Đồ án thi công mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp động cơ 2JZ-GTE

Đồ án tốt nghiệp công nghệ kỹ thuật ô tô về thi công mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp 2JZ-GTE. Tài liệu phân tích cấu tạo, nguyên lý và quy trình lắp đặt.

• Tác giả: Nguyễn Việt Đức
• Người hướng dẫn: Nguyễn Tấn Lộc
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Cơ khí động lực
• Đề tài: Thi công mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về thi công mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp 2JZ GTE

Động cơ Toyota 2JZ-GTE là dòng động cơ sáu xy lanh thẳng hàng nổi tiếng. Động cơ trang bị hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS điều khiển hoàn toàn bằng điện tử. Quá trình thi công mô hình giúp tái hiện sinh động cơ chế hoạt động của hệ thống đánh lửa độc lập. Cấu tạo mô hình bao gồm bô bin đơn, bu-gi, ECU điều khiển, cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến trục cam và cụm cấp nguồn. Mỗi xy lanh sở hữu một cuộn đánh lửa riêng biệt đặt ngay trên nắp máy. Thiết kế này loại bỏ hoàn toàn bộ chia điện cơ khí và dây cao áp dài truyền thống. Năng lượng đánh lửa truyền trực tiếp đến bu-gi mà không bị thất thoát điện áp trên đường dây. Hiệu suất phóng tia lửa điện được duy trì tối ưu ở mọi dải tốc độ động cơ. Việc xây dựng mô hình thực hành giúp chuẩn hóa quy trình đào tạo kỹ thuật viên chẩn đoán điện ô tô. Thiết bị cung cấp giải pháp quan sát trực quan hiện tượng đánh lửa trong môi trường thực hành an toàn.

1.1. Cấu tạo chi tiết hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 2JZ GTE

Hệ thống đánh lửa 2JZ-GTE bao gồm sáu bô bin độc lập gắn trực tiếp trên từng bu-gi. Hộp ECU trung tâm tiếp nhận tín hiệu từ cảm biến trục khuỷu NE và cảm biến vị trí trục cam G. IC đánh lửa công suất nhận lệnh điều khiển IGT từ ECU để đóng ngắt dòng điện sơ cấp. Khi dòng sơ cấp bị ngắt đột ngột, cuộn thứ cấp sinh ra điện áp cảm ứng cao thế từ 20 đến 40 kV. Tín hiệu phản hồi IGF được gửi về ECU để xác nhận việc đánh lửa thành công. Bảng cực đo kiểm được bố trí song song với các chân giắc ECU, tạo điều kiện thuận lợi cho việc đo kiểm bằng máy hiện sóng chuyên dụng.

1.2. Nguyên lý điều khiển góc đánh lửa sớm điện tử ESA trên mô hình

ECU tính toán góc đánh lửa sớm tối ưu dựa vào tín hiệu tốc độ động cơ và lượng khí nạp. Tín hiệu tải được gửi về từ cảm biến lưu lượng khí nạp và cảm biến vị trí bướm ga. Khi khởi động, ECU cố định góc đánh lửa sớm ban đầu ở mức 5 đến 10 độ trước điểm chết trên. Khi xe vận hành, góc đánh lửa thực tế là tổng hợp của góc ban đầu và góc hiệu chỉnh bổ sung. Các thông số hiệu chỉnh bao gồm nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ khí nạp và tín hiệu cảm biến kích nổ. Nếu xuất hiện kích nổ, ECU lập tức giảm góc đánh lửa để bảo vệ động cơ.

II. Phân tích thách thức khi thi công mô hình hệ thống đánh lửa 2JZ GTE

Quá trình thi công mô hình hệ thống đánh lửa gặp nhiều khó khăn kỹ thuật phức tạp. Động cơ 2JZ-GTE nguyên bản phụ thuộc vào rất nhiều cảm biến phụ trợ để ECU duy trì hoạt động ổn định. Khi tách rời hệ thống đánh lửa thành bàn mô hình độc lập, ECU sẽ phát hiện thiếu hụt tín hiệu và báo lỗi Check Engine. Tình trạng này khiến ECU kích hoạt chế độ an toàn Limp Mode, làm sai lệch góc đánh lửa và giới hạn tần số quét. Ngoài ra, việc thiếu rung động cơ học thực tế khiến cảm biến kích nổ không phát ra điện áp tín hiệu. Khung giá đỡ cũ thường bị rỉ sét, hệ thống dây dẫn lão hóa và giắc cắm bị oxy hóa sau thời gian dài sử dụng. Sự suy giảm chất lượng tiếp xúc gây ra hiện tượng sụt áp và nhiễu tín hiệu xung điện áp cao. Việc bố trí các linh kiện cơ khí truyền động đai dẫn động đĩa răng cảm biến đòi hỏi độ đồng tâm tuyệt đối.

2.1. Vấn đề mất tín hiệu cảm biến kích nổ và cảm biến oxy trên mô hình

Mô hình sử dụng động cơ điện kéo đĩa xung nên không tạo ra dao động nổ thực tế trong buồng cháy. Cảm biến kích nổ tinh thể thạch anh không chịu áp lực rung động nên không sinh ra điện áp cộng hưởng từ 6 kHz đến 13 kHz. Đồng thời, do không có khí xả đốt cháy nhiên liệu, cảm biến oxy không thể tạo điện áp biến thiên từ 0,1V đến 0,9V. Thiếu hai tín hiệu quan trọng này, ECU liên tục bật đèn cảnh báo lỗi hệ thống. Hiện tượng này làm hạn chế khả năng mô phỏng các điều kiện tải thực tế khi giảng dạy.

2.2. Sự cố suy hao và nhiễu tín hiệu cao áp trong mạch điện đánh lửa

Điện áp thứ cấp của bô bin đạt mức hàng chục kilovolt khi phóng điện qua khe hở bu-gi. Tia lửa điện sinh ra bức xạ điện từ trường cực mạnh lan truyền qua không gian và đường dây dẫn. Nếu hệ thống dây tiếp mát không được nối đất đúng kỹ thuật, sóng nhiễu cao tần sẽ xâm nhập vào đường truyền tín hiệu NE, G và IGF. Nhiễu xung khiến ECU nhận sai góc quay trục khuỷu, dẫn đến hiện tượng bỏ lửa hoặc đánh lửa sai thời điểm. Hơn nữa, các mối nối lỏng lẻo tại bảng cực đo dễ gây sụt áp, làm biến dạng tín hiệu đo kiểm trên dao động ký.

