79BÀI 5: CẢM BIẾN TRÊN ĐỘNG CƠ PHUN XĂNGMục tiêu của bài:Học xong bài này người học có khả năng:- Phát biểu được nhiệm vụ, cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy tính và các bộcảm biến.- Phát biểu được hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra và bảodưỡng Môđun điều khiển điện tử và các bộ cảm biến.- Bảo dưỡng Môđun điều khiển điện tử và các cảm biến đúng phương pháp và đúngtiêu chuẩn kỹ thuật do nhà chế tạo quy định.Nội dung của bài:Thời gian: 20 h (LT: 2h; TH: 18h)1 Mạch nguồnMạch nguồn là các mạch điện cung cấp điện cho ECU của động cơ. Các mạchđiện này bao gồm khoá điện, rơle chính EFI, v.v.Mạch nguồn được xe ơ tơ sử dụng thực sự gồm có 2 loại sau đây. Loại điều khiển bằng khoá điện Loại điều khiển bằng ECU động cơ1.1 Loại điều khiển bằng khố điệnNhư trình bày ở hình minh họa này, sơ đồ chỉ ra loại trong đó rơle chính EFIđược điều khiển trực tiếp từ khố điện. Khi bật khố điện ON, dịng điện chạy vàocuộn dây của rơle chính EFI, làm cho tiếp điểm đóng lại. Việc này cung cấp điện chocác cực + B và + B1 của ECU động cơ.Điện áp của ắc quy luôn luôn cung cấp cho cực BATT của ECU động cơ đểtránh cho các mã chẩn đoán và các dữ liệu khác trong bộ nhớ của nó khơng bị xóa khitắt khố điện OFF.Hình 3.1: Loại khóa điện điều khiển 801.2. Loại điều khiển bằng ECU động cơMạch nguồn trong hình minh họa là loại trong đó hoạt động của rơle chính EFIđược điều khiển bởi ECU động cơ.Loại này yêu cầu cung cấp điện cho ECU động cơ trong vài giây sau sau khi tắtkhố điện OFF. Do đó việc đóng hoặc ngắt của rơle chính EFI được ECU động cơ điềukhiển.Khi bật khóa điện ON, điện áp của ắc quy được cấp đến cực IGSW của ECUđộng cơ và mạch điều khiển rơle chính EFI trong ECU động cơ truyền một tín hiệuđến cực M-REL của ECU động cơ, bật mở rơle chính EFI. Tín hiệu này làm cho dịngđiện chạy vào cuộn dây, đóng tiếp điểm của rơle chính EFI và cấp điện cho cực +Bcủa ECU động cơ.Điện áp của ắc quy luôn luôn cung cấp cho cực BATT có lí do giống như choloại điều khiển bằng khố điện.Ngồi ra một số kiểu xe có một rơle đặc biệt cho mạch sấy nóng cảm biến tỷ lệkhơng khí - nhiên liệu, u cầu một lượng dòng điện lớn.CHÚ Ý:Trong các kiểu xe mà ECU động cơ điều khiển hệ thống khố động cơ, rơle chính EFIcũng được điều khiển bởi tín hiệu của cơng tắc báo mở khóa.Hình 3.2: Loại ECU điều khiển.KIỂM TRA RƠ LE CHÍNH EFIRơ le chính EFI dạng rơ le thường mở.Bước1: 81Kiểm tra điện trở cực 3 và 4: Không liên tục.Kiểm tra điện trở cực 1 và 2: 60 - 90.Bước 2:Cấp nguồn 12 vôn vào cực 1 và 2.Kiểm tra điện trở cực 3 và 4: R = 0.Hình 3.3: Cách kiểm tra relay chínhMẠCH ĐIỆN NGUỒN CUNG CẤP CHO ECUKiểu 1: 82Hình 3.4: Mạch nguồn ECUContact máyOffOn+BVVECU+B1VVĐiện áp (V)BATTVVV Cực điện nguồn cung cấp thường xuyên cho ECU để lưu trữ các dữ liệu trong bộnhớ ngay cả contact máy ở vị trí off. Cực E1 của ECU được nối với thân động cơ. Khi contact máy On, khơng có điện áp tại cực +B, +B1 của ECU. Kiểm tra cầu chìEFI (15A), cầu chì IGN (7.5A) và rơ le chính EFI.Kiểu 2:Khi contact máy ở vị trí IG, có dịng điện cung cấp cho ECU ở cực IG SW. Mạch điềukhiển rơ le chính cung cấp dịng điện qua cuộn dây của rơ le EFI làm tiếp điểm đóngvà có nguồn cung cấp cho ECU ở cực +B và +B1.Contact máyOffOn+BVVECU+B1VVHình 3.5: Mạch nguồn ECUĐiện áp (V)BATTVVV 83MẠCH ĐIỆN 5 VƠNMạch điện 5 vơn Vcc: Cung cấp nguồn cho bộ vi xử lý. Cấp nguồn 5 vôn từ cực Vcc cho các cảm biến. Cấp nguồn 5 vơn qua điện rở cho các cảm biến.Hình 3.6: Mạch 5V1. Hãy cung cấp điện nguồn cho ECU.2. Kiểm tra điện áp tại các cực sau.a. Vcc ..............................b. THW ...........................c. THA ............................d. IGF ..............................e. IGT ..............................3. Có kết luận gì?CÁC CỰC CỦA ECUf. PIM. ................................g.VTA ................................. 84Quan sát sơ đồ cực của ECU và điền vào bảng sau.1. Kiểu bộ đo gió: ...........................................................2. Các cực của bộ đo gió:a ....................... b ....................... c .......................3. Các cực cảm biến nhiệt độ nước:a ....................... b .......................4. Các cực cảm biến nhiệt độ khơng khí: a ....................... b .......................5. Các cực cảm biến ôxy:a .......................6. Các cực cảm biến tốc độ xea .......................7. Các cực cảm biến vị trí bướm gaa ....................... b ....................... c: ......................8. Van điều khiển tốc độ cầm chừnga ....................... b .......................9. Điện ắc quya .......................10. Ly hợp điện từ hệ thống điều hoàa .......................11. Contact đèn phanha .......................12. Rơ le đèn kích thướca .......................13. Đầu kiểm traa ....................... b ....................... c .......................14. Rơ le chính EFIa ....................... b .......................15. Ignitera. ...................... b .......................16. Bộ chia điệna ....................... b ....................... c .......................17.Tín hiệu khởi độnga .......................18. Tín hiệu contact tay sốa .......................19. Contact điều khiển nhiên liệua .......................20. ECU nối máta ....................... b ....................... c .......................21. Kim phuna ....................... b .......................22. Đèn kiểm traa ....................... 852 Các cảm biến tín hiệu2.1 Cảm biến gió nạpCơng cụ dùng để đo lượng gió nạp vào động cơ. Đây là một trong những cảmbiến quan trọng nhất của hệ thống L- Jetronic. Tín hiệu lượng gió được dùng để tính tathời gian phun cơ bản.Bộ đo gió gồm có các kiểu sau:Để xác định lượng khí nạp (lượng gió) đi vào xylanh trong L-Jetronic, người tasử dụng các loại cảm biến khác nhau, nhưng ta có thể phân làm 2 kiểu: đo lưulượng với thể tích dịng khí (cánh trượt, Karman …) và đo lưu lượng bằng khốilượng dịng khí (dây nhiệt).2.1.1 Cảm