kiểm soát EGR, cho phép một phần khí xả được hút vào kỳ nạp Vào cuối kỳ xả, xupáp nạp được mở nhanh chóng, giúp khí xả quay lại phía nạp Lượng khí xả này sau đó được hút vào xy-lanh cùng với hỗn hợp không khí-nhiên liệu trong kỳ nạp, nhờ vào sự điều khiển của ECU động cơ.

Hình 3-42: Tác dụng EGR bên trong của hệ thống VVT-i

Trường ĐHSPKT Tên mô đun Số tiết

Khoa CKĐL Thực hành động cơ phun xăng

Bộ môn Động cơ Phiếu thực hành

Quá trình kiểm tra cho phép người học xác định các giá trị điện áp cơ bản của nguồn và cảm biến, từ đó tạo nền tảng vững chắc để tìm kiếm và khắc phục sự cố trong hệ thống điện động cơ.

 Không được mắc sai các cực ắc quy.

 Khi có hiện tượng bất thường xảy ra, phải ngắt nguồn kịp thời.

 Sử dụng đồng hồ đo phải đúng ở thang đo cần đo.

 Chỉnh VOM ở thang đo V – DC.

 Điện áp ắc quy phải trên 11V.

IV CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH:

- Mắc vôn kế song song với mạch điện cần đo.

- Ghi lại giá trị điện thế vừa đo rồi so sánh với giá trị tra bảng: Đầu nối Điều kiện Điện áp (v)

+BM Công tắc máy ON 9–14

THA Không tải, nhiệt độ không khí nạp

20 o C THW Không tải, nhiệt độ nước 80 o C 0,2 – 1,0

VC Công tắc bật ON 4,5 – 5,5

EVP Công tắc bật ON 9–14

FAN Công tắc bật ON 9–14

PIM Công tắc máy ON 3,3 – 3,9

Cấp chân không khoảng 200 mHg 1,3 – 1,9

IGT1 Không tải Xung điện

Công tắc bật ON, tháo giắc nối

NE Không tải Xung điện

Công tắc bật ON, cánh bướm ga 0,3 – 0,9

Công tắc bật ON, cánh bướm ga 3,2 – 4,9 mở hoàn toàn Công tắc bật ON, cánh bướm ga 1,8 – 2,7

Công tắc bật ON, cánh bướm ga 4,7 – 5,1 mở hoàn toàn Công tắc bật ON, cánh bướm ga 0,4–1

Công tắc bật ON, cánh bướm ga 3,2 – 4,8 mở hoàn toàn Công tắc bật ON, cánh bướm ga 2–2,9

Công tắc bật ON, cánh bướm ga 4,7 – 5,1 mở hoàn toàn

OX Giữ tốc độ động cơ 2500v/ph trong

2 phút sau khi hâm nóng động cơ

Công tắc bật ON, Cần số ở vị trí N 9–14

Cần số ở vị trí khác với N và P 0–0,3

SPD Công tắc bật ON Xung điện

Quay chậm bánh xe chủ động

TACH Không tải Xung điện

SIL Trong suốt quá trình truyền Xung điện

Trường ĐHSPKT Tên mô đun Số tiết Khoa Cơ khí động lực Thực hành động cơ phun xăng

Kiểm tra mạch cấp nguồn

 Nhằm tìm ra những hư hỏng của mạch điện, kiểm tra khả năng hoạt động của relay, công tắc khởi động.

 Đưa ra kết luận hư hỏng sau khi kiểm tra Tiến hành sửa chữa hoặc thay mới để cho hệ thống hoạt động tốt hơn.

 Không được lắp sai các đầu dây cáp âm và dương ắc quy.

 Sử dụng đồng hồ đo phải đúng thang đo.

 Kiểm tra lại các mối nối để tránh chập mạch, chạm mass.

 Dụng cụ cần thiết để đo kiểm: đồng hồ VOM.

 Những phụ kiện khác dùng để sửa chữa, thay thế như: dây dẫn, giắc cắm…

Hình 4.1: Sơ đồ mạch điện cấp nguồn

IV CÁC BƯỚC THỰC HIỆN:

1 Kiểm tra sự điện áp giữa cực +B, +B1 và E 1 :

- Chuẩn bị:bậc công tắc sang vị trí ON.