III. Phương pháp thi công mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp 2JZ GTE

Quy trình thi công được triển khai qua các giai đoạn kỹ thuật nghiêm ngặt nhằm đảm bảo độ chính xác và an toàn. Khung mô hình bằng thép hộp được xử lý bề mặt bằng giấy nhám P320 và P1500, sau đó sơn lót chống gỉ và sơn phủ hoàn thiện. Các cụm chi tiết cơ khí như động cơ điện xoay chiều, puly đai truyền động và đĩa xung cảm biến được gia công gá đặt chuẩn xác. Đội ngũ kỹ thuật thiết kế mạch tạo xung vi điều khiển chuyên dụng để giả lập tín hiệu cảm biến kích nổ và oxy. Tín hiệu giả lập đấu song song với chân tín hiệu ECU giúp xóa bỏ hoàn toàn mã lỗi hệ thống. Toàn bộ sơ đồ điện được đấu nối qua trạm giắc trung gian và hộp cầu chì bảo vệ. Bảng chẩn đoán pan bệnh được lắp đặt với hệ thống công tắc gạt ẩn, cho phép giáo viên ngắt mạch hoặc tạo sự cố chạm chập phục vụ thực hành.

3.1. Thiết kế mạch xung giả lập cảm biến và xử lý tín hiệu đầu vào ECU

Mạch giả lập tín hiệu được chế tạo bằng linh kiện bán dẫn nhỏ gọn, tích hợp ngay bên trong hộp mô hình. Mạch phát ra sóng vuông có tần số và biên độ tương thích với đặc tính điện áp của cảm biến kích nổ và cảm biến oxy. Biến trở điều chỉnh được kết nối với mạch cảm biến nhiệt độ nước làm mát THW và cảm biến khí nạp THA. Người thao tác có thể xoay biến trở để thay đổi giá trị điện trở gửi về ECU, mô phỏng động cơ ở các dải nhiệt độ từ lạnh đến nóng. Giải pháp này giúp ECU vận hành đầy đủ các chế độ hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm.

3.2. Thi công bảng điều khiển giắc chẩn đoán DLC và hệ thống đánh pan

Mặt bảng điều khiển được gia công bằng vật liệu mica cách điện cao cấp, in rõ sơ đồ nguyên lý mạch điện. Mỗi chân tín hiệu quan trọng như IGT1 đến IGT6, IGF, NE, G1, G2 đều có cọc đo riêng biệt để cắm que đo VOM hoặc oscilloscope. Giắc chẩn đoán OBD/DLC3 được tích hợp để kết nối máy quét lỗi chuyên dụng đọc dữ liệu trực tiếp Data List. Hệ thống công tắc đánh pan bố trí phía sau bảng điều khiển, chia thành các nhóm lỗi: đứt dây tín hiệu, mất nguồn bô bin, hỏng cảm biến và mất xung đánh lửa.

IV. Ứng dụng mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp 2JZ GTE trong đào tạo

Mô hình hoàn thiện mang lại giá trị thực tiễn to lớn trong công tác giảng dạy chuyên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô. Thiết bị chuyển hóa các khái niệm lý thuyết trừu tượng về điều khiển góc đánh lửa sớm thành hiện tượng trực quan. Sinh viên có thể quan sát trực tiếp sự thay đổi tần số tia lửa điện khi điều chỉnh tốc độ động cơ kéo. Việc bố trí các điểm đo tín hiệu giúp người học rèn luyện kỹ năng sử dụng đồng hồ vạn năng và máy hiện sóng số. Mô hình hỗ trợ đắc lực cho các bài thực hành chẩn đoán, đọc mã lỗi DTC và tra cứu sơ đồ mạch điện. Thiết bị hoạt động ổn định bằng nguồn điện an toàn, giảm thiểu rủi ro so với việc thực hành trực tiếp trên xe hoàn chỉnh. Đây là bước đệm quan trọng giúp người học làm chủ công nghệ điều khiển điện tử hiện đại trên các dòng xe cao cấp.

4.1. Nâng cao kỹ năng đo kiểm xung sóng tín hiệu và chẩn đoán mã lỗi

Mô hình tạo môi trường chuẩn mực để sinh viên thực hành đo dạng sóng xung IGT và IGF. Người học nắm vững phương pháp phân tích độ rộng xung ngậm điện Dwell time và biên độ điện áp đánh lửa. Bảng công tắc pan cho phép mô phỏng hàng chục tình huống hỏng hóc thực tế trong garage. Người học phải vận dụng tư duy logic để đo kiểm điện áp, thông mạch và sử dụng máy quét lỗi để khoanh vùng nguyên nhân sự cố. Phương pháp này giúp rút ngắn thời gian làm quen với quy trình sửa chữa chuyên nghiệp.

4.2. Hướng phát triển và tích hợp công nghệ số hóa cho thiết bị thực hành

Thiết bị có tiềm năng mở rộng lớn thông qua việc tích hợp các mô-đun kết nối dữ liệu máy tính. Bàn thực hành có thể gắn thêm vi điều khiển Arduino hoặc STM32 để thu thập dữ liệu cảm biến theo thời gian thực và hiển thị trên màn hình LCD. Hệ thống đánh pan cơ học có thể được nâng cấp thành bộ đánh pan điện tử điều khiển từ xa qua phần mềm máy tính hoặc điện thoại. Hướng phát triển này giúp tự động hóa quá trình chấm điểm thực hành và nâng cao chất lượng bài giảng điện tử trong kỷ nguyên số.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong kỹ thuật động cơ đốt trong, hệ thống nhiên liệu và hệ thống đánh lửa là hai phân hệ giữ vai trò quyết định đến hiệu suất làm việc, công suất phát ra và mức độ tiêu hao nhiên liệu của động cơ xăng. Cùng với sự phát triển của công nghệ ô tô, hệ thống đánh lửa đã chuyển dịch từ loại sử dụng bộ chia điện truyền thống sang hệ thống đánh lửa trực tiếp (Direct Ignition System - DIS), trong khi hệ thống cung cấp nhiên liệu chuyển đổi từ bộ chế hòa khí sang hệ thống phun xăng điện tử (Electronic Fuel Injection - EFI). Việc tiếp cận, khảo nghiệm và chẩn đoán các hệ thống điều khiển điện tử này đòi hỏi trực quan hóa cao trong môi trường đào tạo kỹ thuật.

