MỤC LỤC
MỤC LỤC................................................................................................ 1
LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................... 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU................... 5
1. Mục đích ý nghĩa của đề tài................................................................. 5
1.1. Mục đích ý nghĩa của đề tài.............................................................. 5
1.2. Ý nghĩa.............................................................................................. 5
1.3. Phương pháp nghiên cứu................................................................. 5
1.4. Phạm vi nghiên cứu. 5
1.5. Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển động cơ 4G63................. 6
1.4.1. Lịch sử phát triển...................................................................... 6
1.4.2. Giới thiệu chung....................................................................... 8
1.4.3. Các thông số kỹ thuật............................................................... 9
1.6. Tên gọi (phạm vi sử dụng) một số hệ thống trên động cơ 4G63... 10
1.6.2. Cơ cấu phối khí...................................................................... 10
1.6.3 Hệ thống nhiên liệu.................................................................. 11
1.6.4. Hệ thống làm mát................................................................... 12
1.6.5. Hệ thống bôi trơn................................................................... 13
1.6.6. Hệ thống đánh lửa.................................................................. 14
1.6.7. Hệ thống khởi động................................................................ 15
1.7. Các chức năng đặc trưng................................................................ 15
1.8. Đặc điểm quá trình điều khiển động cơ 4G63............................... 16
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT...................................................... 17
2.1. Hệ thống cảm biến tín hiệu đầu vào.............................................. 17
2.1.1. Công dụng............................................................................. 17
2.1.2. Yêu cầu................................................................................. 17
2.1.3. Phân loại cảm biến................................................................ 18
2.2. Hộp điều khiển điện tử (ECU)....................................................... 21
2.2.1. Công dụng............................................................................. 21
2.2.2. Yêu cầu................................................................................. 21
2.2.3. Phân loại............................................................................... 22
2.3. Cơ cấu chấp hành......................................................................... 23
2.3.1. Kim phun............................................................................... 23
2.3.2. Đánh lửa................................................................................ 23
2.3.3. Chấp hành............................................................................. 25
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 4G63 .............. 27
3.1. Các loại cảm biến sử dụng trên động cơ 4G63. 27
3.1.1 Cảm biến ôxy. 27
3.1.2. Cảm biến đo gió. 30
3.1.3. Cảm biến nhiệt độ khí nạp. 30
3.1.4. Cảm biến vị trí bướm ga. 30
3.1.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 31
3.1.6. Cảm biến vị trí trục cam.. 32
3.1.7. Cảm biến góc quay trục khuỷu. 33
3.1.8. Cảm biến áp suất khí nạp. 33
3.1.9 Cảm biến tốc độ xe. 34
3.2. ECU.. 35
3.2.1. Tổng quan về ECU.................................................................. 35
3.2.2. Cấu tạo của bộ điều khiển điện tử............................................ 35
3.2.3. Cấu trúc bộ điều khiển điện tử................................................. 36
3.2.4. Mạch giao tiếp vào/ra (I/O)...................................................... 38
3.3. Cơ cấu chấp hành. 40
3.3.1. Sơ đồ làm việc tổng quát của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ 4G63 40
3.3.2. Bơm nhiên liệu. 43
3.3.3. Lọc nhiên liệu............................................................................ 44
3.3.4. Bộ ổn định áp suất................................................................... 45
3.3.5. Vòi phun xăng điện tử.............................................................. 46
3.3.6 Hệ thống cung cấp không khí động cơ 4G63. 47
3.3.7. Sơ đồ nguyên lý hệ thống......................................................... 47
3.3.8. Các bộ phận của hệ thống cung cấp không khí......................... 47
3.3.9 Đánh lửa. 49
CHƯƠNG 4: KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 4G63 TRÊN XE MITSUBISHI JOLIE....... 51
4.1. Các hư hỏng thường gặp trong quá trình sử dụng động cơ 4G63. 51
4.1.1. Các hư hỏng thường gặp. 51
4.2. Nguyên nhân các hư hỏng. 51
4.3. Kiểm tra kỹ thuật, bảo quản, bảo dưỡng, sửa chũa hư hỏng thống thường của hệ thống. 52
4.3.1. Kiểm tra và bảo dưỡng ắcquy................................................... 52
4.3.2. Kiểm tra, bảo dưỡng kỹ thuật máy khởi động.......................... 59
4.3.3. Kiểm tra, bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống đánh lửa bán dẫn (sử dụng Transistor) 69
4.3.4. Một số hư hỏng, phương pháp kiểm tra các loại đồng hồ. 77
KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ.......................................................................... 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................... 86
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành ôtô giữ một vị trí quan trọng trong hoạt động và phát triển của xã hội. Ôtô được sử dụng phổ biến để phục vụ nền kinh tế quốc dân và trong lĩnh vực quốc phòng. Quá trình ra đời và phát triển của động cơ ô tô trải qua nhiều giai đoạn từ đơn giản đến hiện đại mà đặc biệt quan trọng là sự phát triển của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ.
Cùng với sự phát triển tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ mới, hệ thống điều khiển động cơ ngày càng được tối ưu hóa, khắc phục những hạn chế thường gặp ở những hệ thống điều khiển động cơ; đạt được những yêu cầu về công suất động cơ, tiêu hao nhiên liệu và bảo vệ môi trường.
