Những điều Cần Biết Về Hệ Thống điều Khiển động Cơ - OTO-HUI

(News.oto-hui.com) – Động cơ ô tô ngày nay ngoài những yếu tố như nhiên liệu, không khí thì cần phải có một hệ thống điều khiển mới có thể hoạt động chính xác và hiệu quả. Dưới đây là những điều cần biết về hệ thống điều khiển động cơ. 

1. Giới thiệu khái quát

Thành phần chính của hệ thống điều khiển động cơ là bộ xử lý trung tâm ECU – Engine Control Unit hay PCM – Power Control Module, tùy thuộc vào nhà sản xuất và loại xe mà có tên gọi khác nhau. Bộ xử lý trung tâm là một hộp kim loại hình vuông, bên trong có một mạch điện với nhiều linh kiện điện tử được tích hợp trên đó, được lập trình và tạo thành một mạch điều khiển phức tạp, có chức năng điều khiển các hoạt động của động cơ như: Phun nhiên liệu, đánh lửa…

2. Các loại cảm biến

Hộp điều khiển PCM hay ECU sẽ cần những tín hiệu đầu vào mới có thể điều khiển các hoạt động của động cơ. Vậy các tín hiệu đầu vào được lấy từ đâu? Câu trả lời là các cảm biến, ở phần tiếp theo chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu qua về các cảm biến này.

Cảm biến oxy có nhiệm vụ theo dõi lượng oxy có trong khí thải và gửi tín hiệu về ECU hoặc PCM. PCM sử dụng thông tin này để liên tục điều chỉnh tỷ lệ không khí / nhiên liệu. Điều này sẽ giúp khí thải và khả năng tiêu hao nhiên liệu ở mức tối thiểu. Cảm biến oxy hư hỏng sẽ làm cho động cơ chạy với một hỗn hợp hòa khí giàu, sử dụng nhiên liệu và gây ô nhiễm nhiều hơn. Cảm biến oxy sẽ bị hư hỏng nhanh nếu dầu động cơ hoặc nước làm mát bị đốt cháy trong buồng đốt. Khi đó bạn sẽ cần thay thế chúng với cùng loại cảm biến. Các cảm biến này có thể có 1,2,3 hoặc 4 dây điện phụ thuộc vào hãng xe và năm sản xuất.

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có nhiệm vụ thông báo nhiệt độ động cơ với ECU. Bộ xử lý trung tâm sử dụng thông tin này để điều chỉnh một loạt các chức năng như: đánh lửa, phun nhiên liệu và kiểm soát khí thải. Ví dụ khi động cơ lạnh, hỗn hợp nhiên liệu cần giàu hơn để cải thiện công suất. Một khi động cơ đạt đến nhiệt độ hoạt động, PCM bắt đầu sử dụng các tín hiệu từ các cảm biến oxy để thay đổi tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu. Đây được gọi là một “vòng khép kín” hoạt động, và nó là cần thiết cho việc giữ lượng khí thải ở mức tối thiểu.

Cảm biến vị trí bướm ga TPS cung cấp thông tin về độ mở bướm ga. PCM sử dụng thông tin này để thay đổi thời điểm đánh lửa và hỗn hợp nhiên liệu khi tải trọng động cơ thay đổi.

Cảm biến lưu lượng khí nạp MAF sẽ tính lượng khí nạp đi vào động cơ và gửi thông tin về cho ECU. PCM hoặc ECU sẽ sử dụng thông tin này để thay đổi tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu khi cần thiết. Có một số loại cảm biến lưu lượng khí nạp bao gồm cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy và kiểu cánh. Chi phí để thay thế các loại cảm biến này khá cao.

Một số động cơ không có cảm biến lưu lượng khí nạp và chỉ ước tính lượng không khí mà động cơ hút vào bằng cách giám sát số vòng quay động cơ và sử dụng tín hiệu đầu vào từ cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến áp suất MAP và cảm biến nhiệt độ đường ống nạp MAT. Cảm biến lưu lượng khí nạp hư hỏng có thể gây ra các vấn đề khác nhau khi lái xe: động cơ rung, giật, khó tăng tốc, lên ga bị tắt máy.

Cảm biến vị trí trục khuỷu có nhiệm vụ giám sát số vòng quay động cơ và giúp ECU xác định vị trí tương đối của trục khuỷu, từ đó kiểm soát thời điểm đánh lửa và thời gian phun nhiên liệu một cách thích hợp. Đồng thời ECU cũng sử dụng tín hiệu này để điều khiển tốc độ không tải bằng cách điều khiển đóng mở mô-tơ bước để thêm bớt lượng gió đi vào động cơ khi đang chạy không tải. Trên một số động cơ, cảm biến vị trí trục cam được bổ sung để cung cấp thêm thông tin cho ECU về thời gian đóng mở của các xupap.

Cảm biến kích nổ KNK có nhiệm vụ phát hiện rung động do quá trình kích nổ gây ra. Khi PCM nhận được tín hiệu từ cảm biến KNK, trong giây lát ECU sẽ làm chậm thời điểm đánh lửa để giảm dần hiện tượng kích nổ trong động cơ.