Đề tài "Thi công mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp" được thực hiện tại Bộ môn Động cơ, Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh nhằm mục đích phục vụ công tác giảng dạy thực hành.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể gồm 3 nội dung:

1. Tìm hiểu nguyên lý hoạt động và đặc tính của hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) và hệ thống phun xăng điện tử (EFI).
2. Nghiên cứu các tín hiệu cảm biến ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình điều khiển góc đánh lửa sớm và lượng phun nhiên liệu của hộp điều khiển điện tử (ECU).
3. Xây dựng, hoàn thiện sa bàn mô hình hoạt động thực tế của hệ thống đánh lửa trực tiếp kết hợp hệ thống phun xăng.

Nhiệm vụ thực hiện bao gồm: thu thập và tổng hợp tài liệu chuyên ngành; tháo dỡ, kiểm tra, sửa chữa và phục hồi các chi tiết hư hỏng; xử lý cơ khí và sơn lại toàn bộ khung giá đỡ; thi công bảng trích cực chẩn đoán tín hiệu ECU; tích hợp hệ thống công tắc tạo pan (đánh pan sự cố) và biên soạn tài liệu thuyết minh kỹ thuật.

Đối tượng nghiên cứu trọng tâm là hệ thống đánh lửa trực tiếp cùng mạng điều khiển động cơ xăng 6 xy lanh thẳng hàng mã hiệu 2JZ-GTE của hãng Toyota.

Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở việc khảo sát cấu tạo, phân tích nguyên lý làm việc của hệ thống và các cụm chi tiết chấp hành, cảm biến; xây dựng quy trình kiểm tra, bảo dưỡng và mô phỏng chẩn đoán pan bệnh. Đề tài không đi sâu vào việc tính toán thiết kế cơ khí chi tiết mới mà tập trung vào thiết kế thi công mạch điều khiển, phục hồi và tích hợp phần cứng sa bàn dạy học.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu dựa trên nền tảng lý thuyết điều khiển động cơ xăng thế hệ mới, cụ thể là cấu trúc điều khiển của động cơ 2JZ-GTE với các đặc tính kỹ thuật:

• Động cơ 6 xy lanh thẳng hàng, thứ tự làm việc của các xy lanh là 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4.
• Cơ cấu phân phối khí loại 2 trục cam trên nắp máy (DOHC), sử dụng hệ thống tăng áp (turbocharger).
• Hệ thống phun xăng đa điểm điều khiển theo 3 nhóm: Nhóm 1 (kim phun 1 và 6), Nhóm 2 (kim phun 2 và 5), Nhóm 3 (kim phun 3 và 4).
• Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) trang bị độc lập 6 bô bin cho 6 xy lanh, bô bin gắn trực tiếp trên đỉnh bugi và tích hợp sẵn mạch kích transistor công suất (Igniter).
• Hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng (Idle Speed Control - ISC) sử dụng van mô tơ bước 4 cuộn dây.
• Cảm biến đo lưu lượng khí nạp hoạt động theo nguyên lý cảm biến độ chân không đường ống nạp (Manifold Absolute Pressure - MAP).

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa phân tích lý thuyết và thực nghiệm kỹ thuật:

• Phương pháp phân tích - tổng hợp: Nghiên cứu sơ đồ mạch điện động cơ 2JZ-GTE, tài liệu sửa chữa của nhà sản xuất để bóc tách chân tín hiệu ECU, nguyên lý tạo xung cảm biến và các điều kiện hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm (ESA).
• Phương pháp thực nghiệm kỹ thuật: Đo kiểm thông số điện trở, điện áp của các cảm biến và cơ cấu chấp hành; phục chế cơ khí khung sa bàn; đấu nối hệ thống dây điện điều khiển; thiết kế các mạch điện tử giả lập tín hiệu xung và công tắc tạo lỗi phục vụ đào tạo.
• Nguồn dữ liệu: Tài liệu kỹ thuật động cơ Toyota 2JZ-GTE, các giáo trình chuyên ngành cơ khí động lực và số liệu đo đạc thực tế từ các linh kiện trên mô hình.

---

Thiết kế và thi công mô hình

Mô hình được thiết kế dưới dạng sa bàn thực hành chuyên dụng, tích hợp đầy đủ các cụm chi tiết cơ điện tử của hệ thống đánh lửa và phun xăng động cơ 2JZ-GTE:

Hạng mục phần cứng	Thông số kỹ thuật và phương thức bố trí
Khung giá đỡ và sa bàn	Sa bàn bằng bảng gỗ kích thước 1,9 m x 1,0 m; gắn trên khung thép chịu lực có 04 bánh xe di chuyển.
Nguồn cấp điện	Nguồn điện một chiều 12V DC từ bình ắc quy (dây kẹp đỏ nối cực dương, dây kẹp đen nối cực âm).
Bộ dẫn động mô phỏng	Động cơ điện một chiều 12V kết nối qua khớp nối mềm dẫn động bộ truyền động đai cam và trục khuỷu.
Bộ điều tốc động cơ	Module điều khiển tốc độ 60A (điện áp làm việc 10–50V DC, công suất 0,01–3000W, dòng tức thời cực đại 60A, dòng làm việc liên tục khống chế dưới 30A), cho phép điều chỉnh tốc độ quay của mô hình lên tới gần 3000 vòng/phút.
Hộp cầu chì - rơ le	Bố trí rơ le chính động cơ, rơ le chính EFI, rơ le mô tơ dẫn động, cầu chì chính, cầu chì IG và cầu chì EFI.
Cụm hiển thị và chẩn đoán	Đồng hồ Tableau hiển thị tốc độ quay trục khuỷu, tốc độ xe, đèn cảnh báo Check Engine và giắc cắm chẩn đoán lỗi (cực TE1, TE2).
Mạch giả lập tín hiệu	Mạch tạo xung giả lập tín hiệu cảm biến kích nổ (tần số riêng 6 kHz – 13 kHz) và mạch tạo dao động giả lập tín hiệu cảm biến nồng độ oxy (quanh ngưỡng 0,45V).
Bảng trích cực và đèn LED	Bảng cực trích xuất đầy đủ 33 chân chức năng của ECU; bảng LED gồm 6 LED biểu thị 3 nhóm kim phun (kèm 1 kim phun cơ khí thật tại máy số 1) và 4 LED xanh biểu thị 4 pha điều khiển van ISC (ISC1 đến ISC4), 1 LED đỏ biểu thị trạng thái bơm nhiên liệu (FP).