biến đo gió dạng xốy lốc (Karman):a. Nguyên lý làm việc: Các cảm biến loại này dựa trên hiện tượng vật lý sau:Khi cho dòng khí đi qua một vật thể cố định khó chảy vịng (thanh tạoxốy - Karman Vortex) thì phía sau nó sẽ xuất hiện sự xốy lốc thay đổituần hồn được gọi là sự xoáy lốc Karman. Đối với một ống dài vơ tậncó đường kính d, quan hệ giữa tần số xốy lốc f và vận tốc dịng chảy Vđược xác định bởi số Struhall:f.dSVTrong hiệu ứng Karman nêu trên, số Struhall không đổi trong dải rộngcủa các số Reinolds, nên vận tốc dịng chảy hay lưu lượng khí đi qua tỉ lệthuận với tần số xoáy lốc f và có thể xác định V bằng cách đo f .Vf.dSLý thuyết về sự xốy lốc khi dịng khí đi ngang qua vật cản đã được đưara bởi Struhall từ năm 1878. Nhưng mãi đến năm 1934, dụng cụ đo đầutiên dựa trên lý thuyết này mới được chế tạo.Ngày nay có rất nhiều sáng chế trong lĩnh vực này được ứng dụng để đolưu lượng khí nạp trong hệ thống điều khiển phun xăng, nhưng trongkhn khổ giáo trình này chỉ khảo sát hai loại chính: loại Karman quangvà loại Karman siêu âm. Karman kiểu quangLà loại cảm biến đo lưu lượng gió kiểu quang đo trực tiếp thể tích khínạp. 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.b. Cấu tạo và nguyên lý hoạt độngCảm biến Karman quang có cấu tạo như trình bày trên hình sau, bao gồmmột trụ đứng đóng vai trị của bộ tạo dịng xốy, được đặt ở giữa dịng khí 86nạp. Khi dịng khí đi qua, sự xốy lốc sẽ được hình thành phía sau bộ tạoxốy cịn gọi là các dịng xốy Karman.Các dịng xốy Karman đi theo rãnh hướng làm rung một gương mỏngđược 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 lưulượng khí nạp. Tần số f được xác định theo cơng thức sau:f S.VdTrong đó:V: vận tốc dịng khíd: đường kính trụ đứngS: 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 khơng khí đivào các xylanh, từ đó tính ra lượng xăng phun cần thiết.1.2.3.4.5.6.7.8.Photo - transistorĐn ledGương (được trng nhơm)Mạch đếm dịng xốyLưới ổn địnhVật tạo xốyCảm bíến p suất khí trời.Dịng xốy.Hình 3.16: Bộ đo gió kiểu Karman quangKhi lượng gió vào ít, tấm gương rung ít và photo - transistor sẽ đóng mở ởtần số f thấp. Ngược lại, khi lượng gió vào nhiều, gương rung nhanh và tầnsố f cao.LEDPhoto - transistorGươngGió vàoítLưu lượnggió trungbìnhBộ tạo xoáyHình 3. 17: Cấu tạo và dạng xung loại KarmanGió vàonhiều 87Mạch điệnVCKSLEDECUE2E1Photo - transitorHình 3.18: Mạch điện đo gió kiểu Karman quangSóng siêu âmNguồn cung cấp102Khuếch đại107Loa phátDòng xoáyKarmanĐếnbướm ga5VBộ nhậnBộ điều chỉnh10Hình 3.19: Cấu tạo cảm biến đo gió Karman kiểu siêu âmPhương pháp đo gióKhi dịng khí đi qua cục tạo xốy dạng cột với mặt cắt hình tam giác, nósẽ tạo ra 2 dịng xốy ngược chiều nhau: một dòng theo chiều kim đồnghồ và dòng kia ngược chiều kim đồng hồ (dịng xốy Karman). Tần sốxuất hiện dịng xốy tỉ lệ thuận với lưu lượng khí nạp tức phụ thuộc vàođộ mở của cánh bướm ga. 88Hình 3.20: Cách tạo xốy lốcKhi khơng có dịng khí đi qua thì cục tạo xốy khơng thể phát ra dịngxốy Karman, vì