Chính từ những sự phát triển về công nghệ mà những hệ thống điều khiển động cơ sử dụng hệ thống phun nhiên liện liệu điện tử ngày nay được sử dụng rộng rãi.
Chính vì thế, việc nghiên cứu khai thác càng phức tạp hơn, nhất là đối với cán bộ kỹ thuật ngành Xe-Máy quân đội. Bản thân là một cán bộ ngành Xe-Máy, tôi chọn đề tài “Khai thác hệ thống điều khiển động cơ 4G63 trên xe Joile” để củng cố tốt hơn kiến thức của mình, đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ khi ra trường về đơn vị công tác, đồng thời có thể cung cấp cho các học viên khóa sau những kiến thức cơ bản về mặt lý thuyết hệ thống điều khiển động cơ phục vụ cho quá trình học tập và nghiên cứu sau này.
Cuối cùng tôi xin được gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn ThS…………… đã chỉ bảo tôi tận tình, giúp tôi hoàn thành đồ án của mình. Bên cạnh đó em cảm ơn các thầy trong khoa đã tạo mọi điều kiện để em hoàn thành thật tốt đồ án tốt nghiệp này.
TP, Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
.......................
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1. Mục đích ý nghĩa của đề tài
1.1. Mục đích
Tìm hiểu hệ thống cung cấp nhiên liệu MPI phun xăng đa điểm của động cơ, sẽ giúp chúng ta thấy rõ hơn sự ưu việt của phun xăng điện tử, đồng thời củng cố và bổ sung kiến thức về chuyên nghành.
- Tìm hiểu, nắm vững cấu tạo của từng chi tiết, cụm chi tiết của hệ thống cung cấp nhiên liệu để từ đó rút ra những ưu nhược điểm và tìm cách khắc phục, cải tiến, phát triển chúng ngày càng tối ưu hơn.
- Củng cố, bổ sung và tìm hiểu thêm kiến thức về điện, điện tử trên hệ thống.
1.2. Ý nghĩa
Hệ thống cung cấp nhiên liệu là một trong những hệ thống quan trọng nhất của động cơ, và cũng là một trong những hệ thống được quan tâm hàng đầu của các nhà nghiên cứu và chế tạo động cơ, trước các yêu cầu hết sức khắt khe về tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải.
1.4. Phạm vi nghiên cứu
Hiện nay, hệ thống điều khiển động cơ 4G63 đã và đang được sử dụng khá
rộng rãi trên các phương tiện sử dụng động cơ. Do thời gian và kinh nghiệm thực tế có hạn, tôi thực hiện đề tài chỉ nghiên cứu, giới thiệu hệ thống điều khiển động cơ 4G63 trên của xe MITSUBISHI JOLIE, trình bày những đặc điểm riêng biệt về cấu tạo, các cơ cấu chấp hành, và nguyên lý hoạt động của hệ thống này
1.5. Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển động cơ 4G63
1.5.1. Lịch sử phát triển
Mitsubishi, thành viên tiềm năng của công nghiệp ôtô thế giới Trong suốt hai thập kỷ đầu tiên của thế kỷ XX, lịch sử của tập đoàn Mitsubishi ghi dấu sự không ngừng nỗ lực sáng tạo trong thiết kế và chế tạo xe hơi, khởi đầu là chiếc xe du lịch Model-A. Chính mẫu xe này đã đánh dấu một bước ngoặt lớn trong lịch sử phát triển của Mitsubishi - được chính thức công nhận là một thành viên tiềm năng của ngành công nghiệp xe hơi thế giới.
1.5.2. Giới thiệu chung
Xe MITSUBISHI JOLIE là loại xe du lịch 8 chỗ ngồi, dùng cho gia đình và cơ quan….sử dụng loại động cơ 4G63, được hãng MITSUBISHI sản xuất đưa ra thị trường sử dụng vào năm 2004 sau đó được cải tiến thành JOLIE MB và JOLIE SS vào năm 2006 và cho đến nay loại xe này đã được sử dụng rất tốt và đạt hiệu quả cao về tính kinh tế và tiện ích phục vụ đời sống sinh hoạt và đi lại của con người.
1.5.3. Các thông số kỹ thuật
Các thông số kỹ thuật của động cơ 4G63 như bảng 1.a.
1.6. Tên gọi (phạm vi sử dụng) một số hệ thống trên động cơ 4G63
1.6.1. Nhóm piston - trục khủy - thanh truyền
Piston được làm bằng hợp kim nhôm, đỉnh piston bằng để tránh tổn thất nhiệt. Sécmăng số 1, 2 có phân biệt mặt trên, dưới. Khi lắp phải đảm bảo lắp mặt có đánh dấu lên trên.
1.6.2. Cơ cấu phối khí
Cơ cấu phối khí là cơ cấu có nhiệm vụ nạp đầy không khí – nhiện liệu và thải sạch khí cháy ra khỏi buồng đốt đúng chất lượng, đúng thời điểm.
