Giáo trình Công nghệ ô tô (Lưu hành nội bộ)

ật lành nghề đáp ứng nhu cầu của xã hội. “Sửa chữa Pan ô tô” là môn học chuyên ngành “Công nghệ Ôtô”. Đây là môn học quan trọng được nhiều trường Đại học, Cao đẳng kỹ thuật trong nước giảng dạy cho sinh viên ngành “Công nghệ ôtô” Giáo trình nội bộ “Sửa chữa Pan ô tô”, được biên soạn theo chương trình môn học “Sửa chữa Pan ô tô” của trường Cao đẳng Lào Cai nhằm mục đích giúp sinh viên chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô có tài liệu học tập và thực hành kỹ năng nghề. Tài liệu này cũng có thể sử dụng cho các đối tượng khác có liên quan đến ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô. Giáo trình nội bộ “Sửa chữa Pan ô tô” không đi sâu vào những nội dung lý thuyết nghiên cứu mà chỉ ra những kiến thức cơ bản cần thiết nhất để ôn tập lại kiến thức để hỗ trợ cho việc thực hành, đồng thời hướng dẫn các kỹ năng thực hành trong công việc sửa chữa pan bệnh của ô tô giúp cho sinh viên có thể tự học và ứng dụng hiệu quả trong thực hành nghề. Ban biên soạn đã mạnh dạn bỏ các nội dung quá cũ, lạc hậu không còn phù hợp với thực tiễn và đưa vào những nội dung mới phù hợp với thực tế xã hội Việt Nam cũng như xu hướng phát triển của ngành Công nghệ ôtô trên thế giới. Ban biên soạn chúng tôi xin chân thành cám ơn các thầy trong bộ môn Cơ khí Động lực đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp chúng tôi hoàn thành tài liệu này. Tuy nhiên, đây là tài liệu biên soạn lần đầu, quá trình biên soạn không thể tránh được các thiếu sót nhất định, chúng tôi chân thành đón nhận những ý kiến đóng góp của quý bạn đọc để chỉnh sửa tài liệu ngày một hoàn thiện hơn. Nhóm tác giả 3 BÀI 1: KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ *. Mục tiêu của bài: - Đọc được các mạch điện của hệ thống điều khiển động cơ. - Thực hiên được kỹ năng kiểm tra của mạch điện. - Sử dụng máy chẩn đoán đúng trình tự, yêu cầu kỹ thuật và an toàn. - Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong thực hành kiểm tra và sửa chữa pan ôtô. *. Nội dung của bài: 1. Hệ thống EFI 1.1. Mạch nguồn ECM 1.1.1. Mô tả mạch điện Như trình bày ở hình minh họa này, sơ đồ chỉ ra loại trong đó rơle chính EFI được điều khiển trực tiếp từ khoá điện. Khi bật khoá điện ON, dòng điện chạy vào cuộn dây của rơle chính EFI, làm cho tiếp điểm đóng lại. Việc này cung cấp điện cho các cực + B và + B1 của ECU động cơ. Điện áp của ắc quy luôn luôn cung cấp cho cực BATT của ECU động cơ để tránh cho các mã chẩn đoán và các dữ liệu khác trong bộ nhớ của nó không bị xóa khi tắt khoá điện OFF. 1.1.2. Trình tự kiểm tra 1.2. Mạch ra của VC 4 1.2.1.Mô tả mạch điện Các cảm biến này biến đổi các thông tin khác nhau thành những thay đổi điện áp mà ECU động cơ có thể phát hiện. Có nhiều loại tín hiệu cảm biến, nhưng có 5 loại phương pháp chính để biến đổi thông tin thành điện áp. Hiểu đặc tính của các loại này để có thể xác định trong khi đo điện áp ở cực có chính xác hay không. Một điện áp không đổi 5V (Điện áp VC) để điều khiển bộ vi xử lý ở bên trong ECU động cơ bằng điện áp của ắc quy. Điện áp không đổi này, được cung cấp như nguồn điện cho cảm biến, là điện áp cực VC. Trong loại cảm biến này, một điện áp (5V) được đặt giữa các cực VC và E2 từ mạch điện áp không đổi trong ECU động cơ như trình bày trong hình minh họa. Sau đó cảm biến này thay góc mở bướm ga hoặc áp suất đường ống nạp đã được phát hiện bằng điện áp thay đổi giữa 0 và 5V để truyền tín hiệu đi. 1.2.2.Trình tự kiểm tra 1.3. Mạch điều khiển bơm nhiên liệu 1.3.1.Mô tả mạch điện Kiểu 1: - Khi khóa điện từ Off -> On, dòng điện từ cực IG của khóa điện -> cuộn dây rơ le chính EFI, làm cho tiếp điểm rơ le chính đóng. 