thế sóng siêu âm được lan từ bộ phận phát sóng (loa)đến bộ nhận sóng (micro) trong một thời gian cố định T được dùng làmthời gian chuẩn để so. (xem hình 6.16).Loa phátT1T1T1Thời gianchuẩnTT2T2Bộ nhậnXung đã hiệu chỉnhHình 3.21: Bộ phát sóng và dạng xungSóng siêu âm khi gặp dịng xốy theo chiều kim đồng hồ đi qua sẽ truyềnđến bộ nhận nhanh hơn tức thời gian để sóng siêu âm đi qua đường kínhd của ống nạp T1 ngắn hơn thời gian chuẩn T.Loa phátBộ nhậnLoa phátBộ nhậnHình 3.22: Dịng khí xốy cùng chiềuDịng khí ngược chiều sóng siêu âmsóng siêu âmTrong trường hợp sóng siêu âm gặp dịng xốy ngược chiều kim đồnghồ, thời gian để bộ nhận sóng nhận được tín hiệu từ bộ phát là T2 lớn hơnthời gian chuẩn T .Như vậy, khi khơng khí đi vào xylanh, do các dịng xoáy thuận vànghịch chiều kim đồng hồ liên tục đi qua giữa bộ phát và bộ nhận nên 89thời gian đo được sẽ thay đổi. Cứ mỗi lần thời gian sóng truyền thay đổitừ T2 đến T, bộ chuyển đổi sẽ phát ra 1 xung vng.Khi gió vào nhiều, sự thay đổi về thời gian sẽ nhiều hơn và bộ điều chỉnhphát xung sẽ phát ra xung vuông với tần số lớn hơn. Ngược lại, khi gióvào ít, ECU sẽ nhận được các xung vng có mật độ thưa hơn. Như vậythể tích gió đi vào đường ống nạp tỉ lệ thuận với tần số phát xung của bộđiều chỉnh.Khi có ít không khí đi quaKhi có nhiều không khíđi quaTT11TT2T2Tín hiệu xung ra ở bộ biến đổimodulatorTín hiệu xung ra ở bộ biến đổiHình 3.23: Xung ra của bộ đo gío Karman siu m thay đổi theolưu lượng khí nạpMạch điện+5VBộ nhậnsóng+12VBộtạosóngBộ phátsóngBộđiềuchỉnhCPUECUHình 3.24: Mạch điện cảm biến đo gió Karman siêu âm 90PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRABộ đo gió kiểm tra lượng khơng khí nạp vào động cơ bằng cách dùng dịng xốyKarman để xác định lưu lượng khơng khí nạp. Tín hiệu KS và tín hiệu số vịng quayđộng cơ dùng để xác định thời gian phun cơ bản. Trong bộ đo gió cịn bố trí cảm biếnnhiệt độ khơng khí nạp và cảm biến áp suất nạp.Hình 3.25: Đo gió karman quangKIỂM TRA BỘ ĐO GIÓ KARMAN.KARMAN QUANGTOYOTA1. Tháo giắc gim điện đến bộ đo gió Karman.2. Xoay contact máy on.3. Kiểm tra điện nguồn cung cấp đến bộ đo gió: Vc = 5 vôn.4. Kiểm tra điện áp tại cực KS: khoảng 5 vôn.5. Kiểm tra sự liên tục của cực E2 với mát. 91Hình 3.26: Sơ đồ mạch điện đo gió karman quang6. Dùng máy đo xung, kiểm tra tần số xung khi thổi khơng khí đi qua bộ đo gió.7. Nếu khơng có xung -> thay mới bộ đo gió.MITSUBISHI – NISSANCác cực của bộ đo gió Karman quang:Cực 1: Nguồn 5 vôn từ ECU cung cấp cho cảm biến áp suất nạp Vcc2: Tín hiệu cảm biến áp độ cao HAC3: Tín hiệu KS4: Nguồn 12 vơn cấp từ Engine control relay.5: Mát cảm biến E2.6: Tín hiệu cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp THA7: Nối với ECU.8: Khơng sử dụng.KIỂM TRA1. Tháo giắc gim điện đến bộ đo gió Karman. 