Quy trình thi công bao gồm việc tháo rã toàn bộ chi tiết cũ, phân loại khay chứa bảo quản; làm sạch bề mặt khung bằng giấy nhám P320, thổi sạch bằng khí nén; sơn lót chống gỉ; xả nhám mịn P1500 tạo độ phẳng; sơn màu phủ chính bằng sơn màu xanh dương 603 kết hợp sơn màu bạc và dung môi xăng thơm. Sau khi hoàn thiện khung, các cảm biến, hộp ECU, tableau và cụm dây dẫn được bố trí cố định, định tuyến và kiểm tra thông mạch.

---

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG I. Lý do chọn đề tài

Chương này phân tích vai trò cốt lõi của hệ thống nhiên liệu và đánh lửa đối với động cơ xăng. Tác giả trình bày bước tiến công nghệ từ hệ thống đánh lửa dùng bộ chia điện sang đánh lửa trực tiếp DIS, sự cần thiết của việc xây dựng thiết bị giảng dạy trực quan tại xưởng thực hành. Nội dung chương công bố mục tiêu đề tài, giới hạn nghiên cứu (tập trung vào cấu tạo, nguyên lý, chẩn đoán trên động cơ 2JZ-GTE, không tính toán cơ học chi tiết), đối tượng nghiên cứu, phương pháp tiếp cận và ý nghĩa giáo dục kỹ thuật của mô hình sa bàn.

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH

Chương 2 chiếm dung lượng trọng tâm của thuyết minh, cung cấp mô tả kỹ thuật chi tiết về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của từng linh kiện:

• Cấu trúc động cơ 2JZ-GTE: Động cơ 6 xy lanh thẳng hàng DOHC, thứ tự nổ 1-5-3-6-2-4, phun 3 nhóm (1-6, 2-5, 3-4), van cầm chừng ISC mô tơ bước, bơm xăng một tốc độ.
• Hệ thống dẫn động và sa bàn: Kích thước 1,9 m x 1,0 m; bộ truyền đai dẫn động bởi mô tơ 12V qua khớp nối mềm; bộ điều khiển tốc độ 60A (10–50V DC, công suất 0,01–3000W); hộp cầu chì chứa rơ le chính, rơ le EFI, rơ le mô tơ.
• Phân tích các cảm biến trên mô hình:
  • Cảm biến chân không (MAP): Phần tử áp điện màng silicon (mép dày 0,25 mm, trung tâm dày 0,025 mm) kết hợp buồng chân không và vi mạch IC, nhận nguồn cấp 5V từ ECU và gửi tín hiệu điện áp PIM tỷ lệ thuận với áp suất đường ống nạp.
  • Cảm biến nhiệt độ khí nạp (THA): Nhiệt điện trở âm với nhiệt độ chuẩn làm việc 20°C; ECU hiệu chỉnh thời gian phun và góc đánh lửa sớm theo độ đậm đặc của không khí.
  • Cảm biến vị trí trục cam (CPS): Gồm nam châm vĩnh cửu, cuộn dây, lõi sắt; rotor 1 răng; trên mô hình hai cảm biến G1 và G2 đặt trong cùng mặt phẳng ngang lệch nhau 180° góc quay trục cam (tương ứng 360° góc quay trục khuỷu) để xác định điểm chết trên cuối kỳ nén của xy lanh số 6 và số 1.
  • Cảm biến vị trí trục khuỷu: Rotor 12 răng dẫn động từ trục khuỷu, tạo ra 12 xung xoay chiều Ne trên một vòng quay (mỗi xung lệch nhau 30° góc quay trục khuỷu), dùng để xác định tốc độ động cơ, góc đánh lửa cơ bản và thời gian phun cơ bản.
  • Cảm biến kích nổ (KNK): Cấu tạo từ tinh thể áp điện thạch anh có tần số cộng hưởng 6 kHz – 13 kHz, phát sinh điện áp dưới 2,5V khi có kích nổ. Động cơ 2JZ-GTE trang bị 2 cảm biến (cho nhóm xy lanh 1–3 và 4–6). Do mô hình tĩnh không có rung động cơ học thực, tác giả thiết kế mạch tạo xung giả lập đấu song song để ngăn ECU báo lỗi đèn Check Engine.
  • Cảm biến vị trí bướm ga (TPS): Cung cấp tín hiệu tiếp điểm không tải IDL (0V khi đóng hoàn toàn để cắt nhiên liệu giảm tốc) và tín hiệu tuyến tính VTA (từ nguồn 5V cọc VC) biểu thị góc mở bướm ga.
  • Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (THW): Nhiệt điện trở âm, nhiệt độ chuẩn 80°C; khi nhiệt độ dưới 80°C, ECU điều khiển tăng tốc độ cầm chừng, tăng lượng phun và tăng góc đánh lửa sớm.
  • Cảm biến oxy: Phần tử gốm Zirconium dioxit ($ZrO_2$) phủ platin, làm việc ở nhiệt độ từ 400°C; điện áp chuẩn đạt 0,45V tại hệ số dư lượng không khí $\lambda = 1$ (>0,45V: hỗn hợp giàu; <0,45V: hỗn hợp nghèo). Tác giả thiết kế mạch xung giả lập đặt trong bộ điều khiển tốc độ.
• Bảng chân cắm ECU: Liệt kê và định nghĩa chức năng 33 cực kết nối chính như: nhóm kim phun (10, 20, 30), nguồn (+B, +B1, BATT), nối đất (E01, E02, E1, E2), tín hiệu đánh lửa (IGT1 đến IGT6, IGF), điều khiển cầm chừng (ISC1 đến ISC4), cảm biến (KNK1, KNK2, NE+, NE-, G1, G2, PIM, THA, THW, OX), chẩn đoán và hiển thị (TE1, TE2, W, STA).
• Các bộ chấp hành:
  • Cụm kim phun: Bố trí 6 đèn LED hiển thị cho 6 kim phun và 1 kim phun cơ khí thực tế tại xy lanh số 1 để đo dạng sóng xung điều khiển.
  • Hệ thống đánh lửa DIS: 6 bô bin độc lập tích hợp Igniter đặt trên đỉnh bugi, ECU xuất tín hiệu IGT1–IGT6 đóng ngắt transistor công suất.
  • Van điều khiển cầm chừng ISC: Mô tơ bước điều khiển 4 cuộn dây từ các cực ISC1–ISC4 thông qua transistor Tr1–Tr4; nhận các tín hiệu phụ tải STA, NSW, THW, A/C, ELS, SPD.

