MỤC LỤC
MỤC LỤC.........................................................................................................................................................................i
DANH MỤC HÌNH..........................................................................................................................................................ii
BẢNG NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT, KÍ HIỆU......................................................................................................................iii
LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.................................................................................................2
1.1. Giới thiệu động cơ 2AZ-FE trên xe Toyota .........................................................................................................2
1.2. Tổng quan về hệ thống động cơ 2AZ-FE trên xe Toyota.................................................................................. 4
1.2.1. Hệ thống nạp..........................................................................................................................................................4
1.2.2. Hệ thống khởi động................................................................................................................................................5
1.2.3. Hệ thống đánh lửa..................................................................................................................................................6
1.2.4. Hệ thống cung cấp nhiên liệu.................................................................................................................................7
CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 2AZ-FE TRÊN XE TOYOta..........................................................10
2.1. Hệ thống cảm biến và tín hiệu đầu vào của động cơ 2AZ-FE...........................................................................10
2.1.1. Cảm biến vị trí trục khuỷu......................................................................................................................................10
2.1.2. Cảm biến vị trí trục cam.........................................................................................................................................11
2.1.3. Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy.............................................................................................................13
2.1.4. Cảm biến vị trí bướm ga........................................................................................................................................14
2.1.5. Cảm biến vị trí bàn đạp ga.....................................................................................................................................15
2.1.6. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát..........................................................................................................................16
2.1.7. Cảm biến oxy.........................................................................................................................................................18
2.1.8. Cảm biến chống kích nổ........................................................................................................................................19
2.1.9. Cảm biến tốc độ bánh xe.......................................................................................................................................20
2.1.10. Một số tín hiệu......................................................................................................................................................21
2.2. Hộp điều khiển điện tử của động cơ 2AZ-FE..................................................................................................... 23
2.2.1. Nhiệm vụ................................................................................................................................................................23
2.2.2. Cấu tạo..................................................................................................................................................................23
2.2.3. Nguyên lý làm việc.................................................................................................................................................24
2.3. Cơ cấu chấp hành của hệ thống điều khiển động cơ 2AZ-FE.......................................................................... 25
2.3.1. Hệ thống cung cấp nhiên liệu EFI..........................................................................................................................25
2.3.2. Hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS............................................................................................................................31
2.3.3. Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử ETCS-i...................................................................................................... 36
2.3.4. Hệ thống chẩn đoán...............................................................................................................................................40
CHƯƠNG 3. CHẨN ĐOÁN VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 2AZ-FE TRÊN XE TOYOTA......41
3.1. Hệ thống chuẩn đoán............................................................................................................................................ 41
3.2. Công tác bảo dưỡng và kiểm tra hệ thống điều khiển...................................................................................... 45
3.2.1. Kiểm tra các loại cảm biến sử dụng cho động cơ 2AZ-FE.....................................................................................45
3.2.2. Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống cung cấp nhiên liệu................................................................................................51
3.2.3. Bảo dưỡng và kiểm tra hệ thống đánh lửa.............................................................................................................53
3.3. Một số hiện tượng hư hỏng, chuẩn đoán các nguyên nhân và cách khắc phục.............................................55
KẾT LUẬN........................................................................................................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................................................................62
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm trở lại đây, ngành công nghệ ô tô thế giới đã chứng kiến sự phát triển vượt bậc làm cho số lượng và chất lượng ô tô trên thế giới ngày càng phong phú và đa dạng hơn, góp phần mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho người tiêu dùng và nền công nghệ trên toàn thế giới. Các hãng xe đã áp dụng các tiến bộ khoa học vào những chiếc ô tô của mình như điều khiển điện tử, kỹ thuật bán dẫn, công nghệ nano….Từ đó nhiều hệ thống hiện đại ra đời: Hệ thống phun xăng điện tử (EFI), hệ thống phun diesel điện tử CRDI, hệ thống đánh lửa lập trình ESA, hệ thống phanh ABS, hệ thống đèn tự động, sử dụng bộ chìa khóa nhận dạng…
Ở Việt Nam, với ngành công nghiệp ô tô còn non trẻ thì hầu hết những công nghệ về ô tô đều đến từ các nước trên thế giới. Chúng ta cần phải tiếp cận với công nghệ tiên tiến này để không những tạo tiền đề cho nền công nghiệp ô tô mà còn phục vụ cho công tác bảo dưỡng, sửa chữa.
Đồ án tốt nghiệp là một nội dung quan trọng cho việc củng cố, hoàn thiện những kiến thức đã được trang bị trong suốt quá trình học, từ đó nâng cao khả năng áp dụng lý thuyết vào thực tế công việc, khả năng tư duy khoa học, khả năng làm việc đòi hỏi cường độ cao, có kế hoạch. Qua thời gian học tập và nghiên cứu về chuyên ngành Ô tô, tôi được khoa tin tưởng giao cho đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu khai thác hệ thống điện động cơ 2AZ-FE trên xe Toyota”.
Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo còn ít và điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp của tôi không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy giáo trong khoa Ô tô chỉ bảo để đồ án của tôi được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo trong khoa Ô tô, đặc biệt là thầy giáo : Th.s …………….. đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất.
Em xin trân trọng cảm ơn!
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Giới thiệu động cơ 2AZ-FE trên ô tô Toyota
Động cơ 2AZ-FE lắp trên xe của hãng Toyota là loại động cơ xăng thế hệ mới, 4 xy lanh thẳng hàng, dung tích xilanh 2,4 [lít] trục cam kép DOHC 16 xupap dẫn động bằng xích thông qua con đội thuỷ lực với hệ thống van nạp biến thiên thông minh VVT-i. Hệ thống đánh lửa trực tiếp điều khiển bằng điện tử và hệ thống nhiên liệu phun trực tiếp điều khiển bởi ECU - Hệ thống cung cấp nhiên liệu EFI.
Các hệ thống chính trên động cơ 2AZ-FE:
- Hệ thống điều khiển tốc độ không tải.
- Hệ thống đánh lửa DIS.
- Hệ thống VVT-i.
- Hệ thống bôi trơn.
Thông số kỹ thuật của động cơ 2AZ-FE được thể hiện dưới bảng 1.1.
1.2. Tổng quan về hệ thống điện động cơ 2AZ-FE trên ô tô Toyota
1.2.1. Hệ thống nạp
Hệ thống nạp sử dụng sự quay của động cơ để phát sinh ra điện. Nó không những cung cấp điện năng cho những hệ thống và thiết bị điện khác mà còn nạp điện cho ắc quy trong lúc động cơ đang hoạt động.
Hệ thống nạp bao gồm: Ắc quy, máy phát điện, bộ tiết chế, các relay và đèn báo nạp.
1.2.2. Hệ thống khởi động
Hệ thống khởi động bằng điện với phương pháp điều khiển gián tiếp bằng rơle điện từ.
Khi người lái đóng khóa điện, dòng điện sẽ đi vào cuộn đẩy mà lõi thép của nó được nối với cần gạt. Cuộn dây có điện trở thành nam châm hút lõi thép sang phải, đồng thời làm quay cần gạt dịch chuyển bánh răng truyền động vào ăn khớp với bánh đà. Khi bánh răng của khớp truyền động đã vào ăn khớp với bánh đà, thì vành tiếp điểm cũng nối các tiếp điểm, đưa dòng điện vào các cuộn dây của máy khởi động.
1.2.4. Hệ thống cung cấp nhiên liệu
Hệ thống cung cấp nhiên liệu điện tử có khả năng điều khiển tốt, công suất động cơ tăng, giảm tiêu hao nhiên liệu.
Lượng không khí nạp được lọc sạch khi đi qua lọc không khí và được đo bởi cảm biến lưu lượng không khí. Tỷ lệ hoà trộn được ECU tính toán và hoà trộn theo tỷ lệ phù hợp nhất. Có cảm biến oxy ở đường ống xả để cảm nhận lượng oxy dư, điều khiển lượng phun nhiên liệu vào tốt hơn.
Hệ thống cấp xăng có bơm xăng điện (nằm trong thùng xăng) cấp xăng có áp suất qua các bầu lọc theo đường ống vào các vòi phun (van điện tử). Trên đường ống có lắp van điều chỉnh áp suất xăng ở đầu vòi phun là 2,3 – 2,9 kG/cm2 ở vòng quay định mức. Từ van điều chỉnh áp suất có đường xăng thừa về thùng.
CHƯƠNG 2
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 2AZ-FE TRÊN XE TOYOTA
2.1. Hệ thống cảm biến và tín hiệu đầu vào của động cơ 2AZ-FE
2.1.1. Cảm biến vị trí trục khuỷu
a. Nhiệm vụ
Tín hiệu NE được ECU động cơ sử dụng để phát hiện góc của trục khuỷu và tốc độ của động cơ. ECU động cơ dùng tín hiệu NE và tín hiệu G để tính toán thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản.
b. Cấu tạo
Đĩa tạo tín hiệu NE được làm liền với buly trục khuỷu và có 36 răng, thiếu 2 răng (thiếu 2 răng vì ứng với từng tín hiệu được tạo ra do sự chuyển động quay của một răng ta sẽ xác định được 100 của góc quay trục khuỷu và xác định được góc đánh lửa sớm của động cơ).
d. Sơ đồ mạch điện
Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu như hình 2.2.