922. Xoay contact máy on.3. Kiểm tra điện nguồn cung cấp đến bộ đo gió: khoảng 12 vơn4. Kiểm tra điện áp tại cực KS: khoảng 5 vôn.5. Kiểm tra sự liên tục của cực E2 với mát.6. Dùng máy đo xung, kiểm tra tần số xung khi thổi không khí đi qua bộ đo gió.7. Nếu khơng có xung -> thay mới bộ đo gió.Hình 3.27: Kiểm tra karman quangKIỂM TRA BỘ ĐO GIĨ BẰNG LEDHình 3.28: Kiểm tra karman quang bang led 931. Cực +B của bộ đo gió được nối với cực (+) ắc quy.2. Cực E2 nối với (-) ắc quy.3. Cực KS nối với dương ắc quy qua một led và một điện trở 1K.4. Thổi khơng khí qua bộ đo gió, kiểm tra sự chớp tắt liên tục của led.5. Dùng thiết bị đo xung kiểm tra tần số xung.KARMAN SIÊU ÂMCác cực của bộ đo gió:Cực 1: Tín hiệu KS của bộ đo gió.2: Nguồn 12 vơn cung cấp từ rơ le điều khiển động cơ.3: Nguồn 5 vôn cung cấp cho cảm biến độ cao.4: Mát cảm biến.5: Tín hiệu cảm biến độ cao HAC.6: Tín hiệu cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp THA.KIỂM TRA123456Hình 3.29: Karman siêu âm1. Tháo giắc gim điện đến bộ đo gió Karman siêu âm.2. Xoay contact máy on.3. Kiểm tra điện nguồn cung cấp đến bộ đo gió: khoảng 12 vôn4. Kiểm tra điện áp tại cực KS: khoảng 5 vôn.5. Kiểm tra sự liên tục của cực E2 với mát.6. Dùng máy đo xung, kiểm tra tần số xung khi thổi khơng khí đi qua bộ đo gió.7. Nếu khơng có xung -> thay mới bộ đo gió. 94KIỂM TRA BỘ ĐO GIÓ BẰNG LED1. Cực số 2 (+B) của bộ đo gió được nối với cực (+) ắc quy.2. Cực số 4 (E2) nối với (-) ắc quy.3. Cực số 1 (KS) nối với dương ắc quy qua một led và một điện trở 1K.4. Thổi không khí qua bộ đo gió, kiểm tra sự chớp tắt liên tục của led.5. Dùng thiết bị đo xung kiểm tra tần số xung.Hình 3. 30: Kiểm karman siêu âm2.1.3 Cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt (trong LH - Jetronic).Nguyên lý của bộ đo gió kiểu nhiệt dưạ trên sự phụ thuộc của năng lượngnhiệt W thoát ra từ một linh kiện được nung nóng bằng điện (phần tử nhiệt)như : dây nhiệt, màng nhiệt hoặc điện trở nhiệt (thermistor) được đặt trongdịng khí nạp vào khối lượng gió G đi qua và được tính theo cơng thức sau:W K.t .GnTrong đó:K: hằng số tỉ lệt: chênh lệch nhiệt độ giữa phần tử nhiệt và dịng khí.n: hệ số phụ thuộc vào đặc tính trao đổi nhiệt giữa phần tử nhiệt vàmơi trường.Sơ đồ cảm biến đo gió dây nhiệt loại nhiệt độ khơng đổi được trình bày trênhình.Điện trở RH (được nung nóng) và điện trở bù nhiệt RK (làm bằng platin) đượcmắc vào hai nhánh của cầu Wheatstone. Cả hai điện trở này đều được đặt trênđường ống nạp. 95Khi nối các ngõ vào của khuếch đại thuật toán l (OP AMP) với đường chéocủa cầu, OP AMP1 sẽ giữ cho cầu ln được cân bằng (có nghĩa là VA –VB =0) bằng cách điều khiển transitor T1 và T2 , làm thay đổi cường độ dòng điệnchảy qua cầu.Như vậy, khi có sự thay đổi lượng khơng khí đi qua, giá trị điện trở đo RH thayđổi làm cho cầu mất cân bằng, OP AMP1 điều chỉnh dòng qua cầu giữ cho giátrị RH không đổi và cầu sẽ cân bằng với bất cứ vận tốc vào của dịng khơngkhí. Tín hiệu điện thế ra của mạch đo được lấy từ R2 có hệ số nhiệt điện trở rấtnhỏ, do đó tỉ lệ thuận với dịng điện đi qua nó. Tín hiệu này sau khi đi qua cầuphân thế gồm R3 và R4 được đưa đến OP AMP2 giữ chức năng chuyển phát.