Tên cực ECU	Ký hiệu tiếng Anh	Chức năng kỹ thuật
10, 20, 30	For injector NO.1, NO.2, NO.3	Điều khiển 3 nhóm kim phun (1-6, 2-5, 3-4)
+B, +B1, BATT	Battery (+), Battery NO.1, Battery	Cấp nguồn dương ắc quy qua rơ le chính và nuôi bộ nhớ chẩn đoán
E01, E02, E1, E2	Earth NO. 01, 02, 1, 2	Nối mass hệ thống và mass cảm biến
G1, G2, G1-, G2-	Camshaft angle signal (Group 1, 2)	Tín hiệu vị trí trục cam máy số 6 và máy số 1
NE+, NE-	Crankshaft position signal	Tín hiệu tốc độ động cơ và góc quay trục khuỷu (12 xung/vòng)
IGT1 - IGT6	Ignition Timing Signal 1 to 6	Tín hiệu điều khiển thời điểm đánh lửa 6 xy lanh
IGF	Ignition Feedback Signal	Tín hiệu xác nhận đánh lửa phản hồi về ECU
ISC1 - ISC4	Idle Speed Control Signal No 1 - 4	Điều khiển 4 cuộn dây van cầm chừng mô tơ bước
PIM	Pressure Intake Manifold	Tín hiệu điện áp áp suất đường ống nạp từ cảm biến MAP
THA, THW	Thermo intake Air, Thermo Water	Tín hiệu nhiệt độ khí nạp và nhiệt độ nước làm mát
KNK1, KNK2	Knock Sensor 1, 2	Tín hiệu cảm biến kích nổ nhánh 1-3 và 4-6
OX, HT	Oxy sensor, Heater	Tín hiệu nồng độ oxy và điều khiển sấy cảm biến oxy
W	Warning Lamp	Điều khiển đèn cảnh báo lỗi Check Engine
TE1, TE2	Test terminal Engine NO.1, NO.2	Cực kích hoạt chế độ đọc mã lỗi chẩn đoán

CHƯƠNG 3: THI CÔNG MÔ HÌNH

Trình bày quy trình thực tế thi công mô hình qua các bước:

1. Tháo dỡ các chi tiết cũ, kiểm tra thẩm định khả năng hoạt động, sắp xếp bảo quản linh kiện theo khay chuyên dụng.
2. Xử lý bề mặt cơ khí khung đỡ bằng giấy nhám P320, làm sạch bằng luồng khí nén và khăn khô mềm.
3. Phun lớp sơn lót chống gỉ bảo vệ kim loại.
4. Đánh phẳng bề mặt và các điểm chảy sơn bằng giấy nhám mịn P1500.
5. Pha sơn phủ theo tỷ lệ: màu xanh dương mã 603 kết hợp màu bạc và dung môi xăng thơm; tiến hành phun phủ đều bề mặt.
6. Lắp ráp hộp cầu chì, gá đặt bướm ga, ECU, tableau, hệ thống cảm biến và bộ truyền động đai; định tuyến mạng dây dẫn điện về bảng cực trung tâm.

CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG MÔ HÌNH

Hướng dẫn vận hành sa bàn và thiết lập các bài thực hành:

• Quy trình khởi động: Bật công tắc máy từ vị trí OFF sang ON (đèn Check Engine sáng), sau đó xoay sang ST để kích hoạt rơ le mô tơ kéo bộ truyền đai hoạt động, rồi trả về ON.
• Điều chỉnh tốc độ: Xoay biến trở điều tốc để thay đổi tốc độ quay của mô hình (tối đa ~3000 vòng/phút), quan sát đồng hồ Tableau.
• Hiệu chỉnh thông số mô phỏng: Sử dụng công tắc chuyển mạch để thay đổi điện trở giả lập nhiệt độ nước làm mát (dưới 80°C hoặc trên 80°C); điều chỉnh mạch điện áp giả lập độ chân không khí nạp.
• Phương pháp đánh pan: Kích hoạt hệ thống công tắc tạo lỗi (ngắt mạch cảm biến, mất tín hiệu đánh lửa IGT, mất tín hiệu kim phun, ngắt mạch van ISC) và thực hiện quy trình chẩn đoán kiểm tra thứ tự bô bin số 1 đến số 6 bằng đồng hồ đo và giắc chẩn đoán.

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

Tổng kết các kết quả đạt được: hoàn thành việc phục chế và thi công mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp động cơ 2JZ-GTE hoạt động ổn định; hoàn thiện bảng trích cực và hệ thống công tắc pan; biên soạn đầy đủ tập thuyết minh kỹ thuật. Phần đề nghị nêu định hướng phát triển các module bài tập chẩn đoán chuyên sâu và bảo dưỡng định kỳ sa bàn.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

• Chế tạo thành công sa bàn mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp và phun xăng động cơ Toyota 2JZ-GTE trên khung kích thước 1,9 m x 1,0 m với đầy đủ cơ cấu truyền động đai, hệ thống cảm biến, cơ cấu chấp hành và hộp điều khiển ECU.
• Thiết lập thành công dải điều khiển tốc độ mô tơ dẫn động từ 0 đến gần 3000 vòng/phút thông qua bộ điều tốc 60A (10–50V DC).
• Tích hợp 6 LED hiển thị tín hiệu phun xăng, 4 LED hiển thị van ISC, 1 LED báo bơm nhiên liệu, kết hợp 1 kim phun cơ khí thật tại xy lanh số 1 cho phép đo xung thực nghiệm bằng thiết bị chuyên dụng.
• Chế tạo bảng trích cực ngoài với đầy đủ 33 chân tín hiệu của ECU động cơ 2JZ-GTE, kết hợp công tắc chuyển mạch mô phỏng nhiệt độ nước làm mát và áp suất đường ống nạp.