Cơ cấu phối khí dùng một trục cam đặt trên nắp máy được dẫn động bởi đai răng, tuy vậy vẫn tồn tại khe hở nhiệt. Các thông số điều chỉnh khe hở nhiệt được trình bày ở bảng 2.
1.6.3. Hệ thống nhiên liệu
Hệ thống nhiên liệu động cơ 4G63 là hệ thống phun xăng đa điểm điều khiển bằng điện tử. Lượng nhiên liệu được cung cấp vào xy lanh phụ thuộc vào tình trạng hoạt động của động cơ.Các tín hiệu từ các cảm biến gửi về ECU dưới dạng các xung điện áp và được ECU tính toán và ra lệnh cho cơ cấu chấp hành là vòi phun điện từ.
1.6.4. Hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát động cơ được thiết kế giữ cho mọi chi tiết của máy có nhiệt độ thích hợp trong bất kỳ điều kiện vận hành nào .
Phương pháp làm mát bằng nước. Thuộc loại lưu thông cưỡng bức do áp suất, bơm nước tạo áp suất cho nước làm mát và lưu thông nước đi khắp động cơ.
1.6.5. Hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn kiểu cưỡng bức hoàn toàn, dùng để đưa dầu bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát của các chi tiết chuyển động của động cơ.
1.6.6. Hệ thống đánh lửa
Khi dòng điện sơ cấp ngắt đột ngột trong bôbin thì điện áp cao xuất hiện bên thứ cấp của bôbin. Bộ chia điện phân phối điện áp cao đến buzi thích hợp thứ tự đánh lửa động cơ là các xylinder 1-3-4-2.
1.7. Các chức năng đặc trưng
ECU động cơ có chức năng cơ bản là tiếp nhận thông tin từ các cảm biến dưới dạng điện áp sau đó chuyển thành các tín hiệu dạng xung điện. Từ các tín hiệu mà các cảm biến đưa về ECU có nhiệm vụ xử lý và hiệu chỉnh lại các thông số hoạt động của động cơ tại thời điểm đang hoạt động.
1.8. Đặc điểm quá trình điều khiển động cơ 4G63
Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử trên động cơ (4G63) về cơ bản được chia thành ba nhóm chính:
- Các cảm biến: có nhiệm vụ nhận biết các hoạt động khác nhau của động cơ và phát ra các tín hiệu gửi đến ECU hay còn gọi là nhóm tín hiệu vào.
- ECU: có nhiệm vụ xử lý và tính toán các thông số đầu vào từ đó phát ra các tín hiệu điều khiển đầu ra.
- Các cơ cấu chấp hành: Trực tiếp điều khiển lựợng phun thông qua các tín hiệu điều khiển nhận được từ ECU.
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Hệ thống cảm biến tín hiệu đầu vào
2.1.1. Công dụng
Bộ cảm biến là thiết bị điện tử cảm nhận những trạng thái hay quá trình vật lý hay hóa học ở môi trường cần khảo sát, và biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập thông tin về trạng thái hay quá trình đó.
Có nhiều loại cảm biến khác nhau và có thể chia ra hai nhóm chính:
Cảm biến vật lý: sóng điện từ, ánh sáng, tử ngoại, hồng ngoại, tia X, tia gamma, hạt bức xạ, nhiệt độ, áp suất, âm thanh, rung động, khoảng cách, chuyển động, gia tốc, từ trường, trọng trường,...
Cảm biến hóa học: độ ẩm, độ PH, các ion, hợp chất đặc hiệu, khói,...
Có sự rất đa dạng của các hiện tượng cần cảm biến, cũng như phương cách chế ra các cảm biến, và những cảm biến mới liên tục phát triển. Việc phân loại cảm biến cũng phức tạp vì khó có thể đưa ra đủ các tiêu chí phân loại cho tập hợp đa dạng như vậy được.
2.1.2. Yêu cầu
Muốn có độ nhạy cao, sai số nhỏ, cảm biến cần có các tính chất sau:
+ Có dải thay đổi đại lượng vào cần thiết.
+ Thích ứng và thuận tiện với sơ đồ đo lường, kiểm tra.
2.1.3. Phân loại cảm biến
Có thể phân các cảm biến làm hai nhóm chính: là cảm biến tham số (thụ động) và cảm biến phát (chủ động hay tích cực).
* Nhóm phát (làm việc như một máy phát hình 7-1) bao gồm các loại cảm biến sử dụng hiệu ứng cảm ứng điện từ, hiệu ứng điện áp, hiệu ứng Holl và sự xuất hiện sức điện động của cặp nhiệt ngẫu, tế bào quang điện.
Ngoài ra còn cảm biến nhiệt điện, cảm biến hóa điện,...
* Cảm biến tham số (thụ động): thường được chế tạo từ những trở kháng có một trong các thông số chủ yếu nhạy với đại lượng cần đo. Một mặt giá trị của trở kháng phụ thuộc vào kích thước hình học của mẫu, nhưng mặt khác nó còn phụ thuộc vào tính chất điện của vật liệu như: điện trở suất, từ thẩm, hằng số điện môi.
2.2. Hộp điều khiển điện tử (ECU)
2.2.1. Công dụng
Hệ thống điều khiển động cơ theo chương trình, bao gồm các cảm biến kiểm soát liên tục tình trạng hoạt động của động cơ. Một bộ ECU tiếp nhận tín hiệu từ cảm biến, xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành.