5 - Khi khóa điện ở vị trí ST, dòng qua cuộn dây L2 -> tiếp điểm rơ le bơm đóng. Lúc này có dòng điện từ dương ắc quy -> tiếp điểm rơ le chính -> tiếp điểm rơ le bơm (Open Circuit Relay) -> bơm xăng làm cho bơm quay. - Khi động cơ hoạt động: Tín hiệu số vòng quay Ne -> ECU, ECU điều khiển transistor T mở, dòng điện -> cuộn dây L1 làm cho tiếp điểm rơ le bơm tiếp tục đóng và bơm tiếp tục quay. - Khi khóa điện từ On chuyển sang Off bơm tiếp tục quay trong khoảng 2 giây. Tóm lại: Bơm nhiên liệu chỉ quay khi. - Khóa điện ở vị trí ST. - Khóa điện On và có tín hiệu số vòng quay gửi về ECU. - Khóa điện On và cực +B nối với Fp ở đầu kiểm tra. Kiểu 2: - Hiện nay để đơn giản hóa trong mạch điện điều khiển bơm nhiên liệu, hãng Toyota và một số hãng khác sử dụng rơ le bơm gồm một tiếp điểm và một cuộn dây. Phương pháp điều khiển giống hãng Honda. 6 - Khi khóa điện ở vị trí On: Dòng điện từ cực IG khóa điện cung cấp cho cuộn dây của rơ le chính, làm cho tiếp điểm rơ le chính đóng. - Khi khởi động: Dòng điện từ cực ST -> STA(ECU). ECU điều khiển transistor mở -> dòng điện đi qua cuộn dây rơ le bơm. Dòng điện cung cấp cho bơm xăng như sau: + Accu -> tiếp điểm rơ le chính -> tiếp điểm rơ le bơm -> bơm xăng. - Khi động cơ hoạt động, có tín hiệu số vòng quay động cơ Ne gữi về ECU, ECU tiếp tục điều khiển để giữ cho tiếp điểm rơ le bơm đóng và bơm tiếp tục quay. - Khi tắt máy (Khóa điện từ ON -> OFF) bơm tiếp tục quay trong khoảng thời gian là 2 giây. Tóm lại: Bơm xăng quay khi. - Khóa điện ở vị trí ST. - Khóa điện On và có tín hiệu NE gửi về ECU. - Khóa điện On và cực +B nối với Fp ở đầu kiểm tra 1.3.2.Trình tự kiểm tra 1.4. Mạch phun nhiên liệu 1.4.1.Mô tả mạch điện - Trong một chu kỳ làm việc của động cơ, thời điểm phun và phương pháp phun có các kiểu sau: * Phun hàng loạt: 7 - Ở kiểu phun này trong một chu kỳ làm việc của động cơ các kim phun phun đồng thời và phun hai lần, mỗi lần phun bằng phân nữa lượng nhiên liệu cần thiết trong một chu kỳ. Kiểu phun này có khuyết điểm là ở một số xy lanh nhiên liệu phun vào ở kỳ nạp nên sự hình thành hỗn hợp của các xy lanh này kém. Do vậy, nó chỉ áp dụng ở các động cơ có số xy lanh từ 6 trở xuống. - Sơ đồ trên kim phun sử dụng là kim phun có điện trở cao của động cơ 4 xy lanh. Mỗi cực của kim phun được cấp điện dương từ cực IG của công tắc máy, các cực còn lại của mỗi kim phun được nối về ECU qua các cực #10 và #20. Khi transistor trong ECU mở thì có dòng điện chạy qua 4 kim phun qua transistor về mát, nên các kim phun mở đồng thời với nhau và nhiên liệu được phun vào các đường ống nạp. Bảng trên biểu thị sơ đồ phun hàng loạt của động cơ 6 xy lanh thẳng hàng, thứ tự công tác 1-5 -3 – 6 – 2 – 4. Lần phun thứ nhất ở cuối kỳ nén của xy lanh số 1 và lần phun thứ 2 ở cuối kỳ thải của xy lanh số 1. Trong lần phun thứ nhất kim phun số 5 và số 3 phun trúng vào ngay kỳ nạp và lần phun thứ hai rơi vào kỳ nạp của của xy lanh 2 và 4. Đây chính là khuyết điểm của kiểu phun hàng loạt. * Phun theo nhóm: 8 Phương pháp này thường được áp dụng cho động cơ có số xy lanh từ 6 trở lên. Các kim phun có thể chia làm hai nhóm, ba nhóm, bốn nhómtùy theo số xy lanh động cơ . - Khi phun theo nhóm thì lượng nhiên liệu được cung cấp trước quá trình nạp của mỗi xy lanh. Nhóm 1 được thực hiện cho xy lanh 2, 4 và 6. Nhóm 2 cho các kim phun 1, 5 và 3. ở kiểu này, trong một chu kỳ làm việc của động cơ thì các kim phun chỉ phun có một lần. - Hình trên là sơ đồ đấu dây của động cơ 4 xy lanh. Kim phun được bố trí là kim phun có điện trở thấp, mỗi cực của các kim phun được cung cấp điện dương từ công tắc máy ở vị trí IG, mỗi cực còn lại của kim phun 1 và 3 được nối về cực #10 và kim phun 2 , 4 được nối về cực #20 của ECU. Khi transistor số 1 mở thì nhiên liệu được cung cấp vào đường ống nạp của xy lanh 1 và 3. Khi transistor 2 mở thì kim phun 2 và 4 hoạt động. * Phun theo thứ tự công tác: Kiểu phun này thường được áp dụng khá phổ biến ở động cơ 4 và 6 xy lanh. Trong một chu kỳ mỗi kim phun chỉ mở một lần và mở theo thứ tự công tác của động cơ. Theo sơ đồ bên dưới, lượng nhiên liệu được cung cấp ở cuối quá trình thải và kéo dài trong quá trình nạp của mỗi xy lanh. 9 1.4.2.Trình tự kiểm tra 1.5. Mạch tín hiệu máy đề 1.5.1.Mô tả mạch điện 1.5.2.Trình tự kiểm tra 1.6. Mạch đèn MIL 1.6.1.Mô tả mạch điện 1.6.2.Trình tự kiểm tra 1.7. Mạch dự phòng ECM 1.7.1.Mô tả mạch điện 1.7.2.Trình tự kiểm tra 1.8. Các triệu chứng hư hỏng và bảng mã lỗi 1.8.1. Các triệu chứng hư hỏng 1.8.2. bảng mã lỗi 2. Cảm biến lưu lượng khí nạp a. Chức năng 10 Cảm biến lưu lượng khí cảm nhận lượng khí nạp và gửi một tín hiệu đến bộ ECU, nó sẽ quyết định lượng phun cơ bản. b. Phân loại Để xác định lượng khí nạp có hai phương pháp đo: Đo trực tiếp và đo gián tiếp. Mỗi phương pháp này sử dụng các loại cảm biến khác nhau - Đo trực tiếp: sử dụng các loại cảm biến đo lưu lượng khí (QK) sau đây: + Cảm biến kiểu tấm + Cảm biến kiểu cánh + Cảm biến kiểu Karman + Cảm biến kiểu dây nóng + Cảm biến kiểu màng nóng - Đo gián tiếp: Loại này đo lượng khí nạp thông qua áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp bằng một cảm biến gọi là cảm biến chân không (P). Loại này có ưu điểm nhỏ gọn, dễ lắp ráp. Cảm biến lưu lượng khí nạp là một trong những cảm biến quan trọng nhất vì nó được sử dụng trong EFI kiểu L để phát hiện khối lượng hoặc thể tích không khí nạp. Tín hiệu của khối lượng hoặc thể tích của không khí nạp được dùng để tính thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản. Cảm biến lưu lượng khí nạp chủ yếu được chia thành 2 loại, các cảm biến để phát hiện khối lượng không khí nạp, và cảm biến đo thể tích không khí nạp, cảm biến đo khối l- ượng và cảm biến đo lưu lượng không khí nạp có các loại như sau: Cảm biến đo khối lượng khí nạp: Kiểu dây sấy. Cảm biến đo lưu lượng khí nạp: Kiểu cánh và kiểu gió xoáy quang học Karman Hiện nay hầu hết các xe sử dụng cảm biến lưu lượng khí nạp khí kiểu dây nóng vì nó đo chính xác hơn, trọng lượng nhẹ hơn và độ bền cao hơn. c. Cảm biến lưu lượng khí kiểu tấm. * Kết cấu của Cảm biến lưu lượng khí kiểu tấm bao gồm một vít điều chỉnh hỗn hợp không tải, một cảm biến đo nhiệt độ khí nạp, để cảm nhận nhiệt độ khí nạp, công tắc bơm nhiên liệu, khoang giảm chấn và tấm chống rung. Cảm biến đo lưu lượng khí được đặt trong bầu lọc không khí. * Hoạt động đo của cảm biến lưu lượng khí Biến trở Từ lọc gió Đến khoang nạp khí Tấm đo 11 Lượng khí nạp hút vào trong xylanh được xác định bằng độ mở của bướm ga và tốc độ động cơ. Khí nạp hút qua cảm biến lưu lượng gió thắng lực căng của lò xo làm quay mở tấm đo. Tấm đo và biến trở có cùng một trục quay nên góc mở của tấm đo được biến trở chuyển thành điện áp, ECU sẽ nhận biết tín hiệu điện áp này (VS) và nhận biết góc mở của tấm đo từ biến trở. Như trong hình 8.66, khi các điện trở từ p1 đến p5 (có cùng một giá trị điện trở) được mắc nối tiếp, và điện áp cấp cho mạch là 12V thì điện áp tại p5 là 12V, tại p4 là 9V, p3 là 6V, p2 là 3V và điện áp bằng 0 tại p1. Kim dịch chuyển của biến biến trở (mũi tên trong hình vẽ) chuyển động cùng với tấm đo, nhận biết điện áp xuất hiện và gửi một tín hiệu đến ECU. d. Cảm biến đo gió kiểu xoáy lốc (Karman kiểu quang) Là loại cảm biến đo lưu lượng gió kiểu quang đo trực tiếp thể tích khí nạp. So với kiểu trượt, nó có ưu điểm là nhỏ gọn và nhẹ hơn. Ngoài ra, cấu trúc đường ống đơn giản sẽ giảm trở lực trên đường ống nạp. * Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Cảm biến Karman quang bao gồm một trụ đứng đóng vai trò của bộ tạo dòng xoáy, được đặt ở giữa Nèi ®Êt Tõ r¬ le më m¹ch Nèi ®Êt Tõ r¬ le chÝnh 12 dòng khí nạp. Khi dòng khí đi qua, sự xoáy lốc sẽ được hình thành phía sau bộ tạo xoáy còn gọi là các dòng xoáy Karman. Các dòng xoáy Karman đi theo rãnh hướng làm rung một gương mỏng được phủ nhôm làm thay đổi hướng phản chiếu từ đèn LED đến photo - transistor. Như vậy, tần số đóng mở của transistor này sẽ thay đổi theo lưu lượng khí nạp. Tần số f được xác định theo công thức sau: d V S.f  Trong đó: V: vận tốc dòng khí d: đường kính trụ đứng S: số Struhall (S = 0,2 đối với cảm biến này) Căn cứ vào tần số f, ECU sẽ xác định thể tích tương ứng của không khí đi vào các xylanh, từ đó tính ra lượng xăng phun cần thiết. Khi lượng gió vào ít, tấm gương rung ít và photo - transistor sẽ đóng mở ở tần số f thấp. Ngược lại, khi lượng gió vào nhiều, gương rung nhanh và tần số f cao. Gió vào ít Gương Photo - transistor LED Bộ tạo xoáy Lưu lượng gió trung bình Gió vào nhiều 1. Photo - transistor 2. Đèn led 3. Gương (được tráng nhôm) 4. Mạch đếm dòng xoáy 5. Lưới ổn định 6. Vật tạo xoáy 7. Cảm bíến áp suất khí trời. 8. Dòng xoáy. 13 Mạch điện d. Kiểu dây sấy *. Cấu tạo Như trình bày ở hình minh họa, cấu tạo của cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nóng rất đơn giản. Cảm biến lưu lượng khí nạp gọn và nhẹ như được thể hiện trong hình minh họa ở bên trái là loại cắm phích được đặt vào đường không khí, và làm cho phần không khí nạp chạy qua khu vực phát hiện.Như trình bày trong hình minh họa, một dây nóng và nhiệt điện trở, được sử dụng như một cảm biến, được lắp vào khu vực phát hiện. Bằng cách trực tiếp đo khối lượng không khí nạp, độ chính xác phát hiện được tăng lên và hầu như không có sức cản của không khí nạp. Ngoài ra, vì không có các cơ cấu đặc biệt, dụng cụ này có độ bền tuyệt hảo. Cảm biến lưu lượng khí nạp được thể hiện trong hình minh hoạ cũng có một cảm biến nhiệt độ không khí nạp gắn vào. *. Hoạt động và chức năng Như thể hiện trong hình minh họa, dòng điện chạy vào dây sấy (bộ sấy) làm cho nó nóng lên. Khi không khí chạy quanh dây này, dây sấy được làm nguội tương ứng với khối không khí nạp. Bằng cách điều chỉnh dòng điện chạy vào dây sấy này để giữ cho nhiệt độ của dây sấy không đổi, dòng điện đó sẽ tỷ lệ thuận với khối không khí nạp. Sau đó có thể đo khối lượng không khí nạp bằng cách phát hiện dòng điện đó. Trong trường hợp của cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy, dòng điện này được biến đổi thành một điện áp, sau đó được truyền đến ECU động cơ từ cực VG. *. Mạch điện bên trong VC KS E2 E1 ECU Photo - transitor LED 14 Trong cảm biến lưu lượng khí nạp thực tế, như trình bày ở hình minh họa, một dây sấy được ghép vào mạch cầu. Mạch cầu này có đặc tính là các điện thế tại điểm A và B bằng nhau khi tích của điện trở theo đường chéo bằng nhau ([Ra+R3]*R1=Rh*R2). Khi dây sấy này (Rh) được làm mát bằng không khí nạp, điện trở tăng lên dẫn đến sự hình thành độ chênh giữa các điện thế của các điểm A và B. Một bộ khuyếch đại xử lý phát hiện chênh lệch này và làm tăng điện áp đặt vào mạch này (làm tăng dòng điện chạy qua dây sấy (Rh). Khi thực hiện việc này, nhiệt độ của dây sấy (Rh) lại tăng lên dẫn đến việc tăng tương ứng trong điện trở cho đến khi điện thế của các điểm A và B trở nên bằng nhau (các điện áp của các điểm A và B trở nên cao hơn). Bằng cách sử dụng các đặc tính của loại mạch cầu này, cảm biến lưu lượng khí nạp có thể đo được khối lượng không khí nạp bằng cách phát hiện điện áp ở điểm B. 8. Cảm biến vị trí bướm