Giải pháp kỹ thuật do nhóm tác giả đề xuất

• Mạch xung giả lập cảm biến kích nổ: Thiết kế mạch dao động tạo xung giả lập tần số riêng (tương đương 6 kHz – 13 kHz) đấu song song với hai cảm biến KNK1 và KNK2. Giải pháp này xử lý triệt để hiện tượng đèn Check Engine bật sáng do mô hình chạy bằng mô tơ điện không tạo ra rung động cơ học thực tế của động cơ đốt trong.
• Mạch giả lập tín hiệu cảm biến oxy: Tích hợp mạch tạo xung dao động quanh ngưỡng 0,45V bên trong bộ điều tốc mô hình, giúp ECU nhận diện tín hiệu phản hồi nồng độ oxy để duy trì trạng thái làm việc bình thường.
• Tích hợp hệ thống công tắc đánh pan: Xây dựng cụm công tắc ngắt/chập mạch trên các đường dây tín hiệu chính, phục vụ trực tiếp cho việc giảng dạy thực hành chẩn đoán lỗi hệ thống điều khiển điện tử động cơ.

Đóng góp thực tiễn

Mô hình cung cấp công cụ trực quan hóa toàn bộ chu trình đánh lửa DIS và phun xăng EFI, hỗ trợ sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô quan sát trực tiếp sự tương quan giữa các tín hiệu cảm biến (Ne, G, MAP, TPS, THW, THA) và tín hiệu điều khiển chấp hành (IGT1–IGT6, kim phun, ISC).

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế:

  • Mô hình vận hành dựa trên động cơ điện 12V kéo bộ truyền đai mô phỏng, không có quá trình nén và cháy nổ thực tế của nhiên liệu trong buồng đốt.
  • Tín hiệu của cảm biến kích nổ và cảm biến oxy phải dựa vào mạch điện tử giả lập, chưa phản ánh được sự biến thiên nồng độ khí xả và rung động thực tế của động cơ khi chịu tải biến thiên.
  • Đề tài chỉ giới hạn ở việc phục hồi, bố trí và hoàn thiện mạch điện sa bàn, chưa tiến hành tính toán thiết kế động học hoặc phân tích sâu các dạng sóng dao động ký chuyên sâu cho toàn bộ dải làm việc.

• Hướng phát triển:

  • Mở rộng bổ sung các module kết nối máy chẩn đoán thông minh qua giao thức OBD nâng cao.
  • Bổ sung bộ tạo tải mô phỏng cho trục khuỷu nhằm kiểm tra đặc tính góc đánh lửa sớm dưới các chế độ tải giả lập khác nhau.

---

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án có giá trị tham khảo chuyên môn đối với:

• Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Cơ khí Động lực: Tham khảo phương pháp đấu nối mạch điện động cơ 2JZ-GTE, sơ đồ chân ECU, nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS và van cầm chừng mô tơ bước.
• Cán bộ giảng dạy thực hành xưởng Động cơ - Điện ô tô: Tham khảo sơ đồ bố trí sa bàn, nguyên lý thiết kế mạch giả lập tín hiệu cảm biến kích nổ/cảm biến oxy và phương pháp xây dựng các bài tập thực hành tạo pan chẩn đoán sự cố.
• Kỹ thuật viên sửa chữa điện động cơ: Tham khảo bảng tra cứu 33 chân cực ECU 2JZ-GTE và quy trình đo kiểm, chẩn đoán hệ thống đánh lửa trực tiếp độc lập.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Động cơ mẫu được sử dụng để xây dựng mô hình là loại nào và có đặc điểm cơ bản gì?
Mô hình sử dụng hệ thống điều khiển của động cơ Toyota 2JZ-GTE. Đây là động cơ xăng 6 xy lanh thẳng hàng, thứ tự công tác 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4, cơ cấu phân phối khí DOHC có tăng áp, hệ thống phun xăng đa điểm chia làm 3 nhóm (1-6, 2-5, 3-4), hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS trang bị 6 bô bin độc lập tích hợp igniter và van cầm chừng ISC kiểu mô tơ bước.

2. Tại sao trên mô hình cần phải thiết kế thêm mạch tạo xung giả lập cho cảm biến kích nổ và cảm biến oxy?
Vì mô hình hoạt động bằng mô tơ điện dẫn động tĩnh, không có quá trình cháy và khí xả nóng trên 400°C để cảm biến oxy sinh điện áp, đồng thời không có rung động mạnh cơ học để màng thạch anh cảm biến kích nổ phát sinh tín hiệu áp điện (f = 6–13 kHz). Nếu thiếu các tín hiệu này, ECU sẽ nhận diện lỗi và bật sáng đèn Check Engine. Do đó, tác giả phải thiết kế mạch tạo xung giả lập đấu nối vào hệ thống.

3. Tín hiệu vị trí trục cam (G1, G2) và trục khuỷu (Ne) trên mô hình được bố trí như thế nào?
Cảm biến vị trí trục khuỷu sử dụng rotor 12 răng, phát ra 12 xung Ne xoay chiều trên mỗi vòng quay (mỗi xung cách nhau 30° góc quay trục khuỷu). Cảm biến trục cam gồm rotor 1 răng, trên mô hình bố trí hai cảm biến G1 và G2 nằm trong cùng mặt phẳng ngang lệch nhau 180° góc quay trục cam (tương ứng 360° góc quay trục khuỷu), trong đó G1 xác định điểm chết trên của xy lanh số 6 và G2 xác định điểm chết trên của xy lanh số 1 ở cuối kỳ nén.

4. Bộ điều khiển tốc độ dẫn động mô hình có thông số kỹ thuật ra sao?
Mô hình sử dụng bộ điều khiển tốc độ động cơ 60A với dải điện áp làm việc 10–50V DC, công suất điều khiển 0,01–3000W. Bộ điều khiển có dòng khởi động tức thời tối đa 60A, dòng làm việc dài hạn được khống chế dưới 30A, cho phép điều chỉnh tốc độ quay của mô hình lên tới gần 3000 vòng/phút và hiển thị trực tiếp trên đồng hồ Tableau.