2.2.2. Yêu cầu
Cơ cấu chấp hành luôn bảo đảm thừa lệnh ECU và đáp ứng các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến. Hoạt động của hệ thống điều khiển động cơ đem lại 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 của động cơ.
2.2.3. Phân Loại
3.2.3.1. Bộ nhớ
Bộ nhớ trong ECU chia làm 4 loại:
- ROM (Read Only Memory): Dùng trữ thông tin thường trực. Bộ nhớ này chỉ đọc thông tin từ đó ra chứ không thể ghi vào được. Thông tin của nó đã được cài đặt sẵn, ROM cung cấp thông tin cho bộ vi xử lý.
- RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, dùng để lưu trữ thông tin mới được ghi trong bộ nhớ và xác định bởi vi xử lý. RAM có thể đọc và ghi các số liệu theo địa chỉ bất kỳ.
2.3. Cơ cấu chấp hành
2.3.1. Kim phun
Là vòi phun nhiên liệu có một van điều khiển điện tử, được cung cấp nhiên liệu với áp lực từ bơm xăng và có khả năng mở và đóng van phun nhiều lần mỗi giây. Khi béc phun được tiếp nhiên liệu và áp lực từ bơm xăng, một nam châm điện sẽ di chuyển một pít tông mà mở van, cho phép nhiên liệu áp suất cao phun ra qua các lỗ phun nhỏ.
2.3.2. Đánh lửa
Trên các ô tô hiện nay, kỹ thuật số đã được áp dụng vào trong hệ thống đánh lửa từ nhiều năm nay. Việc điều khiển góc đánh lửa sớm và góc ngậm điện sẽ được máy tính đảm nhận. Các thông số như tốc độ động cơ, tải, nhiệt độ được các cảm biến mã hóa tín hiệu đưa vào ECU xử lý và tính toán để đưa ra góc đánh lửa sớm tối ưu theo từng chế độ hoạt động của động cơ.
2.3.3. Chấp hành
Trong quá trình hoạt động của động cơ. ECU liên tục nhận được những tín hiệu đầu vào từ các cảm biến. Qua đó, ECU sẽ tính ra thời gian mở kim phun. Quá trình mở và đóng của kim phin diễn ra ngắt quãng. ECU gởi tín hiệu đến kim phun trong bao lâu phụ thuộc vào độ rộng xung. Độ rộng xung thay đổi tùy theo chế độ làm việc của động cơ. Giả sử cánh bướm ga lớn khi tăng tốc thì cần nhiều nhiên liệu hơn. Do đó ECU sẽ tăng chiều dài xung.
CHƯƠNG 3
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 4G63
3.1. Các loại cảm biến sử dụng trên động cơ
3.1.1. Cảm biến Ôxy. (Oxygen sensor)
- Cấu tạo:
Cảm biến oxy có một bộ nung platin lắp vào trong phần tử cảm biến. Cảm biến Oxy đảm bảo sự đáp ứng tốt hơn khi nhiệt độ khí xả thấp nhờ vào bộ nung lắp bên trong. Vì vậy, điều khiển hồi tiếp tỷ lệ không khí – nhiên liệu có thể đạt được trong một thời gian ngắn sau khi động cơ khởi động.
- Nguyên lý hoạt động:
Chất điện cực rắn (phần tử zirconia) tạo ra một lực điện khi có một sự sai khác về sự tập trung oxy tại bề mặt bên trong của nó (bề mặt này tiếp xúc với các khí xả) và sự tập trung oxy ở bề mặt bên ngoài của nó (bề mặt này tiếp xúc với không khí bên ngoài).
3.1.2. Cảm biến đo gió.(AFS - Air Flow Sensor)
Cảm biến đo gió đo lượng không khí nạp và được lắp trên đường không khí nạp. Cảm biến đo gió (AFS) sử dụng xoáy lốc Karman để biết được lượng không khí nạp đi qua lọc gió và tạo ra tín hiệu cho biết lượng không khí nạp đến ECU.
Bộ ECU dùng tín hiệu này và tín hiệu tốc độ động cơ (vòng/phút) (tín hiệu từ cảm biến góc quay trục khủy) để tính và xác định thời gian mở kim phun cơ bản.
- Nguyên lý hoạt động:
Nếu một luồng xoáy lốc được tạo ra từ cột tạo xoáy lốc đặt trên đường ống nạp và áp suất được nhận biết thì áp suất này thay đổi mỗi khi xoáy lốc đi qua ống nạp và khi số lượng các xoáy lốc tăng lên, thì số lượng các thay đổi về áp suất cũng tăng lên tỷ lệ với sự thay đổi này. Nói cách khác, tần số của các thay đổi áp suất thì tỉ lệ với lượng không khí đi vào.
3.1.3. Cảm biến nhiệt độ khí nạp
Cảm biến này cung cấp thông tin cho bộ ECU về nhiệt độ không khí nạp. Vì vậy nó có thể giúp ECU điều chỉnh lượng nhiên liệu phun phù hợp với các thay đổi nhiệt độ dẫn đến sự thay đổi về mật độ của không khí nạp.