ga Hình 2-8: Hoạt động của cảm biến lưu lượng khí kiểu dây sấy Hình 2-9: Mạch điện bên trong cảm biến lưu lượng khí kiểu dây sấy 15 Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên cổ họng gió. Cảm biến này biến đổi góc mở bướm ga thành điện áp, được truyền đến ECU động cơ như tín hiệu mở bớm ga (VTA). Ngoài ra, một số thiết bị truyền một tín hiệu IDL riêng biệt. Các bộ phận khác xác định nó lúc tại thời điểm chạy không tải khi điện áp VTA này ở dưới giá trị chuẩn. Hiện nay, có 2 loại, loại tuyến tính và loại có phần tử Hall được sử dụng. Ngoài ra, đầu ra 2 hệ thống được sử dụng để tăng độ tin cậy. 3. Cụm van điều khiển dầu phối khí trục cam 4. Cảm biến vị trí trục cam, trục khuỷu 4.1. Cảm biến vị trí trục khuỷu NE và cảm biến vị trí trục cam G a. Nhiệm vụ Thông báo cho ECU biết trục khuỷu đang quay với tốc độ nào để ECU kiểm soát lượng xăng phun ra, và quyết định thời điểm đánh lửa. b. Cấu tạo Cảm biến vị trí trục khuỷu (tín hiệu NE) bao gồm một nam châm, lõi thép và cuộn nhận tín hiệu. Đĩa tín hiệu NE ( đĩa cảm biến vị trí trục khuỷu) được lắp trên trục khuỷu và tùy vào từng loại động cơ mà đĩa cảm biến này được bố trí ở đầu trục, giữa trục hay ở đầu sau của trục và cụng tùy tùng nha sản xuất mà số răng trên trục là khác nhau nhưng điểm giồng nhau của các đĩa này là đều có một răng khuyết. Hình 2-17: Vị trí cảm biến NE & G 4.2 . Cảm biến vị trí piston (hay còn gọi là tín hiệu G) Báo cho ECU biết vị trí điểm chết trên hoặc trước điểm chết trên của piston. Trong một số trường hợp, chỉ có vị trí của piston xylanh số 1 được báo về ECU, còn vị trí các xylanh còn Cảm biến vị trí trục khuỷu Cảm biến trục cam 16 lại sẽ được tính toán. Công dụng của cảm biến này là để ECU xác định thời điểm đánh lửa và cả thời điểm phun. Vì vậy, trong nhiều hệ thống điều khiển động cơ, số xung phát ra từ cảm biến phụ thuộc vào kiểu phun (độc lập, nhóm hay đồng loạt) và thường bằng số lần phun trong một chu kỳ. Trên một số xe, tín hiệu vị trí piston xylanh số 01 còn dùng làm xung reset để ECU tính toán và nhập giá trị mới trên RAM sau mỗi chu kỳ (2 vòng quay trục khuỷu). 4.3. Cảm biến tốc độ động cơ (hay còn gọi là tín hiệu NE) Dùng để báo tốc độ động cơ để tính toán hoặc tìm góc đánh lửa tối ưu và lượng nhiên liệu sẽ phun cho từng xylanh. Cảm biến này cũng được dùng vào mục đích điều khiển tốc độ cầm chừng hoặc cắt nhiên liệu ở chế độ cầm chừng cưỡng bức. Có nhiều cách bố trí cảm biến G và NE trên động cơ: trong bộ chia điện, trên bánh đà, hoặc trên bánh răng cốt cam. Đôi khi ECU chỉ dựa vào một xung lấy từ cảm biến hoặc IC đánh lửa để xác định vị trí piston lẫn tốc độ trục khuỷu. Chúng ta sẽ nghiên cứu một số mạch điện và dạng xung của tín hiệu G và Ne với số răng khác nhau Tín hiệu G & tín hiệu NE. Tín hiệu G và NE được tạo ra bằng roto hay các đĩa tạo tín hiệu và cuộn nhận tín hiệu. ECU động cơ sử dụng các tín hiệu này để nhận biết góc của trục khuỷu và tốc độ động cơ. Các tín hiệu này rất quan trọng không chỉ cho EFI mà còn cho cả hệ thống ESA. Động cơ TOYOTA COROLLA 5A – FE. Sử dụng loại đặt trong bộ chia điện.  Tín hiệu G. Tín hiệu G báo cho ECU biết góc trục khuỷu tiêu chuẩn, được sử dụng để xác định thời điểm đánh lửa và phun nhiên liệu so với điểm chết trên (TDC) của mỗi xy lanh. 17 Các bộ phận của bộ chia điện sử dụng để tạo tín hiệu này bao gồm: - Rôto của tín hiệu G, được bắt vào trục bộ chia điện và quay một vòng. Trong hai vòng quay trục khuỷu . - Cuộn nhận tín hiệu G, được lắp vào bên trong vỏ của bộ chia điện. Hình 1.3.15: Sơ đồ tín hiệu đánh lửa. Roto của tín hiệu G có 4 răng và kích hoạt cuộn nhận tín hiệu 4 lần trong mỗi lần quay trục bộ chia điện, tạo ra tín hiệu dạng sóng như hình vẽ trên. Từ tín hiệu này, ECU động cơ nhận biết được pitton nào ở gần điểm chết trên ( TDC) ( Ví dụ 100 trước điểm chết trên ).  