5. Hệ thống phun xăng và điều khiển tốc độ cầm chừng được thể hiện như thế nào trên sa bàn?
Hệ thống phun xăng được mô phỏng bằng 6 đèn LED đại diện cho 6 kim phun (chia 3 nhóm) cùng 1 kim phun cơ khí thật tại xy lanh số 1 để phục vụ đo kiểm xung thực tế. Hệ thống cầm chừng sử dụng van ISC loại mô tơ bước thật, kèm theo bảng 4 đèn LED màu xanh hiển thị các bước cấp nguồn ISC1 đến ISC4 và 1 LED màu đỏ hiển thị trạng thái hoạt động của bơm nhiên liệu.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thi công mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp" đã phục hồi và hoàn thiện thành công sa bàn dạy học chuyên dụng dựa trên cấu trúc điều khiển động cơ Toyota 2JZ-GTE. Nhóm tác giả đã giải quyết hiệu quả vấn đề mô phỏng tín hiệu tĩnh thông qua các mạch giả lập cảm biến kích nổ và cảm biến oxy, ngăn chặn lỗi ECU trong quá trình vận hành. Sản phẩm bàn giao gồm mô hình cơ điện tử hoàn chỉnh kích thước 1,9 m x 1,0 m kết hợp bảng trích cực và hệ thống tạo pan, đáp ứng trực tiếp nhu cầu đào tạo thực hành chẩn đoán hệ thống điện động cơ tại Khoa Cơ khí Động lực.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I. Lý do chọn đề tài Hệ thống đánh lửa và hệ thống nhiên liệu là hai hệ thống quan trọng trên động cơ xăng. Để cải tiến một động cơ xăng như tăng công suất động cơ hay giảm suất tiêu hao nhiên liệu thì người ta thường tập trung vào việc thay đổi các thông số của hai hệ thống này. Vì vậy hai hệ thống này đã không ngừng được cải tiến rất nhiều, ví dụ như hệ thống đánh lửa từ sử dụng bộ chia điện nay đã cải tiến lên thành hệ thống đánh lửa trực tiếp, hệ thống nhiên liệu từ sử dụng bộ chế hòa khí nay cải tiến lên hệ thống phun xăng trực tiếp.

Để giúp người học hiểu rõ hơn về hai hệ thống này trên động cơ xăng nên chúng em đã chọn đề tài “Thi Công Mô Hình Hệ Thống Đánh Lửa Trực Tiếp”. Người học có thể khảo nghiệm trực tiếp hệ thống đánh lửa trực tiếp và hệ thống phun xăng như trên thực tế, tiếp thu những kiến thức về các hệ thống này một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn. Mục tiêu đề tài  Tìm hiểu về hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) và hệ thống phun xăng (EFI)  Tìm hiểu về các tín hiệu cảm biến ảnh hưởng đến hệ thống  Xậy dựng mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp 1. Giới hạn đề tài Với yêu cầu về nội dung, các mục tiêu và thời gian có hạn cộng với nguồn tài liệu hiện có, đề tài chỉ giới hạn tập trung khảo sát, phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa trực tiếp cũng như cấu tạo, nguyên lý hoạt động của từng chi tiết trong hệ thống và các lưu ý trong bảo dưỡng, chẩn đoán hư hỏng và sửa chữa hệ thống.

Đề tài không tập trung vào tính toán, thiết kế các chi tiết trong hệ thống. Đối tượng nghiên cứu Hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ động cơ 2JZ – GTE 1. Phương pháp nghiên cứu - Đề tài được hoàn thành chủ yếu dựa trên tham khảo - Tìm hiểu thêm thông tin trên mạng, lấy ý kiến từ giảng viên hướng dẫn 1 THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP - Tham khảo các mô hình tương tự… 1. Ý nghĩa đề tài Mô hình giúp cho sinh viên có cái nhìn trực quan hơn về hệ thống đánh lửa trực tiếp, nắm được phương pháp hoạt động, vị trí, cấu tạo của các chi tiết.

Dễ dàng chẩn đoán kiểm tra sửa chữa qua các hệ thống pan. Mô hình giúp quá trình giảng dạy trực quan và dễ tiếp thu hơn. 2 THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH 2. Giới thiệu chung Mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp được thực hiện dựa theo hệ thống điều khiển của động cơ 2JZ – GTE.

Động cơ này có các đặc điểm sau: - Là động cơ 6 xy lanh thẳng hàng, thứ tự công tác 1 – 5 – 3 – 6 – 2 - 4. - Cơ cấu phân phối khí kiểu DOHC. - Sử dụng hệ thống tăng áp để tăng công suất động cơ. - Hệ thống phun đa điểm, chia làm 3 nhóm.

 Nhóm 1: Kim phun số 1 và kim phun số 6.  Nhóm 2: Kim phun số 2 và kim phun số 5.  Nhóm 3: Kim phun số 3 và kim phun số 4. - Sử dụng hệ thống đánh lửa trực tiếp: Mỗi xy lanh bố trí một bô bin, igniter đặt trong bô bin.

- Van điều khiển tốc độ cầm chừng (ISC) kiểu mô tơ bước. - Điều khiển bơm nhiên liệu quay một tốc độ. - Bộ đo gió sử dụng kiểu cảm biến chân không (Vacuum Sensor) 2. Tổng quan mô hình Tất cả các cụm chi tiết của mô hình hệ thống đánh lửa trực tiếp được bố trí trên một bảng gỗ có kích thước 1,9 m x 1,0 m.

Nó được lắp trên một khung bằng sắt và di chuyển được nhờ 04 bánh xe. 3 THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP Hình 2. Kích thước tổng quát của sa bàn  Bố trí trên mô hình: Hệ thống đánh lửa trực tiếp (Direct Ignition System), mỗi bô bin được đặt trên đỉnh của mỗi bugi. ECU tiếp nhận tín hiệu từ các cảm biến và nó cho ra tín hiệu điều khiển đánh lửa IGT để điều khiển igniter và igniter điều khiển dòng điện đi qua cuộn sơ cấp của bô bin để thực hiện đánh lửa.