- Kiểm tra: dùng VOM đo điện áp giữa cực +B, +B1 và E1 của ECU động cơ, đem giá trị đo được trên VOM so sánh với giá trị tiêu chuẩn 9 đến 14 V.

2 Kiểm tra hở mạch hay ngắn mạch trong dây điện và giắc nối giữa cực

- Dùng VOM kiểm tra thông mạch giữa cực E1 của ECU động cơ và mass động cơ.

- Nếu không thông mạch ta kiểm tra kỹ lại các giắc cắm, mối nối để tiến hành sửa chữa hoặc thay mới.

Hình 4-2: Sơ đồ cấu tạo rơle chính

- Tháo rơle chính ra khỏi động cơ.

- Dùng VOM kiểm tra sự thông mạch của rơle chính động cơ:

- Kiểm tra sự thông mạch giữa các cực 1 và 2.

- Kiểm tra sự không thông mạch giữa các cực 3 và 4.

 Kiểm tra hoạt động của rơle chính :

- Cấp điện ắc quy cho các cực 1 và 2.

- Dùng Ôm kế kiểm tra sự thông mạch giữa cực 3 và 4.

- Ngắt các giắc nối của công tắc điện.

- Kiểm tra sự thông mạch của các cực ở từng vị trí khác nhau.

- Nếu kiểm tra không đảm bảo yêu cầu của bảng trên thì ta phải thay công tắc mới.

(Sinh viên đưa ra kết luận sau khi tiến hành kiểm tra)

Trường ĐHSPKT Tên môđun Số tiết Khoa Cơ khí động lực Thực hành động cơ phun xăng

Kiểm tra bơm tiếp vận

Kiểm tra hoạt động của bơm xăng và relay bơm là bước quan trọng để đảm bảo hệ thống nhiên liệu hoạt động hiệu quả Cần thực hiện kiểm tra mạch điện và áp suất nhiên liệu để phát hiện hư hỏng Dựa trên kết quả kiểm tra, có thể xác định nguyên nhân và tìm ra hướng khắc phục phù hợp cho bơm xăng và relay bơm.

 Khi kiểm tra bơm xăng không được đặt gần những nơi dễ sinh ra tia lửa.

 Không được lắp sai các đầu dây cáp ắc quy.

 Khi dùng đồng hồ đo không được để sai thang đo.

 Các dụng cụ cần thiết như: VOM, kềm, tua vít, ắc quy, chìa khóa, vòng miệng tương ứng …

 Đồng hồ đo áp suất nhiên liệu.

 Cần siết lực 300 - 1200 Kg/cm 2

 Giẻ mềm, khay chứa và 4 đệm mới cho đầu nối vào kim phun của kim phun khởi động lạnh

IV SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN:

Hình 4-4: Sơ đồ cấu tạo rơle bơm

- Tháo rơle bơm ra khỏi động cơ.

- Dùng VOM kiểm tra sự thông mạch của rơle bơm động cơ.

- Kiểm tra sự thông mạch giữa các cực 1 và 2.

- Kiểm tra sự không thông mạch giữa các cực 3 và 4.

 Kiểm tra hoạt động của rơle bơm :

- Cấp điện ắc quy cho các cực 1 và 2.

- Dùng VOM kiểm tra sự thông mạch giữa cực 3 và 4.

2 Kiểm tra cuộn dây của bơm:

Hình 4-5: Cấu tạo bơm xăng

- Chuẩn bị: Tháo bơm ra khỏi thùng.

- Kiểm tra: Dùng VOM đo thông mạch Nếu không thông mạch thì cuộn dây của bơm bị đứt.

3 Kiểm tra điện áp cực FC:

- Bật công tắc sang vị trí ON.

- Đo điện áp cực FC của ECU động cơ với mass thân xe rồi so sánh với giá trị chuẩn Điện áp chuẩn 9 đến 14V.

- Cấp điện trực tiếp vào bơm có hoạt động hay không.

4 Kiểm tra hoạt động của bơm nhiên liệu:

Tiến hành các bước như sau:

- Bật công tắc đến vị trí ON (Lưu ý: không khởi động động cơ).

- Nối tắt chân FC với E2 kiểm tra hoạt động của b ơm.

- Bóp đường ống nhiên liệu vào bơm cao áp để kiểm tra áp suất Nếu cảm thấy sức căng mạnh thì bơm nhiên liệu đang hoạt động.