Tín hiệu NE. 18 Tín hiệu NE được ECU động cơ sử dụng để nhận biết tốc độ động cơ. Tín hiệu NE được sinh ra trong cuộn dây nhận tín hiệu từ roto giống như khi tạo ra tín hiệu G. Chỉ có sự khác biệt duy nhất là roto tín hiệu NE có 24 răng. Nó kích hoạt cuộn nhận tín hiệu NE 24 lần trong một vòng quay của trục bộ chia điện, tạo ra tín hiệu dạng sóng như hình vẽ. Từ các tín hiệu này, ECU động cơ nhận biết tốc độ động cơ cũng như từng thay đổi 300 một góc quay trục khuỷu. Động cơ TOYOTA COROLLA 5A – FE. ECU sử dụng nối đất cực G qua một điốt. Khi có điốt trong mạch, sẽ có một điện áp khoảng 0.7 V khi đo điện áp giữa G- và E1. 6. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát a. Nhiệm vụ: - Bộ cảm biến nhiệt độ nước làm mát có nhiệm vụ báo cho động ECU về tình trạng nhiệt độ của động cơ dưới dạng trị số điện trở. Từ đó ECU tính toán lượng xăng phù hợp với chế độ làm việc của động cơ. - Dùng để xác định nhiệt độ động cơ 19 b. Cấu tạo : Cảm biến nhiệt độ nước làm mát là trụ rỗng có ren ngoài, bên trong có gắn một điện trở có hệ số nhiệt điện trở âm (tức là khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm xuống và ngược lại). Cảm biến được gắn ở trên thân máy, gần họng nước làm mát. c. Nguyên lý hoạt động. Điện trở nhiệt là một phần tử cảm nhận làm bằng vật liệu có hệ số điện trở âm. Sự thay đổi giá trị điện trở sẽ làm thay đổi giá trị điện áp gửi đến ECU. ECU gửi một điện áp từ bộ ổn áp qua điện trở giới hạn dòng (điện trở này có giá trị không đổi) tới cảm biến rồi về ECU và ra mát. Nối song song với cảm biến là một bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự thành số (bộ chuyển đổi A/D). Bộ chuyển đổi A/D sẽ đo điện áp rơi trên cảm biến. Khi nhiệt độ động cơ thấp, giá trị điện trở của cảm biến cao và điện áp đặt giữa hai đầu của bộ chuyển đổi A/D cao. Tính hiệu điện áp cao được chuyển đổi thành một dãy xung vuông và được giải mã nhờ bộ vi xử lý sẽ thông báo cho ECU biết động cơ đang lạnh. ECU sẽ tăng lượng xăng phun cải thiện tính năng hoạt động khi động cơ lạnh. Khi động cơ nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm, điện áp đặt giữa hai đầu của bộ chuyển đổi A/D giảm. Tín hiệu điện áp giảm sẽ báo cho ECU biết động cơ đang nóng, ECU sẽ giảm lượng xăng phun 7. Cảm tiếng gõ 20 Hình 2-23: Cảm biến tiếng gõ Cảm biến tiếng gõ được gắn vào thân máy, và truyền tín hiệu KNK tới ECU động cơ khi phát hiện tiếng gõ động cơ. ECU động cơ nhận tín hiệu KNK và làm trễ thời điểm đánh lửa để giảm tiếng gõ. Cảm biến này có một phần tử áp điện, tạo ra một điện áp AC khi tiếng gõ gây ra rung động trong thân máy và làm biến dạng phần tử này. Tần số tiếng gõ của động cơ nằm trong giới hạn từ 6 đến 13 kHz tuỳ theo kiểu động cơ. Mỗi động cơ dùng một cảm biến tiếng gõ thích hợp theo tiếng gõ sinh ra bởi động cơ. Có hai loại cảm biến tiếng gõ. Từ đồ thị chúng ta thấy, một loại tạo ra một điện áp cao trong giới hạn tần số rung động hẹp, và loại kia tạo ra một điện áp cao trong dải tần số rung động rộng. Hiện nay ngời ta đang dùng một số cảm biến phát hiện các mạch hở và ngắn, như thể hiện trong hình minh họa. Trong loại mạch này, điện áp 2,5V được cung cấp liên tục để tín hiệu KNK cũng được truyền đi với một tần số cơ bản 2,5V 8. Cảm biến vị trí bướm ga a.Cấu tạo Cấu tạo của loại này được mô phỏng như sau: 21 1. Công tắc toàn tải 4. Công tắc chạy chậm không tải 2. Phiến quay 5. Hộp đấu dây điện 3. Trục bướm ga Tín hiệu không tải (IDL) dùng để điều khiển phun nhiên liệu khi tăng tốc và giảm tốc cũng như hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa. Trên