4 THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP Hình 2.2: Các cảm biến và bộ chấp hành 5 THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP Hình 2.3: Bố trí các cụm chi tiết trên mô hình. Chi tiết trên mô hình 2. Bộ truyền động đai Bộ truyền động đai được dẫn động bằng động cơ điện một chiều 12V qua trung gian một khớp nối mềm. Bộ truyền động đai thể hiện sự bố trí cơ cấu phân phối khí, phương pháp bố trí cảm biến vị trí trục cam và cảm biến vị trí trục khuỷu.

Nguồn điện sử dụng cho mô hình là bình ắc quy 12V. Kẹp đỏ được nối với dương ắc quy và kẹp đen nối với cực âm ắc quy. Lưu ý: Mạch điện hệ thống điều khiển động cơ trên mô hình có thể bị hỏng khi chúng ta đấu sai cực ắc quy. 6 THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP Hình 2.4: Bộ truyền động đai NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ TRUYỀN ĐỘNG 1.

Xoay contact máy từ Off sang On, đèn Check Engine sẽ sáng. Tiếp tục xoay contact máy sang vị trí ST, bộ truyền động đai sẽ chuyển động. Sau khi mô hình hoạt động, đưa contact máy chuyển về vị trí On. Để thay đổi tốc độ của bộ truyền động đai bằng cách xoay công tắc điều khiển tốc độ bên dưới mô hình, tốc độ mô hình được thể hiện trên bảng Tableau.

Để dừng mô hình, xoay contact máy về vị trí Off. 7 THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP 2. Mạch điều khiển động cơ Hình 2.5 : Mô tơ điều khiển bộ dẫn động đai Bộ điều khiển tốc độ động cơ 60A có vỏ bảo vệ mạch, điện áp làm việc 10-50VDC, công suất điều khiển: 0,01-3000W (dòng khởi động tức thời tối đa 60A, dòng làm việc dài hạn nên được kiểm soát trong vòng 30A). Chân B+ và B- lần lượt được nối sau cầu chì sau relay bảo vệ của công tắc máy và mass của nguồn điện, 2 chân M+ và M- được nối với cực dương qua relay mô tơ và mass nguồn.

Khi xoay công tắc bộ điều khiển tốc độ theo chiều kim đồng hồ, tốc độ mô hình sẽ tăng đến gần 3000 v/p. Ngược lại, khi xoay công tắc điều khiển theo ngược kim đồng hồ, tốc độ mô hình giảm. Tốc độ của mô hình được thể hiện trên Tableau. Khi có dòng điện cung cấp cho led bơm nhiên liệu, dòng điện từ cực Fp của rơ le bơm cung cấp qua cuộn dây của rơ le mô tơ làm mô tơ chuyển động.

Chuyển động mô tơ được 8 THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP truyền qua khớp nối để dẫn động bộ truyền động đai.6 : Bộ điều khiển tốc độ động cơ 60A Hình 2.7 : Mạch điều khiển mô tơ 9 THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP 2. Tableau Tableau số được bố trí ở phía trên góc phải của mô hình, trên tableau bố trí đèn Check Engine và hiển thị tốc độ quay của trục khuỷu cũng như tốc độ của xe.8 : Đồng hồ Tableau 2. Hộp cầu chì Hộp cầu chì ô tô là nơi chứa nhiều loại cầu chì và rơ le nhằm tránh việc nguồn cấp điện cho các thiết bị và bộ phận không bị quá tải dẫn tới tình trạng chập cháy. Sợi chì sẽ đứt nếu nguồn điện xảy ra hiện tượng quá tải ngưng cấp nguồn về một thiết bị điện tử nào đó đang bị quá tải.

Bên trong hộp cầu chì được bố trí rơ le chính động cơ, rơ le chính EFI, rơ le mô tơ, cầu chì chính, cầu chì IG và cầu chì EFI.9 : Vị trí hộp cầu chì, rờ le. 10 THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP 2. Cảm biến chân không Cảm biến chân không hay còn gọi là cảm biến áp suất trong đường ống nạp MAP (Manifold Air Pressure). Nó là một cảm biến vô cùng quan trọng trong hệ thống điều khiển động cơ, giúp cho động cơ ô tô hoạt động ổn định, nâng cao hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí xả.

Nó dùng để xác định lưu lượng khí nạp bằng cách kiểm tra độ chân không trong đường ống nạp. Cảm biến được bố trí bên ngoài động cơ, cấu trúc của nó gọn nhẹ, không làm cản trở chuyển động dòng khí nạp như các cảm biến khác.10: Cảm biến chân không Nguyên lý đo của cảm biến dựa vào mối quan hệ giữa độ chân không trong đường Ống nạp và lưu lượng không khí nạp. Khi lượng không khí nạp giảm, độ chân không trong đường ống nạp tăng và ngược lại. Độ chân không trong đường ống nạp được chuyển thành tín hiệu điện áp nhờ một IC bố trí bên trong cảm biến và gởi về ECU để xác định lưu lượng không khí nạp.

11 THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP Hình 2.11: Cấu tạo bên trong cảm biến chân không Cảm biến dạng phần tử áp điện, gồm một màng silicon có bề dày ở ngoài rìa mép khoảng 0,25 mm và ở trung tâm khoảng 0,025 mm, kết hợp với buồng chân không và một con IC. Một mặt của màng silicon bố trí tiếp xúc với độ chân không trong đường ống nạp và mặt khác của nó bố trí ở trong buồng chân không được duy trì một áp thấp cố định trước trong cảm biến. Khi áp suất trong đường ống nạp thay đổi làm cho màng silicon biến dạng, điện trở của nó sẽ thay đổi. Khi điện trở thay đổi, tín hiệu điện áp từ IC gởi về ECU thay đổi theo.

Điện áp từ ECU luôn cung cấp cho IC không đổi là 5 vôn. Khi áp suất trong đường ống nạp càng lớn, tín hiệu điện áp từ cọc PIM gởi về ECU càng cao và ngược lại.12: Mạch điều khiển cảm biến chân không 12 THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP 2.Cảm biến nhiệt độ không khí nạp Hình 2.13: Cảm biến nhiệt độ không khí nạp Cảm biến nhiệt độ không khí nạp được kí hiệu là THA , TA hoặc MAT. Nếu sử dụng cảm biến chân không, nó bố trí sau lọc gió hoặc trên đường ống nạp. Cảm biến được dùng để đo nhiệt độ khí nạp vào động cơ và gửi về hộp ECU để ECU thực hiện hiệu chỉnh.