Luận Văn Nghiên cứu hệ thống đánh lửa trên xe trên động cơ 1ZZ-FE

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 9
Chương I 11
NHIỆM VỤ,YÊU CẦU,PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 11
1.1. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 11
1.1.1. Nhiệm vụ của hệ thống đánh lửa. 11
1.1.2. Yêu cầu của hệ thống đánh lửa 11
1.1.2.1. Tia lửa 11
1.1.2.2. Thời điểm đánh lửa chính xác: 12
1.1.2.3. Độ bền của hệ thống: 12
1.2. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA. 12
1.2.1. Theo nguyên lý tích lũy năng lượng. 12
1.2.2. Theo đặc điểm kết cấu của các phần tử tạo trong bộ phận tạo xung áp 12
1.2.3. Phân loại theo phương pháp điều khiển bằng cảm biến. 13
1.2.4. Phân loại theo cách phân bố điện cao áp 13
1.2.5. Phân loại theo phương pháp điều khiển góc đánh lửa sớm. 13
1.2.6. Phân loại theo kiểu ngắt mạch sơ cấp. 13
Chương II 14
PHÂN TÍCH CẤU TẠO,NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
2.1. LÝ THUYẾT CHUNG CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA. 14
2.1.1. Các thông số chủ yếu của hệ thống đánh lửa. 14
2.1.1.1. Hiệu điện thế thứ cấp cực đại Uđl 14
2.1.1.2. Hiệu điện thế đánh lửa 14
2.1.1.3. Hệ số dự trữ Kđt. 14
2.1.1.4. Năng lượng dự trữ Wđl 15
2.1.1.5. Tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp S 15
2.1.1.6. Tần số và chu kỳ đánh lửa. 15
2.1.1.7. Năng lượng tia lửa và thời gian phóng điện. 16
2.1.1.8. Các giai đoạn của quá trình đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu 16
2.1.2. Điều kiện thời điểm đánh lửa 18
2.1.2.1. Điều khiển theo tốc độ động cơ 19
2.1.2.2. Điều khiển theo tải trọng động cơ 19
2.1.2.3. Điều khiển tiếng gõ động cơ 20
2.1.2.4. Góc đánh lửa sớm: 21
2.2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 22
2.2.1. Hệ thống đánh lửa thường 22
2.2.1.1. Sơ đồ, cấu tạo hệ thống đánh lửa thường. 22
2.2.1.2. Nguyên lý hoạt động hệ thống đánh lửa thường. 23
2.2.1.3. Một số bộ phận chính của hệ thống đánh lửa thường. 24
a) Biến áp đánh lửa 24
b) Bugi 26
c) Bộ đánh lửa sớm 27
2.2.1.4. Ưu, nhược điểm của hệ thống đánh lửa thường. 27
2.2.2. Hệ thống đánh lửa bán dẫn 27
2.2.2.1. Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn: 27
2.2.2.2. Nguyên lý hoạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn 28
2.2.2.3. Một số bộ phận chính hệ thống đánh lửa đánh lửa bán dẫn.
a) Bộ chia điện với cảm ứng điện từ 28
b) Bộ chia điện với cảm biến Hall 30
c) Bộ chia điện với cảm biến quang học 30
2.2.2.4. Ưu và nhược điểm của hệ thống đánh lửa bán dẫn 31
2.2.3. Hệ thống đánh theo chương trình. 31
2.2.3.1. Sơ đồ hệ thống đánh lửa theo chương trình. 31
2.2.3.2. Nguyên lý hoạt động hệ thống đánh lửa theo chương trình. 31
1.3.3.3. Nguyên lý hoạt động bộ điều khiển đánh lửa sử dụng ESA 33
a) Góc đánh lửa sớm
b) Hiệu chỉnh góc đánh lửa theo chế độ làm việc của động cơ.