- Tháo dây nối giữa FC với E2.

 Nếu không có áp suất nhiên liệu thì kiểm tra xem nguồn ắc quy có cấp đến giắc bơm nhiên liệu không.

 Nếu là 12V: kiểm tra bơm và mạch nối đất Điện trở của bơm là 0.5-3.

 Nếu là 0V: kiểm tra rơle bơm và mạch điều khiển bơm.

5 Kiểm tra áp suất nhiên liệu:

Tiến hành các bước như sau:

- Kiểm tra điện áp ắc quy phải lớn hơn 12V.

- Tháo cáp ra khỏi cực âm ắc quy.

- Tháo giắc nối kim phun khởi động lạnh

- Đặt khay chứa hoặc giẻ mềm xuống dưới kim phun khởi động lạnh.

- Tháo ống kim phun khởi động lạnh.

- Xả nhiên liệu trong ống phân phối ra.

- Lắp đồng hồ đo áp suất vào ống phân phối với 2 đệm mới và bu lông đầu nối (mô men siết: 180Kg.cm).

Hình 4-6: Đo áp suất nhiên liệu

- Làm sạch xăng phun ra.

- Nối cực âm của ắc quy.

- Dùng dây dẫn nối cực FC va E2 trên sa bàn.

- Bậc công tắc điện sang vị trí ON nhưng không khởi động.

- Đọc áp suất nhiên liệu đo trên đồng hồ đo.

Ap suất nhiên liệu tiêu chuẩn: 3-3,5 bar

(Áp suất nhiên liệu phải nằm trong khoảng 3-3,5 bar).

(Sinh viên đưa ra kết luận sau khi kiểm tra và so sánh với các giá trị chuẩn) -

Trường ĐHSPKT Tên môđun: Số tiết Khoa Cơ khí động lực Thực hành động cơ phun xăng

 Kiểm tra hoạt động của kim phun.

 Xác định được giá trị điện trở của kim phun

 Xăng có khả năng bắt cháy cao, ngăn cấm hút thuốc lá, sử dụng tia lửa xung quanh khu vực làm việc.

 Các kim phun để càng xa ắc quy càng tốt.

 Chuẩn bị bình chữa lửa

III CHUẨN BỊ DỤNG CỤ:

 Ắc quy, VOM, bộ dây nối kiểm tra của Toyota.

 Dụng cụ (khóa vòng miệng , tuýp, kềm, ….)

Hình 4-7: Cấu tạo kim phun động cơ GDI

Hình 4-8: Sơ đồ mạch điện kim phun

IV CÁC BƯỚC THỰC HIỆN:

 Chú ý: - Trong khi kiểm tra cần tránh để kim phun gần lửa

- Khi kiểm tra kim phun không được khởi động động cơ

1 Kiểm tra điện trở kim phun:

- Chuẩn bị: Tháo các giắc nối kim phun.

- Kiểm tra: Dùng VOM đo điện trở của các kim phun rồi so sánh với giá trị chuẩn Điện trở chuẩn 2 đến 3 đo ở 20 o C(Hình 4-9).

Hình 4-9: Kiểm tra điện trở kim phun

2 Kiểm tra hoạt động của kim phun:

Để kiểm tra hoạt động của kim phun loại trực tiếp, cần sử dụng tín hiệu điện áp từ bộ EDU, do đó việc thử nghiệm phải được thực hiện trực tiếp trên động cơ.

Để kiểm tra tình trạng kim phun, bạn cần tháo kim phun ra khỏi động cơ và ngắt nguồn nhiên liệu tới các kim phun Khi đề máy, nếu nghe thấy tiếng nhấc van kim của solenoid kim phun, điều này cho thấy kim phun vẫn hoạt động tốt Ngược lại, nếu không nghe thấy tiếng nhấc kim, có thể kim phun đã bị hỏng.

- Tiếp tục thử các kim còn lại.

( Sinh viên sẽ đưa ra kết luận sau khi tiến hành kiểm tra) -

Trường ĐHSPKT Tên môđun Số tiết Khoa Cơ khí động lực Thực hành động cơ phun xăng

Kiểm tra kim phun khởi động lạnh

 Kiểm tra sự phun của kim, kiểm tra điện trở của kim phun khởi động lạnh.