2.1.2. Cảm biến vị trí trục cam
a. Nhiệm vụ
Tín hiệu G này là thông tin về góc chuẩn của trục khuỷu đến ECU động cơ, kết hợp nó với tín hiệu NE từ cảm biến vị trí của trục khuỷu để xác định TDC (điểm chết trên) kỳ nén của mỗi xilanh để đánh lửa và phát hiện ra góc quay của trục khuỷu.
c. Nguyên lý làm việc
Trên trục cam đối diện với cảm biến vị trí trục cam là đĩa tín hiệu G có các 3 răng. Khi trục cam quay, khe hở không khí giữa các vấu nhô ra trên trục cam và cảm biến này sẽ thay đổi. Sự thay đổi khe hở tạo ra một điện áp trong cuộn nhận tín hiệu được gắn vào cảm biến này, sinh ra tín hiệu G.
2.1.4. Cảm biến vị trí bướm ga
a. Nhiệm vụ
Cảm biến được lắp vào một đầu trục bướm ga. Chức năng của cảm biến này là chuyển đổi góc mở lớn, bé khác nhau của bướm ga thành tín hiệu điện áp gửi về ECU qua tín hiệu mở bướm ga VTA1 và VTA2.
d. Nguyên lý làm việc
Khi trục bướm ga xoay sẽ làm cho nam châm xoay làm cho phần tử hall phát ra điện áp và gửi tín hiệu điện áp này về ECU thông qua 2 chân tín hiệu VTA1 và tín hiệu VTA2.
Nếu trục bướm ga mở lớn thì điện áp gửi đến ECU lớn lúc này ECU sẽ điều khiển lượng phun nhiên liệu nhiều hơn và ngược lại sẽ ít hơn.
2.1.5. Cảm biến vị trí bàn đạp ga
a. Nhiệm vụ
Cảm biến vị trí của bàn đạp ga biến đổi mức đạp xuống của bàn đạp ga (góc) thành một tín hiệu điện được chuyển đến ECU động cơ.
Ngoài ra, để đảm bảo độ tin cậy, cảm biến này truyền các tín hiệu từ hai hệ thống có các đặc điểm đầu ra khác nhau.
b. Cấu tạo và sơ đồ mạch điện
Cảm biến vị trí bàn đạp ga như hình 2.9.
c. Nguyên lý làm việc
Khi đạp bàn đạp ga sẽ làm cho nam châm xoay làm cho phần tử Hall phát ra điện áp và gửi tín hiệu điện áp này về ECU thông qua 2 chân tín hiệu VPA và VPA2.
Nếu đạp lớn chân ga thì điện áp gửi đến ECU lớn lúc này ECU sẽ điều khiển lượng mô tơ bướm ga xoay nhiều làm cho bướm ga mở lớn ngược lại sẽ ít hơn.
2.1.7. Cảm biến oxy
a. Nhiệm vụ
Để chống ô nhiễm, trên các xe có trang bị bộ hoá khử (TWC – three way catalyst). Bộ hoá khử sẽ hoạt động với hiệu suất cao nhất ở tỷ lệ hoà khí lý tưởng (α=1). Cảm biến oxy được sử dụng để xác định thành phần hoà khí tức thời của động cơ đang hoạt động.
c. Sơ đồ mạch điện
Sơ đồ mạch điện cảm biến oxy như hình 2.14.
d. Nguyên lí làm việc
Nguyên lý hoạt động của cảm biến oxy căn cứ trên sự so sánh lượng oxy xót trong khí thải với lượng oxy trong không khí.
Đặc điểm của pin oxy với Zr02 là nhiệt độ làm việc phải trên 3000C. Mỗi khi có sự chênh lệch về nồng độ oxy giữa mặt trong và ngoài ống sứ thì giữa hai điên cực sẽ có một điện áp. Nếu lượng oxy trong khí thải ít (do hỗn hợp giàu xăng) thì tín hiệu điện tạo ra khoảng 600- 900 mV, còn ngược lại trong khí thải nhiều oxy (do hỗn hợp nghèo xăng ) thì ống sứ sẽ phát tín hiệu tương đối thấp (khoảng 100 – 400mV).
2.1.9. Cảm biến tốc độ bánh xe
a. Nhiệm vụ
Cảm biến tốc độ bánh xe theo dõi tốc độ quay của bánh xe và gửi một tín hiệu đến ECU điều khiển trượt. ECU điều khiển trượt chuyển tín hiệu tốc độ bánh xe thành tín hiệu 4 xung và truyền nó đến ECU động cơ qua đồng hồ táp lô. ECU động cơ xác định tốc độ xe dựa trên tín hiệu của tần số này.
b. Cấu tạo
Cảm biến này được lắp trong hộp số hoặc hộp số phụ và được dẫn động bằng bánh răng chủ động của trục thứ cấp.