một số xe, cảm biến vị trí bướm ga còn giúp ECU điều khiển hộp số tự động. Tín hiệu toàn tải (PSW) dùng để tăng lượng xăng phun ở chế độ toàn tải để tăng công suất động cơ. b. Hoạt động - Ở chế độ cầm chừng: Khi cánh bướm ga đóng (góc mở < 5o) thì tiếp điểm di động sẽ tiếp xúc với tiếp điểm cầm chừng và gởi tín hiệu điện thế thông báo cho ECU biết động cơ đang hoạt động ở mức cầm chừng. Tín hiệu này cũng dùng để cắt nhiên liệu khi động cơ giảm tốc đột ngột (chế độ cầm chừng cưỡng bức). Ví dụ, khi xe đang chạy ở tốc độ cao mà ta muốn giảm tốc độ, ta nhả chân bàn đạp ga thì tiếp điểm cầm chừng trong công tắc cánh bướm ga đóng, báo cho ECU biết động cơ đang giảm tốc. Nếu tốc độ động cơ vượt quá giá trị nhất định tùy theo từng loại động cơ thì ECU sẽ điều khiển cắt nhiên liệu cho đến khi tốc độ động cơ đạt tốc độ cầm chừng ổn định. - Ở chế độ tải lớn: Khi cánh bướm ga mở khoảng 500 – 700 (tùy từng loại động cơ) so với vị trí đóng hoàn toàn, tiếp điểm di động tiếp xúc với tiếp điểm toàn tải và gửi tín hiệu điện thế để báo cho ECU biết tình trạng tải lớn của động cơ. 8.2. Cảm biến vị trí bướm ga loại tuyến tính 22 Loại này có cấu tạo gồm hai con trượt, ở đầu mỗi con trượt được thiết kế có các tiếp điểm cho tín hiệu cầm chừng và tín hiệu góc mở cánh bướm ga, có cấu tạo như hình trên. Một điện áp không đổi 5V từ ECU cung cấp đến cực VC. Khi cánh bướm ga mở, con trượt trượt dọc theo điện trở và tạo ra điện áp tăng dần ở cực VTA tương ứng với góc mở cánh bướm ga. Khi cánh bướm ga đóng hoàn toàn, tiếp điểm cầm chừng nối cực IDL với cực E2. Trên đa số các xe, trừ Toyota, cảm biến bướm ga loại biến trở chỉ có 3 dây VC, VTA và E2 mà không có dây IDL. 8.3. Loại phần tử Hall Cảm biến vị trí bướm ga loại phần tử Hall gồm có các mạch IC Hall làm bằng các phần tử Hall và các nam châm quay quanh chúng. Các nam châm được lắp ở trên trục bướm ga và quay cùng với bớm ga. Khi bớm ga mở, các nam châm quay cùng một lúc, và các nam châm này thay đổi vị trí của chúng. Vào lúc đó, IC Hall phát hiện sự thay đổi từ thông gây ra bởi sự thay đổi của vị trí nam châm và tạo ra điện áp ra của hiệu ứng Hall 23 từ các cực VTA1 và VTA2 theo mức thay đổi này. Tín hiệu này được truyền đến ECU động cơ như tín hiệu mở bớm ga. Cảm biến này không chỉ phát hiện chính xác độ mở của bớm ga, mà còn sử dụng phương pháp không tiếp điểm và có cấu tạo đơn giản, vì thế nó không dễ bị hỏng. Ngoài ra, để duy trì độ tin cậy của cảm biến này, nó phát ra các tín hiệu từ hai hệ thống có các tính chất khác nhau. 9. Cảm biến lưu lượng gió. a. Chức năng Cảm biến lưu lượng khí cảm nhận lượng khí nạp và gửi một tín hiệu đến bộ ECU, nó sẽ quyết định lượng phun cơ bản. b. Phân loại Để xác định lượng khí nạp có hai phương pháp đo: Đo trực tiếp và đo gián tiếp. Mỗi phương pháp này sử dụng các loại cảm biến khác nhau - Đo trực tiếp: sử dụng các loại cảm biến đo lưu lượng khí (QK) sau đây: + Cảm biến kiểu tấm + Cảm biến kiểu cánh + Cảm biến kiểu Karman + Cảm biến kiểu dây nóng + Cảm biến kiểu màng nóng - Đo gián tiếp: Loại này đo lượng khí nạp thông qua áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp bằng một cảm biến gọi là cảm biến chân không (P). Loại này có ưu điểm nhỏ gọn, dễ lắp ráp. Cảm biến lưu lượng khí nạp là một trong những cảm biến quan trọng nhất vì nó được sử dụng trong EFI kiểu L để phát hiện khối lượng hoặc thể tích không khí nạp. Tín hiệu của khối lượng hoặc thể tích của không khí nạp được dùng để tính thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản. Cảm biến lưu lượng khí nạp chủ yếu được chia thành 2 loại, các cảm biến để phát hiện khối lượng không khí nạp, và cảm biến đo thể tích