 Nghiên cứu qui trình đo lượng phun của kim phun khởi động lạnh

 Nắm được cách thao tác và các giá trị tiêu chuẩn của kim phun khởi động lạnh

 Khu vực tiến hành kiểm ra phải tránh xa nguồn lửa.

 Các tia lửa có thể xảy ra khi nối đầu dò vào ắc quy, do vậy giữ vòi phun càng xa ắc quy càng tốt.

 Chuẩn bị bình chữa cháy.

 Không được khởi động động cơ.

 Bộ dụng cụ đo lượng phun của Toyota (ống nối, ống phân phối, khay chứa…)

 Dụng cụ đo : VOM, nhiệt kế, …

 Các dụng cụ tháo lắp cần thiết : chìa khoá, vòng miệng, kềm…

 Khay chứa, giẻ mềm, 4 đệm mới cho đầu nối vòi phun.

Hình 4-10: Sơ đồ mạch điện kim phun khởi động lạnh

1 Kiểm tra điện trở của kim phun khởi động lạnh:

- Tháo giắc cắm của kim phun khởi động lạnh.

- Dùng VOM đo điện trở giữa các cực Điện trở chuẩn: 2-4.

Hình 4-11: Kiểm tra điện trở kim phun khởi động lạnh

- Nếu điện trở không như tiêu chuẩn, thay vòi phun.

- Nối lại giắc cắm kim phun khởi động lạnh.

Nếu điện trở không như giá trị trên thì thay kim phun khởi động lạnh khác.

2 Kiểm tra sự phun của kim phun khởi động lạnh :

- Tháo cực âm của ắc quy

- Lắp đầu nối vào kim phun và ống phân phối cùng 4 đệm mới và bu lông đầu nối.

- Nối ống dẫn nhiên liệu vào các đầu nối.

Hình 4-12: Sơ đồ giắc nối vào kim phun khởi động lạnh

- Nối giắc cắm vào kim phun khởi động lạnh.

- Đặt khay chứa xuống dưới kim phun.

- Nối lại cực âm ắc quy.

- Bậc công tắc sang vị trí ON nhưng không khởi động động cơ

- Dùng dây dẫn để kiểm tra chẩn đoán nối cực FC và E2 trên sa bàn.

- Nối đầu dò của dây dẫn vào ắc quy và kiểm tra nhiên liệu được phun ra như hình vẽ.

Hình 4-13: Kiểm tra hoạt động của kim phun khởi động lạnh

Chú ý: Thực hiện việc kiểm tra này trong thời gian ngắn nhất có thể

Nếu kim không phun thì phải thay mới.

Để kiểm tra sự phun của kim, trước tiên cần tháo các đầu dò của dây cáp ra khỏi ắc quy Sau đó, tiến hành kiểm tra xem có rò rỉ nhiên liệu từ kim phun hay không.

Lượng rò rỉ cho phép: một giọt hay ít hơn/ phút

Hình 4-14: Kiểm tra rò rỉ kim phun khởi động lạnh

- Tháo cáp âm của ắc quy.

- Tháo các đầu nối, ống nối, dây nối và dây bảo dưỡng.

- Mắc lại cọc âm ắc quy

4 Kiểm tra bằng máy hiện sóng:

- Khi đang chạy không tải có thể kiểm tra dạng sóng của cực INJS và E1 của ECU Dạng sóng như hình vẽ.

Hình 4-15: Dạng sóng của kim dhun khởi động lạnh

( Sinh viên sẽ đưa ra kết luận sau khi tiến hành kiểm tra) -

Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm má t

 Kiểm tra khả năng hoạt động của cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

 Kiểm tra mạch tín hiệu cảm biến, xác định xem tín hiệu từ cảm biến này có gởi về ECU động cơ hay không.

 Tiến hành sửa chữa khắc phục sau khi kiểm tra.

 Phải tắt công tắc máy trước khi tháo giắc ra khỏi cảm biến.

 Khi kiểm tra ở trạng thái công tắc máy đang ở vị trí ON thì phải cẩn thận tránh gây chạm mass.

 Các dụng cụ dùng để đo kiểm: Máy đo dạng sóng, đồng hồ đoVOM, nhiệt kế

 Nước nóng dùng để kiểm tra trạng thái của cảm biến.