2.1.10. Một số tín hiệu
a. Tín hiệu khởi động STA
Tín hiệu STA được dùng để phát hiện xem có phải động cơ đang quay khởi động không. Vai trò chính của tín hiệu này là để được sự chấp thuận của ECU động cơ, nhằm tăng lượng phun nhiên liệu trong khi động cơ đang quay khởi động. Tín hiệu STA là một điện áp giống như điện áp cấp đến máy khởi động.
c. Tín hiệu phụ tải điện
Tín hiệu phụ tải điện này được sử dụng để phát hiện xem các đèn pha, bộ làm tan sương cửa sổ sau, hoặc các bộ phận khác có bật không. Mạch tín hiệu này có vài tín hiệu phụ tải điện, các tín hiệu này được gộp lại và chuyển đến ECU động cơ. Các tín hiệu về phụ tải điện được dùng để điều khiển hệ thống ISC.
d. Tín hiệu công tắc vị trí đỗ xe / trung gian NSW
Tín hiệu NSW chủ yếu được sử dụng để điều khiển hệ thống ISC.
Tín hiệu này chỉ được dùng trong các xe có hộp số tự động và thường dùng để phát hiện vị trí cần chuyển số. Để đảm bảo an toàn, công tắc vị trí đỗ xe / trung gian phát hiện vị trí cần số để sao cho động cơ chỉ có thể khởi động khi xe ở vị trí P hay N.
2.2. Hộp điều khiển điện tử của động cơ 2AZ-FE
2.2.1. Nhiệm vụ
ECU tiếp nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành.
Cơ cấu chấp hành luôn đảm bảo thừa lệnh ECU và đáp ứng các tín hiệu phân hội từ các cảm biến. Họat động của hệ thống điều khiển động cơ đem lai sự chính xác và thích ứng cần thiết để giảm tối đa chất độc hại trong khí thải cũng như lượng tiêu hao nhiên liệu.
2.2.2. Cấu tạo
ECU là một hộp kim loại hoặc nhựa trong có chứa các linh kiện điện tử được sắp xếp, bố trí trên những mạch in. Bên ngoài có bố trí giắc cắm giúp ECU liên hệ với các vòi phun, các cảm biến,… ECU có thể chia ra thành các phần sau:
Bộ nhớ ROM: là nơi chứa các chương trình đã cài đặt sẵn, chỉ cho phép đọc các thông số cần thiết, không cho phép ghi hay sửa chữa.
2.2.3. Nguyên lý làm việc
Sơ đồ cấu trúc và các khối chức năng của hệ thống điều khiển động cơ theo chương trình được mô tả trên. Hệ thống điều khiển bao gồm: Ngõ vào (Inputs) với chủ yếu là các cảm biến, hộp ECU là bộ não của hệ thống có thể có hoặc không có bộ vi xử lý, ngõ ra (Outputs) là các cơ cấu chấp hành (Actuators) như kim phun, bobine, van điều khiển cầm chừng.
ECU tiếp nhận các tín hiệu từ các cảm biến sau đó so sánh với các thông số đã cài đặt sẵn rồi đưa ra tín hiệu điều khiển lượng nhiên liệu phun ra thông qua điều khiển vòi phun và đồng thời điều khiển thời điểm đánh lửa và nhiều hệ thống khác như khởi động thông minh, nạp thông minh… .
2.3. Cơ cấu chấp hành của hệ thống điều khiển động cơ 2AZ-FE
2.3.1. Hệ thống cung cấp nhiên liệu EFI
a. Bơm nhiên liệu
Bơm nhiên liệu là loại bơm cánh gạt được đặt trong thùng xăng, do đó loại bơm này ít sinh ra tiếng ồn và rung động hơn so với loại trên đường ống. Các chi tiết chính của bơm bao gồm: Mô tơ, hệ thống bơm nhiên liệu, van một chiều, van an toàn và bộ lọc được gắn liền thành một khối.
Ðiều khiển bơm nhiên liệu:
Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy. Ðiều này tránh cho nhiên liệu không bị bơm đến động cơ trong trường hợp khóa điện bật ON nhưng động cơ chưa chạy. Hiện nay có nhiều phương pháp điều khiển bơm nhiên liệu.
- Khi động cơ đang quay khởi động:
Dòng điện chạy qua cực ST2 của khóa điện đến cuộn dây máy khởi động (kí hiệu ST) và dòng diện vẫn chạy từ cực STA của ECU (tín hiệu STA).