Điện trở R4 dùng để điều chỉnh điện thế ở ngõ ra.+RBT1RH+URKAT2A1–U+A2B+RPUoutR3R2R1+UR6R5R4R7+Hình 3.31: Mạch điện cảm biến đo gió kiểu dây nhiệtViệc xác lập khoảng chênh lệch nhiệt độ t giữa phần tử nhiệt RH và nhiệt độdịng khí được điều chỉnh bởi RP .Nếu t càng lớn thì độ nhạy của cảm biến càng tăng.U (V)t = 1160C3t = 560C2t = 300C1100200300400G (Kg/h)Hình 3.32: Sự phụ thuộc của hiệu điện thế ngõ ra vào khối lượng khí nạp ở cácmức chênh lệch nhiệt độ khác nhau. 96Khi nhiệt độ khơng khí nạp thay đổi sẽ dẫn tới sự thay đổi t. Vì vậy, vấn đềcân bằng nhiệt được thực hiện bởi RK mắc ở một nhánh khác của cầuWheatstone. Thông thường trong các mạch tỉ lệ RH : RK =1:10.Trong quá trình làm việc, mạch điện tử luôn giữ cho sự chênh lệch nhiệt độ tgiữa dây nhiệt và dịng khơng khí vào khoảng 1500C (air mass sensorBOSCH).Để làm sạch điện trở nhiệt (bị dơ vì bị bám bụi, dầu…), trong một số ECUdùng cho động cơ có phân khối lớn, với số xylanh Z 6 cịn có mạch nungdây nhiệt trong vịng một giây, đưa nhiệt độ từ 1500C lên 10000C sau khi tắtcông tắc máy, trong trường hợp động cơ đã chạy trên 1500 vòng/phút, tốc độxe trên 20km/h và nhiệt độ nước dưới 1500C (air mass senssor NISSAN). Theosố liệu của một số hãng, độ ẩm của khơng khí gần như khơng ảnh hưởng đếnđộ chính xác của cảm biến.Trên cảm biến hãng HITACHI, cảm biến đo gió loại dây nhiệt thường đượcđặt trên mạch gió rẽ, song song với đường gió chính. Nhờ vậy mà hoạt độngcủa cảm biến ít phụ thuộc vào sự rung động của dịng khí.Thang đo của cảm biến từ 9 360 kg/h sai số 5 7% và có độ nhạy cao nhờhằng số thời gian của mạch chỉ vào khoảng 20ms.Đối với các xe MỸ (GM, FORD…) thay vì dây nhiệt, người ta sử dụng màngnhiệt. Cảm biến đo gió loại màng nhiệt khắc phục được nhược điểm chủ yếucủa loại dây nhiệt là độ bền cơ học của cảm biến được tăng lên.Hình 6.23 trình bày cấu tạo cảm biến đo gió loại màng nhiệt của hãngGENERAL MOTORS. Màng 5 gồm hai điện trở: điện trở đo RH và điện trở bùnhiệt RK được phủ trên một đế làm bằng chất dẻo. Sự chênh lệch nhiệt độ củaRH với dịng khơng khí được giữ ở 70oC nhờ mạch tương tự như hình 6.21.Thang đo của cảm biến trong khoảng 15470 kg/h.Hình 3.32: Cảm biến đo gió loại màng nhiệt1. Thân; 2. Cảm biến nhiệt độ khơng khí; 3. Lưới ổn định;4.Kênh đo; 5. Màng nhiệt; 6. Mạch điện tử 97Khi thiết kế cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt, đặt trên đường ống nạp của độngcơ cần lưu ý những đặc điểm sau:1. Cảm biến bị tác động bởi dịng khí trong đường ống nạp, bất kỳ từ hướngnào nên có thể tăng độ sai số khi có sự xung động của dịng khí.2. Trên các chế độ chuyển tiếp của động cơ, (tăng tốc, giảm tốc…) do cảmbiến có độ nhạy cao nên có thể xảy ra trường hợp khơng ăn khớp giữa tínhiệu báo về ECU và lượng khơng khí thực tế đi vào buồng đốt. Điều đó sẽxảy ra nếu khơng tính đến vị trí lắp đặt của cảm biến và các q trình khíđộng học trên đường ống nạp, sẽ làm trễ dịng khí khi tăng tốc độ đột ngột.3. Cảm biến đo gió kiểu nhiệt đo trực tiếp