 Tháo các giắc nối dây của cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

Hình 4-16: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nuớc

1 Kiểm tra hư hỏng chập chờn:

- Dùng VOM kiểm tra thông mạch: kiểm tra các mối nối, giắc cắm, tiếp điểm, có đảm bảo tiếp xúc tốt hay không, nếu không tiến h ành sửa chữa.

2 Kiểm tra tín hiệu điện áp giữa THW và E2 của giắc nối động cơ:

- Bật công tắc sang vị trí ON.

- Đo điện áp giữa các cực THW và E2 của giắc nối dây ECU động cơ rồi so sánh với bảng giá trị chuẩn.

Hình 4-17: Kiểm tra tín hiệu điện áp chân THW

Nhiệt độ nước làm mát Điện áp Cầm chừng, nhiệt độ động cơ 60 0,21V

3 Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 4-18: Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát

-Chuẩn bị: + Tháo giắc nối và tháo cảm biến nhiệt độ nước làm mát ra ngoài.

+ Nước nóng để kiểm tra.

- Kiểm tra: Đo điện trở hai đầu cảm biến rồi đem giá trị đo được so sánh với bảng giá trị chuẩn sau đây:

Nhiệt độ nước làm mát Điện trở Động cơ nóng 80 o C (176 o F) 0,20,4k

(Sinh viên đưa ra kết luận sau khi so sánh các giá trị đo được với các giá trị chuẩn)

- Nếu cảm biến nhiệt độ nước bị hư hỏng thì ECU sẽ hoạt động theo chức năng dự phòng, xem nhiệt độ nước làm mát là 80 o C.

- Nếu cảm biến còn tốt thì các giá trị đo phải thỏa mãn giá trị tiêu chuẩn của nhà chế tạo.

Kiểm tra cảm biến nhiệt độ không khí nạp

 Kiểm tra khả năng hoạt động của cảm biến.

 Kiểm tra mạch tín hiệu cảm biến, xác định xem tín hiệu từ cảm biến n ày có gởi về ECU động cơ hay không.

 Tiến hành sửa chữa khắc phục sau khi kiểm tra.

 Phải tắt công tắc máy trước khi tháo giắc ra khỏi cảm biến để kiểm tra.

 Khi kiểm tra ở trạng thái công tắc máy đang ở vị trí ON thì phải cẩn thận tránh chạm mass.

 Đồng hồ kiểm tra: dùng đồng hồ VOM, nhiệt kế và nước nóng dùng để kiểm tra.

 Tháo các giắc nối dây của cảm biến nhiệt độ không khí nạp.

Hình 4-19: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ không khí nạp

- Dùng VOM kiểm tra thông mạch: kiểm tra các mối nối, giắc cắm, tiếp điểm, … đảm bảo tiếp xúc tốt.

2 Kiểm tra tín hiệu điện áp giữa THA và E2 của giắc nối động cơ.

- Bật khóa điện trở ở vị trí ON.

Hình 4-19: Kiểm tra điện áp chân THA của cảm biến nhiệt độ khí nạp

- Dùng VOM đo điện áp giữa các cực THA và E2 của giắc nối dây ECU động cơ rồi so sánh với bảng giá trị chuẩn sau:

Nhiệt độ không khí nạp Điện áp

Cầm chừng, nhiệt độ không khí nạp 0,53,4V

3 Kiểm tra cảm biến nhiệt độ không khí nạp:

Hình 4-20: Kiểm tra cảm biến nhiệt độ không khí nạp

-Chuẩn bị:+ Tháo giắc nối và tháo cảm biến nhiệt độ không khí nạp ra ngoài.

+ Nước nóng để kiểm tra.

-Kiểm tra: Đo điện trở giữa các cực THA với E2 rồi đem giá trị đo được so sánh với bảng giá trị chuẩn sau đây:

Nhiệt độ không khí nạp Điện trở Động cơ nguội 20 o C (68 o F) 13k Động cơ nóng 80 o C (176 o F) 0,20,4k

(Sinh viên đưa ra kết luận sau khi so sánh các giá trị đo được với các giá trị chuẩn) -

- Nếu cảm biến nhiệt độ không khí nạp bị hư hỏng thì ECU sẽ hoạt động theo chức năng dự phòng, xem nhiệt độ không khí nạp chuẩn là

- Nếu cảm biến còn tốt thì các giá trị đo phải thỏa mãn giá trị chuẩn của nhà chế tạo.