Khi tín hiệu STA và tín hiệu NE được truyền đến ECU, transitor công suất bật ON, dòng điện chạy đến cuộn dây mở mạch (C/OPN), rơle mở mạch bật lên, nguồn điện cấp đến bơm nhiên liệu và bơm hoạt động.
- Khi động cơ ngừng:
Khi động cơ ngừng, tín hiệu NE đến ECU động cơ bị tắt. Nó tắt Transistor, do đó cắt dòng điện chạy đến cuộn dây của rơle mở mạch. Kết quả là, rơle mở mạch tắt ngừng bơm nhiên liệu.
c. Bộ ổn định áp suất
Bộ điều chỉnh áp suất được bắt ở cuối ống phân phối. Nhiệm vụ của bộ điều áp là duy trì và ổn định độ chênh áp trong đường ống.
Nguyên lý làm việc của bộ ổn định:
Khi áp suất nhiên liệu vượt quá lực ép của lò xo trong bộ điều áp, van này mở ra để trả nhiên liệu trở về bình nhiên liệu và điều chỉnh áp suất. Lỗ phun của vòi phun có độ chân không gây ra bởi chân không của đường ống nạp, nó hút nhiên liệu ra. Độ chân không này luôn luôn thay đổi theo các tình trạng của động cơ. Do đó, vì áp suất nhiên liệu của loại này được điều chỉnh liên tục bằng độ chân không của đường ống nạp để duy trì áp suất nhiên liệu cao hơn áp suất đặt trước để duy trì một lượng phun đã đặt trong thời gian phun.
2.3.2. Hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS
a. Bobin tích hợp IC
Cấu tạo:
Bô bin giống như là 1 máy biến áp chuyển đổi dòng điện DC thấp áp 12 V ắc quy thành dòng điện AC cao áp 15 đến 40 KV đủ để phóng tia hồ quang giữa hai điện cực của bugi.
IC đánh lửa có nhiệm vụ đóng và ngắt dòng sơ cấp đi vào bobin theo tín hiệu đánh lửa (IGT) do ECU động cơ phát ra. Khi tín hiệu IGT chuyển từ ngắt sang dẫn, IC đánh lửa bắt đầu cho dòng điện vào cuộn sơ cấp.
Nguyên lý làm việc:
Khi trục khuỷu quay. Lúc này 2 cảm biến vị trí trục khuỷu và trục cam sẽ gửi 2 tín hiệu NE- và G2 về ECU. Lúc này ECU sẽ xác định xy lanh của máy số mấy tới thời kỳ cuối nén - đầu nổ. ECU sẽ gửi tín hiệu IGT tương ứng với xilanh đó đến cụm bobin và IC. Kích cho IC làm việc.Lúc này bugi tương ứng với máy đó đánh lửa.
Nếu ECU không nhận được tín hiệu IGF, nó sẽ quyết định rằng đã có sai sót trong hệ thống đánh lửa. Để ngăn ngừa sự quá nhiệt, ECU sẽ cho ngừng phun nhiên liệu và lưu giữ sự sai sót này trong chức năng chẩn đoán. Tuy nhiên, ECU động cơ không thể phát hiện các sai sót trong mạch thứ cấp vì nó chỉ kiểm soát mạch sơ cấp để nhận tín hiệu IGF.
b. Bugi
Cấu tạo:
Cấu tạo Bugi như hình 2.32.
Hoạt động:
Điện thế cao trong cuộn thứ cấp làm phát sinh tia lửa giữa điện cực trung tâm và điện cực nối đất để đốt cháy hỗn hợp không khí – nhiên liệu đã được nén trong xy lanh.
2.3.3. Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử ETCS-i
a. Khái niệm
ETCS-i là hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh (Electronic Throttle Control System – Intelligent). Ra đời với mục đích điều khiển hệ thống một cách khoa học và chính xác hơn để tối ưu hơn về tiết kiệm năng lượng, tối ưu hóa hiệu suất và tăng hiệu quả làm việc của các hệ thống tùy thuộc vào các trường hợp khác nhau.
b. Cấu tạo và hoạt động của cổ họng gió
- Hệ thống ETCS-i bao gồm cảm biến vị trí bướm ga, ECU động cơ và cổ họng gió. Cổ họng ga bao gồm bướm ga, motor điều khiển bướm ga, cảm biến vị trí bướm ga và các bộ phận khác.
- ECU động cơ điều khiển độ lớn và hướng của dòng điện chạy đến motor điều khiển bướm ga, là quay hay giữ motor và mở – đóng bướm ga một cụm bánh răng giảm tốc. Góc mở bướm ga thực tế được phát hiện bằng một cảm biến vị trí bướm ga và thông số đó được phản hồi về cho ECU động cơ.
d. Điều khiển momen truyền lực chủ động
- Chế độ điều khiển này làm cho góc mở bướm ga nhỏ hơn hay lớn hơn so với góc đạp của bàn đạp ga để duy trì tính tăng tốc êm.