Cảm biến nhiệt độ khí nạp sử dụng điện trở nhiệt mà điện trở của nó giảm khi nhiệt độ tăng và ngược lại.
3.1.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.(ECT)
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát dùng để kiểm tra nhiệt độ động cơ. Cảm biến lắp trong vỏ bộ điều chỉnh nhiệt bao gồm một điện trở nhiệt mà điện trở của nó thay đổi rất lớn với các sự thay đổi về nhiệt độ.
* Nguyên lý làm việc:
Khi động cơ hoạt động, cảm biến nhiệt độ nước làm mát thường xuyên theo dõi và báo cho ECU biết tình hình nhiệt độ nước làm mát động cơ. Nếu nhiệt độ nước làm mát của động cơ thấp (động cơ vừa mới khởi động) thì ECU sẽ ra lệnh cho hệ thống phun thêm xăng khi động cơ còn nguội.
3.1.6. Cảm biến vị trí trục cam
Cảm biến trục cam là loại Hall IC. Nó có tác dụng xác định xy lanh nào đang làm việc bằng cách so sánh với cảm biến trục khuỷu.
Cảm biến là mạch tổ hợp trên cơ sở hiệu ứng Hall (hay hiệu ứng từ-điện trở) ghép vào bộ khuyếch đại- tạo hình tín hiệu.
3.1.7. Cảm biến vị trí góc quay trục khuỷu.
Cảm biến góc trục khủy nhận biết góc trục khủy bằng phần tử Hall. Bộ ECU động cơ điều chỉnh các kim phun dựa trên tín hiệu từ cảm biến này.
Cảm biến trục khuỷu là loại Hall IC.
3.1.9. Cảm biến tốc độ xe (Vehicle Speed Sensor)
Trục quay của cảm biến tốc độ được bắt trực tiếp vào bánh răng dẫn động của đồng hồ tốc độ trong hộp số. khi bánh răng bị dẫn của đồng hồ tốc độ quay, trục quay làm cho nam châm cũng quay theo. Đặt trên nam châm là một IC kết hợp với một phần tử điện trở từ (MRF). IC nhận biết sự quay của nam châm và tạo ra một tín hiệu 4 xung cho mỗi vòng quay của bánh răng bị dẫn đồng hồ tốc độ.
3.2 ECU (Bộ điều khiển điện tử ECU - Electronic Control Unit)
3.2.1. Tổng quan về ECU
Cơ cấu chấp hành luôn bảo đảm thừa lệnh ECU và đáp ứng các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến. Hoạt động của hệ thống điều khiển động cơ đem lại 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 của động cơ. ECU cũng đảm bảo công suất tối ưu ở các chế độ hoạt động của động cơ, giúp chuẩn đoán động cơ một cách hệ thống khi có sự cố xảy ra.
Điều khiển động cơ bao gồm hệ thống điều khiển nhiên liệu, góc đánh lửa, góc phối cam, ga tự động, …
3.2.2. Cấu tạo của bộ điều khiển điện tử
3.2.2.1. Bộ nhớ
Bộ nhớ trong ECU chia làm 4 loại:
- ROM (Read Only Memory): Dùng trữ thông tin thường trực. Bộ nhớ này chỉ đọc thông tin từ đó ra chứ không thể ghi vào được. Thông tin của nó đã được cài đặt sẵn, ROM cung cấp thông tin cho bộ vi xử lý.
- RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, dùng để lưu trữ thông tin mới được ghi trong bộ nhớ và xác định bởi vi xử lý. RAM có thể đọc và ghi các số liệu theo địa chỉ bất kỳ.
3.2.2.3. Đường truyền - BUS
Dùng để chuyển các lệnh và số liệu trong ECU.
Ở những thế hệ đầu tiên, máy tính điều khiển động cơ dùng loại 4, 8, hoặc 16 bit phổ biến nhất là loại 4 và 8 bit. Máy tính 4 bit chứa rất nhiều lệnh vì nó thực hiện các lệnh logic tốt hơn.
3.2.3.4. Đường truyền - BUS: Dùng để chuyển các lệnh và số liệu trong ECU
Ở những thế hệ đầu tiên, máy tính điều khiển động cơ dùng loại 4, 8, hoặc 16 bit phổ biến nhất là loại 4 và 8 bit. Máy tính 4 bit chứa rất nhiều lệnh vì nó thực hiện các lệnh logic tốt hơn. Tuy nhiên, máy tính 8 bit làm việc tốt hơn với các phép đại số, và chính xác hơn 16 lần so với loại 4 bit.
3.2.3. Cấu trúc bộ điều khiển điện tử
Cấu trúc của ECU được trình bày trên hình 2.
Bộ phận chủ yếu của nó là bộ vi xử lý (Microprocessor) hay còn gọi là CPU (Control Processing Unit), CPU lựa chọn các lệnh và xử lý số liệu từ bộ nhớ ROM và RAM, chứa các chương trình và dữ liệu đã xử lý đến các cơ cấu thực hiện.
Sơ đồ cấu trúc của CPU trên hình 3.