Cảm biến tốc độ xe (VSS) sẽ gửi thông tin tốc độ xe cho ECU. Thông tin này là cần thiết để kiểm soát các chức năng khác như khóa biến mô của hộp số tự động. Tín hiệu VSS cũng được sử dụng bởi module điều khiển khác, bao gồm hệ thống chống bó cứng phanh (ABS).

3. Các hoạt động khác của PCM

Trên một số xe, PCM cũng điều khiển hoạt động của hộp số tự động. Cũng có trường hợp hoạt động của hộp số được điều khiển riêng bởi hộp TCM – Transmission Control Module. Tuy nhiên, TCM và PCM vẫn được liên kết và trao đổi thông tin với nhau thông qua mạng giao tiếp riêng với tên gọi CAN.

Trên nhiều loại xe mới hơn, PCM cũng điều chỉnh điện áp của hệ thống sạc; bật và tắt quạt làm mát; tương tác với hệ thống phanh chống bó cứng (ABS) để giảm công suất nếu xe cần kiểm soát lực kéo và thậm chí có thể tương tác với các mô-đun kiểm soát nhiệt độ hộp số tự động (ATC).

Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của PCM là đảm bảo rằng tất cả các cảm biến của động cơ hoạt động bình thường và động cơ không gây ô nhiễm. Kể từ những bộ PCM đầu tiên, một hệ thống tự chẩn đoán đã được lắp đặt để phát hiện những lỗi xảy ra khi động cơ hoạt động và cảnh báo cho người lái. Lúc này, hệ thống tự chẩn đoán còn tương đối thô. Nếu một mạch cảm biến bị hở (không có tín hiệu) hoặc ngắn mạch, điều này sẽ gây ra một mã lỗi và kích hoạt đèn check engine. Nhưng nhiều trường hợp không hư hỏng quá nặng cũng có thể làm giảm hiệu suất động cơ và khả năng lái xe. Hơn nữa, các hệ thống trước đây không có cách nào để giám sát khí thải động cơ.

Hệ thống tự chẩn đoán OBD II lần đầu tiên xuất hiện vào năm 1994 tại Mỹ, và nó đã được yêu cầu lắp trên tất cả các xe ô tô và xe tải nhẹ từ năm 1996. Không giống như những hệ thống chẩn đoán trên xe trước đó, chỉ đưa ra mã lỗi khi cảm biến bị hỏng hoặc giá trị đọc ngoài phạm vi, OBD II giám sát hầu hết các chức năng của động cơ khi xe đang chạy. Nó được thiết kế để phát hiện gần như bất kỳ vấn đề nào có thể gây ra.

4. Đèn Check Engine

Đèn Check engine (Đèn báo lỗi động cơ) có nhiệm vụ cảnh báo người lái khi có vấn đề về phát thải hoặc phát hiện có cảm biến bị hư hỏng. Tùy thuộc vào thiết kế hệ thống và bản chất của vấn đề, đèn có thể sáng liên tục hoặc nhấp nháy.

Khi thấy đèn này sáng hoặc nhấp nháy, bạn có thể đưa xe của mình tới garage hoặc hãng xe để được chẩn đoán. Kỹ thuật viên sẽ sử dụng một máy chẩn đoán phù hợp với xe của bạn và đọc lỗi. Theo lý thuyết, điều này có thể giúp bạn tìm ra mã lỗi và có cách khắc phục. Tuy nhiên nó không đơn giản như vậy. Mã lỗi chỉ là một gợi ý đầu tiên, các kỹ thuật viên vẫn cần thêm các kiểm tra để có thể tìm chính xác chi tiết hay cảm biến bị hư hỏng.

Ví dụ: một chiếc xe có mã OBD II liên quan đến mạch cảm biến oxy (mã P0130). Mã lỗi có thể là do cảm biến bị hư hỏng, hoặc có thể là do giắc cắm hay dây dẫn lỏng.

Khó khăn hơn để chẩn đoán là các mã lỗi liên quan đến mất lửa. OBD II có thể phát hiện “misfire” trong các xilanh đơn. Nguyên nhân cơ bản có thể là do hư hỏng bugi, dây cao áp, bôbin đánh lửa, kim phun nhiên liệu bẩn hay chết hoặc vấn đề với áp suất nén. Như bạn thấy, mã lỗi chỉ cho bạn thấy nguyên nhân gây báo đèn check engine chứ không chỉ cho bạn thấy chi tiết nao bị hư hỏng, vì vậy cần có một kỹ thuật viên được đào tạo bài bản và có kinh nghiệm mới có thể phát hiện chính xác chi tiết bị hư hỏng.

Chẩn đoán hệ thống điều khiển động cơ và cảm biến không phải là một nhiệm vụ dễ dàng, nhưng đó là mức giá mà chúng ta phải trả cho việc giảm phát thải ô nhiễm. Hãy mang xe tới garage để kiểm tra và chẩn đoán nếu thấy đèn check engine bật sáng hay nhấp nháy.

Nguồn: aa1car

Bài viết liên quan:

• Tìm hiểu sự khác nhau giữa PCM, ECM và TCM
• Những điều ít ai biết về động cơ ô tô