- Hình ảnh minh họa cho thấy khi bàn đạp ga được giữ ở một vị trí đạp nhất định. Đối với những kiểu xe không có hệ thống điều khiển momen truyền lực chủ động, bướm ga được mở ra gần như đồng bộ với chuyển động của bàn đạp ga, như vậy trong một khoảng thời gian ngắn, tạo ra gia tốc dọc xe G tăng đột ngột và sau đó giảm dần.
2.3.4. Hệ thống chẩn đoán
a. Khái quát
ECU động cơ thực hiện chức năng OBD (Chẩn đoán trên xe), nó thường xuyên theo dõi từng cảm biến và bộ chấp hành. Nếu nó phát hiện thấy có trục trặc, hiện tượng đó sẽ được ghi lại dưới dạng một DTC (Mã chẩn đoán hư hỏng) và đèn MIL (đèn báo hư hỏng) trên đồng hồ táplô sẽ sáng lên để báo cho lái xe.
b. Phân loại
Để kiểm tra DTC hay dữ liệu ghi lại bởi ECU động cơ, người ta sử dụng một hệ thống chẩn đoán được gọi là MOBD, CARB OBD II, EURO OBD hay ENHANCED OBD II để giao tiếp trực tiếp với ECU động cơ. Mỗi hệ thống sẽ hiển thị mã DTC 5 chữ số trên máy chẩn đoán.
- MOBD là Hệ thống chẩn đoán giống với Toyota. Nó có thể được sử dụng để kiểm tra DTC hay dữ liệu cho những hạng mục của chính Toyota.
- CARB OBD II là một hệ thống chẩn đoán khí xả dùng ở Mỹ và Canada. Nó được sử dụng để kiểm tra DTC hay dữ liệu cho những hạng mục do tiêu chuẩn của Mỹ và Canada yêu cầu.
e. Trường hợp đèn Check nháy
Trong trường hợp có 2 hay nhiều mă hư hỏng, đèn sẽ bắt đầu nháy từ mạch nhỏ nhất và tiếp theo đến mạch lớn hơn.
CHƯƠNG 3
CHẨN ĐOÁN VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 2AZ-FE TRÊN XE TOYOTA
3.1. Hệ thống chẩn đoán
3.1.1. Đặc điểm của hệ thống chẩn đoán động cơ 2AZ-FE
ECU động cơ được trang bị hệ thống chẩn đoán có cả chế độ chẩn đoán thủ công và cả chế độ chẩn đoán OBD-II.
Chế độ chẩn đoán thủ công là chế độ gọi lấy mã hư hỏng ra khỏi bộ nhớ ECU động cơ bằng cách dùng đèn báo hư hỏng. Các loại đèn chớp là biểu hiện của mã hư hỏng và nó được giải mã thành các con số hiển thị nhấp nháy để cho người điều khiển phát hiện và biết động cơ đang bị hư hỏng ở bộ phận nào. Trong chế độ bình thường, ECU theo dõi hầu hết các cảm biến và bật sáng đèn kiểm tra động cơ “CHECK ENGINE” khi nó phát hiện ra hư hỏng trong một cảm biến nào đó hay mạch của chúng. Khi đó ECU động cơ sẽ lưu mã hư hỏng đó vào bộ nhớ của nó.
3.1.2. Nguyên lý của hệ thống chẩn đoán
Giá trị của tín hiệu thông báo đến ECU động cơ là bình thường nếu tín hiệu đầu vào và đầu ra được cố định.
Khi tín hiệu của một mạch nào đó không bình thường so với giá trị cố định của hệ thống thì mạch đó sẽ được coi là bị hư hỏng.
Khi đèn báo sự cố “CHECK ENGINE” được bật sáng thì trong hệ thống có sự hư hỏng xuất hiện. Khi hư hỏng được sửa chữa, hệ thống trở lại bình thường và mã lỗi đã được xóa thì đèn báo sự cố sẽ tắt.
Một số mã lỗi trên động cơ 2AZ-FE như bảng 3.1.
3.1.3. Kiểm tra và xóa mã chẩn đoán
Đèn báo kiểm tra động cơ sẽ sáng lên khi bật khoá điện đến vị trí ON và động cơ không chạy.
Khi động cơ chạy thì đèn báo kiểm tra động cơ phải tắt. Nếu đèn này vẫn còn sáng thì hệ thống chẩn đoán đã tìm thấy hư hỏng hay sự bất bình thường trong hệ thống.