3.2.4. Mạch giao tiếp vào/ra (I/O)
3.2.4.1. Bộ chuyển đổi A/D (Analog to Digital Converter)
Dùng để chuyển các tín hiệu tương tự từ đầu vào, với sự thay đổi điện áp trên các cảm biến nhiệt độ, cảm biến bướm ga, …thành các tín hiệu số để bộ vi xử lý hiểu được.
3.2.4.3. Bộ nhớ trung gian (Buffer)
Chuyển tín hiệu xoay chiều thành tín hiệu sóng vuông dạng số, nó không giữ lượng đếm như trong bộ đếm. Bộ phận chính là một transistor sẽ đóng mở theo cực tính của tín hiệu xoay chiều.
3.2.4.5. Bộ ổn áp (Voltage regulator)
Trong ECU thường có hai bộ ổn áp 5V và 12V.
3.2.4.6. Mạch giao tiếp ngõ ra
Tín hiệu điều khiển từ bộ vi xử lý sẽ đưa đến các transistor công suất điều khiển relay, solenoid, motor,…Các transistor này có thể được bố trí bên trong hoặc bên ngoài ECU.
3.3. Cơ cấu chấp hành
3.3.1. Sơ đồ làm việc tổng quát của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ 4G63
- Kiểm soát phun nhiên liệu:
Số lần phun và việc hiệu chỉnh thời điểm phun được kiểm soát sao cho tổng hợp không khí/nhiên liệu được cung cấp cho động cơ tương ứng với từng trạng thái hoạt
động thay đổi liên tục của động cơ.
- Kiểm soát không khí ở chế độ không tải:
Tốc độ không tải được giữ ở tốc độ tối ưu bằng cách kiểm soát lượng không khí đi qua bướm ga tương ứng với những thay đổi trong các điều kiện không tải và tải của động cơ trong khi chạy không tải. Enginer- ECU điều khiển cho mô tơ điều khiển tốc độ không tải (ISC) để giữ động cơ chạy ở tốc độ không tải định trước phù hợp với nhiệt độ nước làm mát động cơ và tải của điều hòa.
- Chức năng tự chẩn đoán:
+ Khi phát hiện có bất thường ở một trong các cảm biến hay các cơ cấu điều chỉnh liên quan với việc kiểm soát khí thải, đèn cảnh báo (đèn kiểm tra động cơ ) sẽ chớp sáng lên để cảnh báo người lái xe.
+ Khi có bất thường được phat hiện ở một trong các cảm biến hay cơ cấu điều chỉnh, một mã số chẩn đoán tương ứng với bất thường đó sẽ được đưa ra.
3.3.2. Bơm nhiên liệu
- Kết cấu và nguyên lý hoạt động:
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, đồng thời nó có lợi trong việc cản lại sự hoá hơi nhiên liệu và rò rỉ nhiên liệu.
3.3.3. Lọc nhiên liệu
Lọc nhiên liệu lọc có nhiệm vụ lọc tất cả các chất bẩn và tạp chất khác ra khỏi nhiên liệu. Nó được lắp tại phía có áp suất cao của bơm nhiên liệu. Ưu điểm của loại lọc thấm kiểu dùng giấy là giá rẻ, lọc sạch. Tuy nhiên loại lọc này cũng có nhược điểm là tuổi thọ thấp, chu kỳ thay thế trung bình khoảng 4500km.
3.3.4. Bộ ổn định áp suất
Lượng phun nhiên liệu yêu cầu bởi động cơ được điều khiển theo thời gian khi dòng điên cung cấp từ bộ ECU động cơ đến kim phun. Vì vậy nếu như áp suất nhiên liệu khong được điều khiển thì áp suất nhiên liệu cao hơn sẽ làm tăng lượng phun nhiên liệu, và áp suất nhiên liệu thấp sẽ làm giảm lượng phun, ngay cả khi có cùng thời gian mở kim phun.
3.3.6. Hệ thống cung cấp không khí động cơ 4G63
3.4.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống
Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp không khí động cơ (4G63) được trình bày trên hình sau.
3.3.7. Các bộ phận của hệ thống cung cấp không khí
- Bầu lọc không khí.
Bụi lẫn trong không khí hút vào động cơ sẽ làm tăng mài mòn các chi tiết ma sát. Hàm lượng bụi trong không khí phụ thuộc vào môi trường mà động cơ làm việc. Vì vậy tất cả các động cơ ôtô máy kéo cần có bình lọc không khí để lọc sạch bụi chứa trong không khí trước khi nạp vào động cơ.
- Cơ cấu bướm ga:
+ Cơ cấu bướm ga được gắn vào đường ống nạp của động cơ và nối với ống cao su có gắn cám biến lươu lượng khí.
+ Vị trí bắt đầu của bướm ga điều chỉnh bằng vít tỳ.
3.3.8. Đánh lửa
Khi dòng điện sơ cấp ngắt đột ngột trong bôbin thì điện áp cao xuất hiện bên thứ cấp của bôbin. Bộ chia điện phân phối điện áp cao đến buzi thích hợp thứ tự đánh lửa động cơ là các xylinder 1-3-4-2.
Tia lửa điện áp cao đốt cháy hỗn hợp không khí nhiên liệu nén trong buồng đốt qua các buzi.