không khí nạp, cảm biến đo khối l- ượng và cảm biến đo lưu lượng không khí nạp có các loại như sau: Cảm biến đo khối lượng khí nạp: Kiểu dây sấy. Cảm biến đo lưu lượng khí nạp: Kiểu cánh và kiểu gió xoáy quang học Karman Hiện nay hầu hết các xe sử dụng cảm biến lưu lượng khí nạp khí kiểu dây nóng vì nó đo chính xác hơn, trọng lượng nhẹ hơn và độ bền cao hơn. c. Cảm biến lưu lượng khí kiểu tấm. * Kết cấu của Cảm biến lưu lượng khí kiểu tấm bao gồm một vít điều chỉnh hỗn hợp không tải, một cảm biến đo nhiệt độ khí nạp, để cảm nhận nhiệt độ khí nạp, công tắc bơm nhiên liệu, khoang giảm chấn và tấm chống rung. Cảm biến đo lưu lượng khí được đặt trong bầu lọc không khí. * Hoạt động đo của cảm biến lưu lượng khí Biến trở Từ lọc gió Đến khoang nạp khí Tấm đo 24 Lượng khí nạp hút vào trong xylanh được xác định bằng độ mở của bướm ga và tốc độ động cơ. Khí nạp hút qua cảm biến lưu lượng gió thắng lực căng của lò xo làm quay mở tấm đo. Tấm đo và biến trở có cùng một trục quay nên góc mở của tấm đo được biến trở chuyển thành điện áp, ECU sẽ nhận biết tín hiệu điện áp này (VS) và nhận biết góc mở của tấm đo từ biến trở. Như trong hình 8.66, khi các điện trở từ p1 đến p5 (có cùng một giá trị điện trở) được mắc nối tiếp, và điện áp cấp cho mạch là 12V thì điện áp tại p5 là 12V, tại p4 là 9V, p3 là 6V, p2 là 3V và điện áp bằng 0 tại p1. Kim dịch chuyển của biến biến trở (mũi tên trong hình vẽ) chuyển động cùng với tấm đo, nhận biết điện áp xuất hiện và gửi một tín hiệu đến ECU. d. Cảm biến đo gió kiểu xoáy lốc (Karman kiểu quang) Là loại cảm biến đo lưu lượng gió kiểu quang đo trực tiếp thể tích khí nạp. So với kiểu trượt, nó có ưu điểm là nhỏ gọn và nhẹ hơn. Ngoài ra, cấu trúc đường ống đơn giản sẽ giảm trở lực trên đường ống nạp. * Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Cảm biến Karman quang bao gồm một trụ đứng đóng vai trò của bộ tạo dòng xoáy, được đặt ở giữa dòng khí nạp. Khi dòng khí đi qua, Nèi ®Êt Tõ r¬ le më m¹ch Nèi ®Êt Tõ r¬ le chÝnh 25 sự xoáy lốc sẽ được hình thành phía sau bộ tạo xoáy còn gọi là các dòng xoáy Karman. Các dòng xoáy Karman đi theo rãnh hướng làm rung một gương mỏng được phủ nhôm làm thay đổi hướng phản chiếu từ đèn LED đến photo - transistor. Như vậy, tần số đóng mở của transistor này sẽ thay đổi theo lưu lượng khí nạp. Tần số f được xác định theo công thức sau: d V S.f  Trong đó: V: vận tốc dòng khí d: đường kính trụ đứng S: số Struhall (S = 0,2 đối với cảm biến này) Căn cứ vào tần số f, ECU sẽ xác định thể tích tương ứng của không khí đi vào các xylanh, từ đó tính ra lượng xăng phun cần thiết. Khi lượng gió vào ít, tấm gương rung ít và photo - transistor sẽ đóng mở ở tần số f thấp. Ngược lại, khi lượng gió vào nhiều, gương rung nhanh và tần số f cao. Gió vào ít Gương Photo - transistor LED Bộ tạo xoáy Lưu lượng gió trung bình Gió vào nhiều 1. Photo - transistor 2. Đèn led 3. Gương (được tráng nhôm) 4. Mạch đếm dòng xoáy 5. Lưới ổn định 6. Vật tạo xoáy 7. Cảm bíến áp suất khí trời. 8. Dòng xoáy. 26 Mạch điện d. Kiểu dây sấy *. Cấu tạo Như trình bày ở hình minh họa, cấu tạo của cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nóng rất đơn giản. Cảm biến lưu lượng khí nạp gọn và nhẹ như được thể hiện trong hình minh họa ở bên trái là loại cắm phích được đặt vào đường không khí, và làm cho phần không khí nạp chạy qua khu vực phát hiện.Như trình bày trong hình minh họa, một dây nóng và nhiệt điện trở, được sử dụng như một cảm biến, được lắp vào khu vực phát hiện. Bằng cách trực tiếp đo khối lượng không khí nạp, độ chính xác phát hiện được tăng lên và hầu như không có sức cản của không khí nạp. Ngoài ra, vì không có các cơ cấu đặc biệt, dụng cụ này có