Kiểm tra cảm biến ôxy

 Xác định xem cảm biến nồng độ ôxy còn hoạt động tốt hay không.

 Tín hiệu từ cảm biến có về ECU có chính xác hay không.

 Sau khi xác định hư hỏng, tiến hành sửa chữa khắc phục.

 Trước khi tháo giắc ra khỏi cảm biến để kiểm tra phải tắt công tắc máy

 Sử dụng đồng hồ đo phải đúng loại, đúng thang đo.

 Khi có hiện tượng chập mạch ta phải tắt công tắc máy kịp thời.

III CHUẨN BỊ DỤNG CỤ:

 Các dụng cụ dùng để đo kiểm: Máy đo dạng sóng, đồng hồ đo VOM,…

 Các dụng cụ tháo lắp cần thiết: chìa khoá, vòng miệng, kềm, tua vít…

Hình 4-21: Sơ đồ mạch điện cảm biến ôxy

- Kiểm tra lại các mối nối, giắc cắm.

- Dùng VOM đo thông mạch giữa đầu giắc từ trong cảm biến ra với điểm giao tiếp ECU Nếu không thông, ta kiểm tra lại mạch điện.

- Kiểm tra bộ sấy: đo điện trở giữa hai đầu +B và HT

Hình 4-22: Đo điện trở giữa hai đầu dây nung cảm biến oxy

2 Kiểm tra tín hiệu điện áp:

Khi động cơ hoạt động ở tốc độ khoảng 2500 vòng/phút, việc đo điện áp cực OX với E1 trên sa bàn sẽ cho ra tín hiệu tiêu chuẩn khoảng 0,3V hoặc có thể cao hơn một chút, nhưng không vượt quá 1V.

3 Kiểm tra bằng máy hiện sóng:

- Với động cơ quay nhanh (2500v/ph) kiểm tra dạng sóng giữa cực

Hình 4-23: Dạng sóng cảm biến oxy

(Sinh viên đưa ra kết luận sau khi tiến hành kiểm tra ) -

Kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga

Kiểm tra tình trạng hoạt động của cảm biến và mạch tín hiệu cảm biến là bước quan trọng, giúp xác định khả năng sửa chữa và khắc phục khi cần thiết.

 Xác định vị trí chân của cảm biến, hiệu chỉnh chế độ hoạt động cầm chừng và toàn tải đạt hiệu quả tốt nhất

 Khi có hiện tượng bất thường xảy ra ta phải ngắt điện kịp thời

 Cẩn thận trong việc kiểm tra, vì cần có độ chính xác cao khi điều chỉnh tiếp điểm của cảm biến

 Sử dụng đồng hồ VOM đúng ở vị trí thang đo cần đo

 Đồng hồ đo: dùng đồng hồ VOM, máy kiểm tra dạng sóng.

 Các dụng cụ tháo lắp cần thiết: chìa khóa, vòng miệng, tua vít, kềm,

 Tháo giắc nối cảm biến vị trí bướm ga.

Hình 4-24: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga

1 Kiểm tra điện trở cảm biến vị trí bướm ga:

- Sử dụng VOM để đo điện trở của cảm biến, đo điện trở chân VTA, VTA2 với VC, đo tổng trở của cảm biến VC với E2.

Hình 4-25: Kiểm tra điện trở cảm biến vị trí bướm ga

2 Kiểm tra điện áp chân VTA và VTA2 với E2 của giắc cấm ECU:

Hình 4-26: Kiểm tra điện áp chân VTA và VTA2

(Sinh viên đưa ra kết luận sau khi kiểm tra) -

Kiểm tra cảm biến vị trí bàn đạp ga

Kiểm tra tình trạng hoạt động của cảm biến và mạch tín hiệu là bước quan trọng để xác định khả năng sửa chữa và khắc phục.

 Xác định vị trí chân của cảm biến, hiệu chỉnh chế độ hoạt động cầm chừng và toàn tải đạt hiệu quả tốt nhất

 Khi có hiện tượng bất thường xảy ra ta phải ngắt điện kịp thời

 Cẩn thận trong việc kiểm tra, vì cần có độ chính xác cao khi điều chỉnh tiếp điểm của cảm biến

 Sử dụng đồng hồ VOM đúng ở vị trí thang đo cần đo

 Đồng hồ đo: dùng đồng hồ VOM, máy kiểm tra dạng sóng.