Bộ engine-ECU cung cấp và ngắt dòng sơ cấp của bôbin để điều khiển thời điểm đánh lửa.
CHƯƠNG 4
KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 4G63 TRÊN XE MITSUBISHI JOLIE
4.1. Các hư hỏng thường gặp trong quá trình sử dụng động cơ 4G63
4.1.1. Các hư hỏng thường gặp
- Đồng hồ báo tốc độ không hoạt động
- Đồng hồ tốc độ động cơ không hoạt động
- Đồng hồ nhiên liệu không hoạt động
- Đèn cảnh báo mức nhiên liệu thấp không sáng
4.2. Nguyên nhân của các hư hỏng
Nguyên nhân của các hư hỏng như bảng 4.1.
4.3. Kiểm tra kỹ thuật, bảo quản, bảo dưỡng, sửa chũa hư hỏng thông thường của hệ thống
4.3.1. Kiểm tra và bảo dưỡng ắcquy
Kiểm tra và bảo dưỡng ắcquy như bảng 4.2.
Một số hư hỏng chính:
* Ắcquy tự phóng điện:
- Trong ắc qui hình thành dòng điện cục bộ;
- Nước đổ vào ắc qui không phải là nước cất;
- Dung dịch điện phân pha chế từ axit sunfuric kỹ thuật;
- Trong dung dịch điện phân có tạp chất cơ học;
* Những tấm cực của ắc qui bị hỏng:
- Bắt ắcquy không chặt;
- Nhiệt độ dung dịch điện phân quá cao;
- Những bản cực của ắcquy bị gẫy;
- Dung dịch điện phân bị đóng bang;
4.3.2. Kiểm tra, bảo dưỡng kỹ thuật máy khởi động
Kiểm tra, bảo dưỡng kỹ thuật máy khởi động như bảng 4.3.
* Những nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục:
Hệ thống khởi động ô tô có sơ đồ điện càng phức tạp thì khả năng xẩy ra các hư hỏng càng nhiều. Hiện tượng hư hỏng ở máy khởi động thường ở các dạng sau:
- Đóng mạch máy khởi động nhưng máy khởi động không quay
Hiện tượng này chứng tỏ không có dòng điện chạy vào máy khởi động, vậy phải kiểm tra lại phần nguồn rồi sau đó kiểm tra tới đường dây nối từ nguồn đến máy khởi động.
- Máy khởi động quay chậm, đèn bị giảm độ sáng rõ rệt so với trước lúc khởi động.
Nguyên nhân có thể do ngắn mạch cuộn dây kích thích, chạm các phần ứng và các cực do vít bắt chặt các cực bị lỏng ra.
- Máy khởi động không quay, độ sáng của đèn giảm xuống đáng kể só với trước lúc khởi động.
Như thế chứng tỏ máy khởi động có tiêu thụ dòng điện và điện áp của nguồn ắcquy bị giảm
* Một số điều cần chú ý:
Khi vận hành máy khởi động phải thường xuyên nghe ngóng, theo dõi chặt chẽ mọi biểu hiện diễn biến trong quá trình máy làm việc. Thấy có hiện tượng bất thường như đóng mạch điện cho máy nhưng không thấy máy quay, hoặc máy khởi động không kéo được cho động cơ ô tô nổ… thì phải kiểm tra lại những điểm nghi vấn như phần trên đã trình bày, sau đó mới cho máy khởi động lại.
4.3.3. Kiểm tra, bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống đánh lửa bán dẫn (sử dụng Transistor)
4.3.3.1. Kiểm tra, chuẩn đoán
- Bước 1: Kiểm tra tia lửa điện cao áp:
Để dây cao áp từ bô bin cách mát một khoảng 13mm.
Khởi động và quan sát tia lửa điện.
Nếu không có hoặc yếu -> Bước 2.
- Bước 3: Kiểm tra điện nguồn cung cấp cho bô bin và IC đánh lửa.
Xoay công tắc máy On.
Kiểm tra điện áp tại cực + bô bin: Khoảng 12 vôn.
Kiểm tra điện áp tại cực B của IC đánh lửa: Khoảng 12 vôn.
Nếu không có, kiểm tra cầu chì, đường dây, công tắc..
- Bước 6: Kiểm tra khe hở từ.
Dùng căn lá kiểm tra khe hở từ: 0,2 - 0,4mm. Điều chỉnh lại nếu cần thiết.
Nếu vẫn không có tia lửa điện cao áp ->Thay mới IC đánh lửa.
4.3.3.3. Các hư hỏng của hệ thống đánh lửa
Các hư hỏng của hệ thống đánh lửa như bảng 4.5.
4.3.4. Một số hư hỏng, phương pháp kiểm tra các loại đồng hồ
4.3.4.1. Đồng hồ đo nhiệt độ nước làm mát động cơ
Đồng hồ đo loại điện từ, từ điện dùng trên ô tô khá phổ biến. Nguyên lý làm việc nói chung là gần tương tự nhau. Sau đây, chỉ xét những sự cố, phương pháp kiểm tra đối với đồng hồ đo nhiệt độ nước làm mát động cơ ô tô.