Kiểm tra ở chế độ thủ công:
- Các điều kiện ban đầu:
+ Điện áp ắc quy bằng 11V hoặc cao hơn.
+ Hộp số ở vị trí N (tay số không).
+ Tất cả các hệ thống phụ phải tắt (điều hoà...).
- Bật khoá điện đến vị trí ON.
- Dùng dây kiểm tra chẩn đoán (SST) nối tắt vào các cực TC và cực CG của giắc DLC3.
Xoá các mã chẩn đoán hư hỏng:
Sau khi sửa chữa hư hỏng, mã chẩn đoán hư hỏng vẫn còn lưu lại trong bộ nhớ ECU của động cơ, vì vậy cần phải xoá bỏ bằng cách tháo cầu chì “STOP” (15A) hay EFI (15A) trong vòng 10 giây hay lâu hơn tuỳ theo nhiệt độ môi trường (nhiệt độ càng thấp,thời gian càng lâu) khi khoá điện tắt.
3.2. Công tác bảo dưỡng và kiểm tra hệ thống điều khiển
3.2.1. Kiểm tra các loại cảm biến sử dụng cho động cơ 2AZ-FE
a. Kiểm tra cảm biến lưu lượng khí nạp
Thực hiện chế độ lái kiểm tra lại:
1. Nối máy chẩn đoán với giắc DLC3.
2. Bật khoá điện ON. Bật máy chẩn đoán ON.
3. Xoá các mã DTC (xem phần xóa mã chẫn đoán trong Chương IV).
5. Lái xe với tốc độ 50 km/h (31 mph) hay cao hơn trong 3 đến 5 phút (1 ).
6. Cho phép động cơ chạy không tải trong 2 phút (2 ).
7. Thực hiện các bước (1 ) và (2 ) ít nhất 3 lần.
b. Kiểm tra cảm biến vị trí trục cam
Đo điện trở giữa các cực 1 và 2.
Điện trở tiêu chuẩn:
Chú ý: trong bảng ở trên đây, khái niệm “lạnh” và “nóng” là nhiệt độ của cảm biến. "Lạnh" có nghĩa là khoảng -100C đến 500C (140F to 1220F). "Nóng" có nghĩa là khoảng 500C đến 1000C (1220F đến 2120F).
Nếu điện trở không như tiêu chuẩn, hãy thay thế cảm biến.
d. Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát
1.Cắm một phần cảm biến vào nước và đun nóng nước.
2.Đo điện trở giữa các cực.
e. Kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga
1. Nối máy chẩn đoán với giắc DLC3, Bật khoá điện ON.
2. Dưới dữ liệu hiện thời, hãy kiểm tra rằng số phần trăm góc mở bướm ga (Throttle Pos) là nằm trong tiêu chuẩn.
Phần trăm mở bướm ga tiêu chuẩn : 60% trở lên
Nếu phần trăm nhỏ hơn 60%, hãy thay thế cổ họng gió.
3.2.2. Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống cung cấp nhiên liệu
a. Lọc nhiên liệu
Xăng trong bình có thể chứa một lượng chất bẩn và nước mà nếu để chúng đi đến chế hoà khí hay vòi phun chúng sẽ làm tắc và gây trục trặc cho động cơ.
Cũng như vậy ở động cơ diesel, chất bẩn hay hơi nước có thể hoà trộn trong dầu diesel. Nếu chất bẩn hay hơi nước này đến bơm cao áp hay vòi phun nó có thể làm tắc, mòn hay kẹt các chi tiết có độ chính xác cao.
b. Lọc gió
Không khí hút vào động cơ có chứa bụi và các hạt khác có thể làm tắc lỗ của chế hoà khí, làm thành cylinder chóng mòn và dầu máy nhanh biến chất. Lọc gió giữ lại bụi và các hạt bẩn trong không khí, không cho chúng lọt vào chế hoà khí và xilanh động cơ.
Nếu lọc gió bị tắc bởi bụi bẩn, luồng khí sẽ bị ngăn cả, làm giảm tính năng của động cơ. Vì vậy, phải kiểm tra lại lọc gió thường xuyên.
d. Kiểm tra bơm nhiên liệu
- Kiểm tra điện trở của bơm nhiên liệu:
Đo điện trở giữa các cực 4 và 5.
Điện trở tiêu chuẩn: 0.2 đến 3.0 Ω tại 20oC.
Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, hãy thay thế bơm nhiên liệu.
- Kiểm tra hoạt động của bơm nhiên liệu:
Cấp điện áp ắc quy vào các cực 4 và 5. Kiểm tra rằng bơm hoạt động.
Nếu bơm không hoạt động, hãy thay thế bơm nhiên liệu.