 Các dụng cụ tháo lắp cần thiết: chìa khóa, vòng miệng, tua vít, kềm,

 Tháo giắc nối cảm biến vị trí bướm ga.

Hình 4-27: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga

1 Kiểm tra điện trở cảm biến vị trí bàn đạp ga:

- Sử dụng VOM để đo điện trở của cảm biến, đo điện trở chân VPA, VPA2 với VC, đo tổng trở của cảm biến VC với E2.

Hình 4-28: Kiểm tra điện trở cảm biến vị trí bàn đạp ga

2 Kiểm tra điện áp chân VPA và VPA2 với E2 của giắc cấm ECU

Hình 4-29: Kiểm tra điện áp chân VPA và VPA2

(Sinh viên đưa ra kết luận sau khi kiểm tra) -

Kiểm tra cảm biến áp suất trên đường ống nạp (MAP sensor)

 Kiểm tra hoạt động của cảm biến áp suất trên đường ống nạp.

 Kiểm tra mạch điện tín hiệu, xác đinh xem tín hiệu có được đưa về Ecu động cơ hay không

 Dựa trên cơ sở kiểm tra, đưa ra kết luận và tiến hành sửa chữa hoàn chỉnh.

 Trước khi tháo giắc ra khỏi cảm biến để kiểm tra phải tắt công tắc máy

 Sử dụng đồng hồ đo phải đúng loại, đúng thang đo

 Khi có hiện tượng chập mạch ta phải tắt công tắc máy kịp thời

 Đồng hồ đo: sử dụng đồng hồ VOM, máy kiểm tra dạng sóng.

 Các dụng cụ tháo lắp cần thiết: chìa khóa,vòng miệng, tua vít, kềm,

Hình 4-30: Sơ đồ mạch điện cảm biến áp suất đường ống nạp

1 Kiểm tra điện áp nguồn cung cấp cho cảm biến (giữa cực VC và E2 của giắc nối ECU động cơ):

- Chuẩn bị: +Tháo giắc cảm biến áp suất chân không.

+ Bật công tắc sang vị trí ON (hoặc IG).

- Kiểm tra: Dùng vôn kế đo điện áp giữa các cực VC và E2 của ECU động cơ rồi so sánh với giá trị chuẩn là 4,5 đến 5,5V.

2 Kiểm tra điện áp ra của cảm biến áp suất chân không (giữa các cực PIM và E2):

- Bật công tắc sang ON (hoặc IG).

- Tháo ống chân không khỏi phía khoang nạp khí.

Dùng vôn kế đo điện áp giữa hai cực PIM và E2 rồi so sánh với giá trị chuẩn là 3,3 đến 3,9V

Hình 4-31: Kiểm tra điện áp chân PIM cảm biến MAP

Trong trường hợp sử dụng bơm chân không để tạo chân không cho cảm biến áp suất đường ống nạp, cần thực hiện theo cấp số cộng 100mmHg cho đến khi đạt được độ chân không 500mmHg.

Hình 4-32: Hình dáng cảm biến MAP Đo điện áp từng giai đoạn, sẽ được giá trị điện áp cho ở bảng sau: Độ chân không 100 200 300 400 500

Sử dụng ôm kế để kiểm tra hở mạch hoặc ngắn mạch trong dây dẫn từ động cơ đến ECU, đồng thời kiểm tra các giắc nối giữa ECU và cảm biến chân không Nếu phát hiện hư hỏng, cần tiến hành thay thế dây dẫn hoặc nối lại dây.

(Sinh viên đưa ra kết luận sau khi tiến hành kiểm tra) -

Khi ECU phát hiện mã lỗi "31", nó sẽ kích hoạt chế độ dự phòng, giúp duy trì thời điểm đánh lửa và lượng phun ổn định, cho phép xe tiếp tục hoạt động bình thường.

- Nếu cảm biến áp suất đường ống nạp còn tốt thì giá trị đo phải nằm trong giá trị chuẩn của nhà sản xuất.

Kiểm tra mạch tín hiệu G, NE

Kiểm tra các thông số cơ bản của cảm biến G và NE bao gồm điện trở, khe hở giữa rô to và lõi thép của cuộn dây cảm biến, cùng với việc kiểm tra mạch điện.

BÀI GIẢNG THỰC HÀNH

Định dạng
Số trang	121
Dung lượng	5,94 MB