- Kinh nghiệm khai thác và vận hành đồng hồ đo nhiệt độ nước làm mát động cơ ô tô cho thấy những sự cố hỏng hóc thường là:
- Độ kín của bộ cảm biến không đảm bảo, nước rò rỉ vào trong bộ cảm biến làm cho điện trở nhiệt bị hỏng.
Trong quá trình kiểm tra bộ cảm biến, cần phải xác định giá trị điện trở của nó tương ứng với các điểm nhiệt độ cần kiểm tra. Trị số điện trở đo được xác định nhờ vonkế và ampe kế theo biểu thức :
RCB = UCB / ICB
Trong đó
RCB : điện trở của bộ cảm biến
ΔUCB : điện trở rơi trên cảm biến
ICB : cường độ dòng điện đi qua bộ cảm biến.
Vôn kế lắp trong mạch kiểm tra phải có cấp chính xác không nhỏ hơn 0,5
4.3.4.2. Kiểm tra hoạt động của đồng hồ báo nhiên liệu
Cấp điện áp ắcquy (+), (-) với cọc 2,3 qua bóng đèn thử 3.4w kiểm tra bóng sáng
Nhúng công tắc vào xăng, kiểm tra bóng tắt, nếu hoạt động không như tiêu chuẩn thì thay bộ đo mực xăng
- Kiểm tra bộ đèn cảnh báo nhiên liệu
- Kiểm tra công tắc đèn cảnh báo nhiên liệu
4.3.4.3. Kiểm tra hoạt động của đồng hồ báo nhiệt độ nước làm mát động cơ
- Rút giắc ra khỏi bộ đo nhiệt độ nước làm mát;
- Bật khóa và kiểm tra rằng kim chỉ thị ở vị trí cool;
- Nối đất cực giắc phía dây điện qua bóng đèn thử 3.4W;
4.3.4.5. Kiểm tra sự hoạt động của cảm biến tốc độ xe
Nối (+) ắcquy vào chân 1 của cảm biến và (-) ắcquy vào chân 2 của cảm biến
Nối (+) VOM vào chân 3 của cảm biến và (-) VOM vào chân 2 của cảm biến
Quay trục khủyu động cơ
KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ
* Kết luận:
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế toàn cầu, lượng ôtô lưu thông trên đường ngày càng gia tăng một cách đáng kể. Đó là tín hiệu vui nhưng cũng đồng nghĩa với lượng khí thải độc hại ngày càng tăng và môi trường đang ngày càng bị đe dọa nghiêm trọng trước tình trạng ô nhiễm.
“Hệ thống điều khiển động cơ 4G63 Jolie Mitsubishi” là một hệ thống mới đang được ứng dụng rộng rãi trên động cơ, giúp nâng cao hiệu suất của quá trình và tăng công suất động cơ, giảm được rung giật, ồn, và tiếng gõ của động cơ, đồng thời cũng giải quyết được một phần ô nhiễm của khí thải.
Các công nghệ mới áp dụng trên động cơ nói chung và trên động cơ xe Jolie Mitsubishi nói riêng đã giúp động cơ được sử dụng rộng rãi hơn để góp phần tiết kiệm tài nguyên và bảo vệ môi trường. Do đó việc tìm hiểu và giới thiệu về hệ thống 4G63 Jolie Mitsubishi là công việc mang một ý nghĩa hết sức thiết thực, giúp mọi người có thể hiểu thêm về công nghệ này.
Dưới sự hướng dẫn tận tình của Thầy : Ths…………… trong suốt thời gian thực hiện đề tài, tôi thực hiện đã bổ sung và tích lũy thêm rất nhiều kiến thức bổ ích. Và đó cũng chính là những hành trang vô cùng quý giá giúp tôi thực hiện có thêm tự tin để tiếp nhận những nhiệm vụ mới trong công việc thời gian sắp tới.
* Đề nghị:
Do kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn nhiều hạn chế nên trong quá trình thực hiện, chắc chắn đề tài sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến, truyền đạt kinh nghiệm từ quý Thầy và các đồng chí để ngày càng có nhiều đề tài hoàn thiện hơn.
Bên cạnh đó, với cùng mong muốn nâng cao kiến thức và hiểu biết về công nghệ hiện đại như các đồng chí khác, tôi thực hiện đồ án hy vọng Nhà trường, Khoa Ô tô bổ sung thêm vào chương trình giảng dạy những môn học mới, cập nhật những công nghệ tiên tiến; đồng thời trang bị thêm nhiều mô hình giảng dạy cùng các máy móc, chi tiết thực tế để học viên dễ tiếp thu, nâng cao hiệu quả trong công tác giảng dạy và học tập.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Hệ thống điện động cơ trên ô tô hiện đại, PGS.TS. Đỗ Văn Dũng
[2]. Nguyên lý động cơ đốt trong, GS.TS. Nguyễn Tất Tiến
[3]. Giáo trình kỹ thuật sửa chữa ô tô, TS. Hoàng Đình Long
[4]. Giáo trình điện tử ô tô, PGS.TS Đỗ Văn Dũng
[5]. Trang bị điện trên ô tô, KS Phạm Ngọc Tuấn
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"