2.2.3.4. Các bộ phận chính của hệ thống 39
a) Cảm biến lưu lượng khí nạp. 39
b) Cảm biến nhiệt độ khí nạp. 41
c) Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. 42
d) Cảm biến vị trí bướm ga. 43
f) Cảm biến kích nổ. 43
g) Cảm biến ô xy. 45
h) Cảm biến vị trí trục khuỷu. 46
i) Cảm biến vị trí trục cam 46
k) Bộ xử lý và điều khiển trung tâm ECU. 47
m) Bộ chuyển đổi Analog/Digital (A/D) 47
n) Vi điều khiển 47
i) Chương trình điều khiển. 48
2.2.3.5. Ưu, nhược điểm của hệ thống đánh lửa theo chương trình.
2.2.4. Hệ thống đánh lửa trực tiếp. 49
2.2.4.1. Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp 50
2.2.4.2. Nguyên lý hoạt động hệ thống đánh lửa trực tiếp. 50
2.2.4.3. Ưu và nhược điểm hệ thống đánh lửa trực tiếp 52
CHƯƠNG III 53
SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỀU KIỂN VÀ NGUYÊN LÝ, CẤU TẠO CỦA CÁC BỘ PHẬN CHÍNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRONG ĐỘNG CƠ 1ZZ-FE 53
3.1. SƠ ĐỒ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ĐỘNG CƠ 1ZZ-FE. 53
3.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG ĐÁNH LỦA TRÊN ĐỘNG CƠ 1ZZ-FE. 54
3.2.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa trên động cơ 1ZZ-FE 54
3.2.2. Sơ đồ mạch đánh lửa động cơ 1ZZ-FE 56


CHƯƠNG IV 57
QUY TRÌNH CHẨN ĐOÁN BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA SAI HỎNG HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRONG ĐỘNG CƠ 1ZZ–FE. 57
4.1. QUY TRÌNH KIỂM TRA, SỬA CHỮA CHUNG HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA. 58
4.1.1. Quy trình kiểm tra chung các hư hỏng hệ thống đánh lửa 58
4.1.1.1. Kiểm tra tia lửa ở bugi 59
4.1.1.2. Kiểm tra điện áp thấp qua cuộn sơ cấp biến áp đánh lửa 60
4.1.1.3. Kiểm tra tín hiệu điều khiển modun đánh lửa 61
4.1.1.4. kiểm tra, điều chỉnh thời điểm đánh lửa 61
4.1.2. Kiểm tra, sửa chữa các bộ phận hệ thống đánh lửa 62
4.1.2.1. Kiểm tra bugi 62
4.1.2.2. Kiểm tra dây cao áp 63
4.1.2.3. Kiểm tra bộ chia điện 64
4.1.2.4. Kiểm tra modun đánh lửa và ECU 65
4.2. QUY TRÌNH KIỂM TRA, SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA VỚI MÁY CHẨN ĐOÁN. 68
CHƯƠNG IV
KẾT LUẬN 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu/ Viết tắt Giải thích
HTĐL Hệ thống đánh lửa.
Uđl Điện áp đánh lửa giới hạn
U2 Điện áp thứ cấp
δ Khe hở phóng điện của bugi
T (0K) Nhiệt độ tuyệt đối
Kđt Hệ số dự trữ của hệ thống đánh lửa
U2max Trị số cực đại của điện áp thứ cấp mà hệ thống đánh lửa tạo ra.
P Là áp suất trong buồng đốt tại thời điểm đánh lửa.
K Hằng số phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp hòa khí.
U2m Hiệu điện thế thứ cấp cực đại
Wdt Năng lượng dự trữ trên cuộc sơ cấp
L1 Độ tự cảm của cuộn sơ cấp
Ing Cường độ dòng điện sơ cấp tại thời điểm transistor công suất ngắt.
S Tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp.