khối lượng khơng khí nên ECUkhơng cần mạch hiệu chỉnh hịa khí theo áp suất khí trời cho trường hợp xechạy ở vùng núi cao.4. Vít chỉnh CO trên cảm biến không nằm trên đường bypass mà là biến trởgắn trên mạch điện tử.5. Trên một số xe, cảm biến đo gió kiểu nhiệt được kết hợp với kiểu xốyKarman. Khi dịng khơng khí đi qua vật tạo xốy, sự xốy lốc của khơngkhí sẽ ảnh hưởng đến nhiệt độ dây nhiệt theo tần số xoáy lốc. Tần số này tỉlệ thuận với lượng khơng khí và được đưa về ECU xử lý để tính lượngxăng tương ứng.Cảm biến kiểu nhiệt trước đây thường gặp trên các động cơ phun xăng có tăngáp (Turbo charger), vì áp lực lớn trên đường ống nạp nên không thể sử dụngMAP sensor hoặc cảm biến đo gió loại cánh trượt.Nhờ có qn tính thấp, kết cấu gọn, nhẹ, khơng có phần tử di động và ít cảngió, nên cảm biến đo gió kiểu nhiệt đã được ứng dụng rộng rãi trong hệ thốngđiều khiển phun xăng hiện nay. 98KIỂM TRA BỘ ĐO GIÓ DÂY NHIỆTPHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆNBộ đo gió dây nhiệt có 3 cực. +B: nguồn cung cấp từ rơ le EFI. E2G: mát cảm biến. VG: tín hiệu xác định khối lượng khơng khí nạp.Hình 3.33: Đo gió dây nhiệtĐIỆN NGUỒN CUNG CẤP CHO BỘ ĐO GIÓ Xoay contact máy on. Tháo giắc gim điện đến bộ đo gió. Kiểm tra điện áp tại cực +B : 12 vôn. Xoay contact máy off. Kiểm tra sự liên tục cực E2G với mát.Hình 3.34: Vị trí giắc chân đo gió dây nhiệt 99Hình 3.35: Đo gió dây nhiệtKIỂM TRA TÍN HIỆU VG1. Nối giắc gim điện trở lại bộ đo gió.2. Xoay contact máy on.3. Đo điện áp tại cực VG với E2G.4. Thổi khơng khí qua bộ đo gió: Điện áp VG gia tăng khi lượng khơng khí nạp tăng. Nếu khơng đúng -> thay bộ đo gió.Hình 3.36: Kiểm tra tín hiệu VG 100KIỂM TRA MÃ LỖI1. Khi nào mạch điện của cảm biến khối lượng khơng khí nạp là khơng bình thường.2. Trình bày phương pháp kiểm tra mã lỗi của cảm biến khối lượng khơng khí nạp.THƠNG SỐ KỸ THUẬTHÃNG TOYOTA:CựcVG – E2CựcVG – E21MZ – FE 1997 – 2003 (ToYoTa)Điều kiệnCầm chừng – Tay số N hoặc P1FZ – FE 1995 – 1998 (Toyota)Điều kiệnCầm chừngĐiện áp (V)1,1 – 1,5Điện áp1,3 – 2,4 Vôn 1012.1.4 Cảm biến áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp (MAP - ManifoldAbsolute Pressure sensor)Khác với L-Jetronic, trên hệ thống phun xăng loại D-Jetronic lượng khí nạp đivào xylanh được xác định gián tiếp (phải tính lại) thơng qua cảm biến đo ápsuất tuyệt đối trên đường ống nạp. Khi tải thay đổi, áp suất tuyệt đối trongđường ống nạp sẽ thay đổi và MAP sensor sẽ chuyển thành tín hiệu điện thếbáo về ECU để tính ra lượng khơng khí đi vào xylanh. Sau đó, dựa vào giá trịnày ECU sẽ điều khiển thời gian mở kim phun và thời điểm đánh lửa.Có ba loại: Loại áp điện kếa. Cấu tạo và nguyên lý hoạt độngLoại cảm biến này dựa trên nguyên lý cầu Wheatstone. Mạch cầuWheatstone được sử dụng trong thiết bị nhằm tạo ra một điện thế phùhợp với sự thay đổi điện trở.11. Mạch bán dẫn2. Buồng chân khơng3. Giắc cắm234. Lọc khí5. Đường ống nạp45Hình 3.37: Cảm biến áp suất đường ống nạpCảm biến bao gồm một tấm