3.2.3. Bảo dưỡng và kiểm tra hệ thống đánh lửa
a. Ắc quy
Ắc quy cung cấp điện cho hệ thống đánh lửa, hệ thống khởi động, đèn và các thiết bị điện khác. Ắc quy tích trữ điện được cung cấp bởi máy phát dưới dạng năng lượng hoá học và cung cấp điện cho các thiết bị bằng cách biến đổi hoá năng thành điện năng.
Các bước bảo dưỡng ắc quy:
Kiểm tra mức dung dịch của ắc quy, mức dung dịch phải nằm giữa vạch UPPER và LOW trên vỏ ắc quy. Hoặc cũng có thể kiểm tra mức dung dịch qua nút thông hơi.
Nếu mức dung dịch thấp, thêm nước cất để duy trì mức dung dịch quy định.
Kiểm tra vỏ ắc quy có bị nứt, rò rỉ dung dịch hay không.
Kiểm tra lỗ thông hơi trên nút ắc quy có bị tắc không .
Kiểm tra tỉ trọng của dung dịch ắc quy. Tỉ trọng được đo bằng tỉ trọng kế. Tỉ trong tiêu chuẩn của ắc quy: 1,25 – 1,28 ở 200C và sự chênh lệch tỉ trọng giữa các ngăn là 0,025.
b. Kiểm tra Bugi
Bugi sinh ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp khí/nhiên liệu, nó phải chịu nhiệt độ lớn hơn 2000oC và áp suất lớn hơn 40 kg/cm2 trong xilanh. Trong quá trình sử dụng, các điện cực của bugi bị ăn mòn dần dần và làm tăng khe hở bugi dẫn đến khó sinh ra tia lửa điện. Đồng thời muội than bám ở đầu phần sứ cách điện và các điện cực có xu hướng làm ngắn mạch khó phát ra tia lửa điện. Để đảm bảo hiệu quả đánh lửa cho hỗ hợp khí/nhiên liệu, bugi phải được làm sạch và thay thế định kỳ.
3.3. Một số hiện tượng hư hỏng, chẩn đoán các nguyên nhân và cách khắc phục
- Động cơ bị nóng
- Nổ sót ra ống xả
- Vòng quay không tải kém
- Động cơ vẫn nổ máy sau khi tắt khóa điện
KẾT LUẬN
Qua thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu khai thác hệ thống điện động cơ 2AZ-FE trên xe Toyota” em đã hoàn thành đúng thời gian và đảm bảo đầy đủ những nội dung mà nhiệm vụ đặt ra. Việc thực hiện đồ án giúp em nắm được những kiến thức nhất định như sau:
- Hiểu rõ hơn về các hệ thống tự động điều khiển đang sử dụng.
- Nắm vững được nguyên lý, chức năng, cấu trúc và các chế độ điều khiển của ECU động cơ.
- Biết được cấu tạo, cách bố trí các bộ phận trong hệ thống phun xăng, hệ thống đánh lửa.
- Nắm bắt được những kinh nghiệm thực tế, hiểu được những hư hỏng thường gặp và cách khắc phục một số hệ thống trong động cơ.
Tuy nhiên đề tài cũng còn một số hạn chế nhất định như:
- Chưa thể trình bày được đầy đủ các sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ.
- Chưa trình bày cụ thể cách thức chẩn đoán và đo kiểm các thiết bị trong hệ thống điều khiển động cợ.
Quá trình thực hiện nhiệm vụ đồ án tôi đã học hỏi được thêm rất nhiều kiến thức hữu ích từ giáo viên hướng dẫn, để nâng cao kiến thức bản thân, tích lũy thêm được kinh nghiệm thực tế, rèn luyện được tác phong làm việc khoa học hơn, tỷ mỉ cụ thể hơn. Do điều kiện thời gian, điều kiện thực tế cũng như hạn chế về mặt thời gian và tài liệu nên đồ án không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong sự đóng góp, chỉ bảo của quý thầy để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo trong khoa Ô tô, đặc biệt là thầy giáo: Th.s ……………. đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất.
TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
…………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. TS. Đỗ Văn Dũng: Trang bị điện và điện tử trên ô tô hiện đại – Hệ thống điện động cơ. NXB: ĐH SPKT TPHCM.
2. Trần Thế San – Đỗ Văn Dũng: Thực hành sửa chữa và bảo trì Động cơ xăng. NXB Đà Nẵng.
3. Nguyễn Oanh: Phun xăng điện tử EFI. NXB tổng hợp Tp.HCM, 2005.
4. Tài liệu sửa chữa chẩn đoán động cơ 2AZ-FE.
5. Tài liệu xe Toyota Camry 2007.
6. Toyota sevice training. Tài liệu đào tạo EFI giai đoạn 2.
7. www.toyota.com.vn
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"