Δu2 Độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp
Δt Thời gian biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp
ttl Thời gian tồn tại của tia lửa điện
ƒ Tần số đánh lửa
n Số vòng quay trục khuỷu động cơ
Z Số xilanh động cơ
tđ Thời gian công suất dẫn
tm Thời gian công suất ngắt
I2 Cường độ dòng điện mạch thứ cấp
WP Năng lượng của tia lửa
WC Năng lượng của thành phần tia lửa có tính điện dung
WL Năng lượng của thành phần tia lửa có tính điện cảm
i2 Cường độ dòng điện mạch thứ cấp
C2 Điện dung ký sinh của mạch thứ cấp của bugi
L2 Độ tự cảm cuộn thứ cấp
φ Góc đánh lử sớm thực tế
φ bd Góc đánh lửa sớm ban đầu

Ký hiệu/ Viết tắt Giải thích
φ cb Góc đánh lửa dựa vào tốc độ động cơ
φ hc Góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh
IGT Tín điều khiển đánh lửa
IGT Tín hiệu trạng thái đánh lửa
G Tín hiệu vị trí trục khuỷu
VG Tín hiệu lưu lượng khí nạp
THW Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát
OX Tín hiệu cảm biến oxy
Ne Tín hiệu tốc độ động cơ
ST Tín hiệu khởi động
A/D Bộ chuyển đổi Analog/Digital
ECU Bộ điều khiển điện tử
ESA Đánh lửa sớm điện tử
DLC3 Giắc nối dữ liệu số 3
ĐLTT Đánh lửa trực tiếp
ATDC Sau điểm chết trên
BTDC Trước điểm chết trên


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Trang
Hình 2.1: Quá trình cháy 17
Hình 2.2: Thời điểm đánh lửa 18
Hình 2.3: Điều khiển tiếng gõ động cơ 20
Hình 2.4: Các giai đoạn cháy của quá trình đốt cháy hỗn hợp công tác 21
Hình 2.5: Sự thay đổi của áp suất phụ thuộc vào thời điểm đánh lửa 22
Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống đánh lửa thường. 23
Hình 2.7. Biến áp đánh lửa. 25
Hình 2.8: Bugi 26
Hình 2.9: Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn 27
Hình 2.10: Bộ chia điện với cảm ứng điện từ 29
Hình2.11: Bộ chia điện với cảm biến hall 30
Hình2.12: Bộ chia điện với cảm biến quang học 30
Hình 2.13: Sơ đồ hệ thống đánh lửa theo chương trình 31
Hình 2.14: Bản đồ hệ thống đánh lửa sử dụng ESA. 33
Hình 2.15: Xung điều khiển đánh lửa IGT 34
Hình 2.16: Điều khiển theo tốc độ động cơ có ESA 36
Hình 2.17: Cảm biến lưu lượng khí nạp. 40
Hình 2.18: Sơ đồ mạch cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nóng. 40
Hình 2.19: Vị trí lắp đặt và cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp. 41
Hình 2.20: Sơ đồ nguyên lý cảm biến nhiệt độ khí nạp 41
Hình 2.21: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. 42
Hình 2.22: Sơ đồ mạch điện 42
Hình 2.23: Kết cấu cảm biến vị trí bướm ga loại tuyến tính. 43
Hình 2.24: Cấu tạo và vị trí của cảm kích nổ. 44
Hình 2.25: Sơ đồ mạch điện cảm biến kích nổ 44
Hình 2.26: Cảm biến ô xy. 45
Hình 2.27. Cảm biến vị trí trục khuỷu. 46
Hình 2.28. Cấu tạo và sơ đồ mạch cảm biến trục cam, trục khuỷu. 46
Hình 2.29. Mạch ổn áp dùng IC. 47
Hình 2.30. Vi điều khiển. 48
Hình 2.31. Hệ thống đánh lửa trực tiếp sử đụng bô bin đơn hoặc đôi 49
Hình 2.32: Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp 50
Hình 2.33: Mạch điều khiển và bô bin kết hợp với IC đánh lửa 51
Hình 3.1: Các bộ phận hệ thống đánh lửa động cơ 1ZZ-FE. 53
Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa động cơ 1ZZ-FE. 54
Hình 3.3: Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa động cơ 1ZZ-FE. 56
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 4.1. Quy trình chẩn đoán hệ thống đánh lửa. 57
Bảng 4.2: Tóm tắt các phán đoán hư hỏng 66
Bảng 4.3. Kiểm tra, sửa chữa hệ thống đánh lửa với máy chẩn đoán 68
Bảng 4.4: Mã lỗi động cơ 1ZZ-FE 69