silicon nhỏ (hay gọi là màng ngăn) dày hơnở hai mép ngoài (khoảng 0,25 mm) và mỏng ở giữa (khoảng 0,025 mm).Hai mép được làm kín cùng với mặt trong của tấm silicon tạo thànhbuồng chân khơng trong cảm biến. Mặt ngồi tấm silicon tiếp xúc với ápsuất đường ống nạp. Hai mặt của tấm silicon được phủ thạch anh để tạothành điện trở áp điện (Piezoresistor).Khi áp suất đường ống nạp thay đổi, giá trị của điện trở áp điện sẽ thay đổi. Các điệntrở áp điện được nối thành cầu Wheatstone.Khi màng ngăn không bị biến dạng (tương ứng với trường hợp động cơ chưa hoạtđộng hoặc tải lớn), tất cả bốn điện trở áp điện đều có giá trị bằng nhau và lúc đó khơngcó sự chênh lệch điện áp giữa 2 đầu cầu. Khi áp suất đường ống nạp giảm, màngsilicon bị biến dạng dẫn đến giá trị điện trở áp điện cũng bị thay đổi và làm mất cânbằng cầu Wheastone. Kết quả là giữa 2 đầu cầu sẽ có sự chênh lệch điện áp và tín hiệunày được khuếch đại để điều khiển mở transistor ở ngõ ra của cảm biến có cực C treo.Độ mở của transistor phụ thuộc vào áp suất đường ống nạp dẫn tới sự thay đổi điện ápbáo về ECU. 1025V5KECU15KR1 R2R4 R315K5KKhuếch đạiHình 3.38: Sơ đồ nguyên lý cảm biến áp xuất đường ống nạpb. Mạch điệnVCVCPIMPIME2E2ECU5VICE1Điện áp ngõ ra (PIM)Hình 3.39: Mạch điện cảm biến áp suất đường ống nạpc. Đường đặc tuyến421150(20)450(60)750(100)mmHg(kPa)Hình 3.40: Đường đặc tuyến của MAP sensorHiện nay trên các ô tô, tồn tại 2 loại cảm biến đo áp suất tuyệt đối trênđường ống nạp khác nhau về tín hiệu đầu ra: điện thế (TOYOTA,HONDA, DAEWOO, GM, CHRYSLER…) và tần số(FORD). Ở loạiMAP điện thế, giá trị điện thế thấp nhất (lúc cánh bướm ga đóng hồntồn) và giá trị cao nhất ( lúc tồn tải) cũng phụ thuộc vào loại xe, gâykhó khăn cho việc lắp lẫn. 103 Loại điện dungCảm biến này dựa trên nguyên lý thay đổi điện dung tụ điện. Cảm biến baogồm hai đĩa silicon đặt cách nhau tạo thành buồng kín ở giữa. Trên mỗi đĩacó điện cực nối hai tấm silicon với nhau. Áp suất đường ống nạp thay đổi sẽlàm cong hai đĩa vào hướng bên trong, làm khoảng cách giữa hai đĩa giảmkhiến tăng điện dung tụ điện. Sự thay đổi điện dung tụ điện sinh tín hiệuđiện áp gởi về ECU để nhận biết áp suất trên đường ống nạp.Đường ốngnạpĐĩaĐĩaBuồngngănE C UHình 3.42: Sơ đồ cấu tạo cảm biến MAP loại điện dung Loại sai lệch từ tuyến tínhSơ đồ nguyên lý MAP sensor loại sai lệch từ tuyến tínhCảm biến này bao gồm một cuộn dây sơ cấp, hai cuộn dây thứ cấp quấn ngược chiềunhau và một lõi sắt di chuyển. Một nguồn điện áp xoay chiều được cung cấp cho cuộnsơ cấp. Khi lõi ở vị trí giữa, chênh lệch điện thế giữa hai cuộn thứ cấp bằng không. Khiáp suất đường ống nạp thay đổi, buồng khí áp sẽ hút lõi thép di chuyển phù hợp với tảiđộng cơ, lúc này từ thông qua hai cuộn thứ cấp sẽ khác biệt gây nên sự chênh lệch điệnthế. Tín hiệu điện thế từ các cuộn thứ cấp được gởi về ECU nhận biết tình trạng ápsuất trên đường ống nạp.Đường ống nạpĐường ống nạpVOUTVOUTVINECUVOUTVINECUVOUTHình 3.43: Cảm biến áp suất đường ống nạp |
