KẾT CẤU NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HT ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP ĐỘNG CƠ 1TRFETRÊN XE TOYOTA INNOVA 2016

Đây cũng là lý do mà đã khiến em chọn đề tài này làm đề tài tốt nghiệp với mong muốn góp phần nghiên cứu sâu hơn về hệ thống đánh lửa trên động cơ xăng nói chung, đi sâu hơn để nghiên cứ

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH III

MỞ ĐẦU 1

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1

2 MỤC ĐÍCH 1

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

5 Ý NGHĨA 2

5 BỐ CỤC ĐỀ TÀI 2

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN ÔTÔ 3

1.1 NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN Ô TÔ 3

1.1.1 Nhiệm vụ 3

1.1.2 Yêu cầu 3

1.1.3 Phân loại 3

1.2 CÁC GIAI ĐOẠN CHÁY CỦA HÒA KHÍ 5

1.3 GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN Ô TÔ ĐIỂN HÌNH 5 1.3.1 Hệ thống đánh lửa thường 5

1.3.1 Hệ thống đánh lửa bán dẫn 7

1.3.2 Hệ thống đánh lửa điện tử 9

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 14

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU & NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HT ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP ĐỘNG CƠ 1TR-FETRÊN XE TOYOTA INNOVA 2016 15

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE TOYOTA INNOVA 2016 15

2.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của xe Toyota Innova tại Việt Nam 15

2.1.2 Thông số kỹ thuật xe Toyota Innova 2016 17

2.2 CÁC THÀNH PHẦN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP 18

2.2.1 Tín hiệu đầu vào (INPUT) 19

2.2.2 Khối xử lý tín hiệu (Electronic Control Unit – ECU) 25

2.2.3 Khối chấp hành 29

2.3.NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP TRÊN XE TOYOTA INNOVA 2016 32

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 36

CHƯƠNG 3: HƯ HỎNG , SỬA CHỮA VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN XE TOYOTA INNOVA 2016 37

3.1 HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRÊN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 37

3.1.1 Hỏng bobine đánh lửa 37

3.1.2 Hư hỏng bugi 37

3.1.3 Bộ cảm biến bị hỏng 38

3.2.CHẨN ĐOÁN HỬ HỎNG TRÊN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 39

3.3 QUY TRÌNH KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐÁNH

LỬA TRỰC TIẾP 42

3.3.1 Kiểm tra thời điểm đánh lửa 42

3.3.2 Quy trình kiểm tra bobine đánh lửa 43

3.3.3 Kiểm tra và bảo dưỡng bugi 45

KẾT LUẬN 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống đánh lửa thường 6

Hình 1 2 Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm 8

Hình 1 3 Hệ thống đánh lửa kiểu quang điện 9

Hình 1 4 Hệ thống đánh lửa loại gián tiếp 10

Hình 1 5 Hai loại hệ thống đánh lửa trưc tiếp 11

Hình 1 6 Hệ thống đánh lửa trực tiếp loại sử dụng bobine đôi 12

Hình 1 7 Hệ thống đánh lửa trực tiếp loại bobine đơn 13

Hình 2 1 Xe Toyota Innova năm 2006 lần đầu tiên ra mắt tại Việt Nam 15

Hình 2 2 Mẫu xe Toyota Innova 2016 16

Hình 2 3 Mẫu xe Toyota Innova 2022 16

Hình 2 4 Các thành phần cơ bản trên hệ thống đánh lửa trực tiếp 18

Hình 2 5 Cảm biến vị trí trục khuỷu 19

Hình 2 6 Cảm biến vị trí trục cam 20

Hình 2 7 Cảm biến vị trí bướm ga 21

Hình 2 8 Hoạt động cảm biến kích nổ do ECU động cơ điều khiển 22

Hình 2 9 Cảm biến oxi 23

Hình 2 10 Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF) 24

Hình 2 11 Đồ thị biểu diễn sự biến thiên dòng điện theo tỷ lệ khí – nhiên liệu 25

Hình 2 12 Khối xử lý thông tin ECU động cơ 27

Hình 2 13 Tín hiệu đánh lựa IGT theo thứ tự đánh lửa 28

Hình 2 14 Tín hiệu phản hồi IGF 29

Hình 2 15 Hình ảnh cuộn đánh lửa 29

Hình 2 16 Nguyên tắc khuếch đánh dòng điện trong bobine 30

Hình 2 17 Bugi đầu dài trên động cơ 1TR-FE 31

Hình 2 18 Sơ đồ mạch điện điều khiển hệ thống đánh lửa trên xe Toyota Innova 2016 32

Hình 2 19 Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa 33

Hình 3 1 Bobine bị hỏng 37

Hình 3 2 Một số nguyên nhân bugi bị hỏng 38

Hình 3 3 Kiểm tra hư hỏng các cảm biến trên xe 38

Hình 3 4 Mô tả quá trình kiểm tra thời điểm đánh lửa 43

Hình 3 5 Đo kiểm điện cực Bugi 45

Hình 3 6 Quan sát điện cực bugi 46

Hình 3 7 Kiểm tra khe hở bugi 46

Hình 3 8 Vệ sinh bugi 47

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Với sự phát triển kinh tế, giao thông vận tải,…Tất cả đều là những vấn

đề, hạng mục phát triển một cách mạnh mẽ giây phút Mỗi ngày lại có nhiều ý tưởng được hình thành, những công nghệ mới được phát minh và thực hiện, ngành công nghiệp ô tô cũng vậy Ở nước ta, ngành công nghiệp ô tô mới được du nhập vào chưa lâu và vẫn còn non trẻ, hầu hết công nghệ, hệ thống

và kỹ thuật đều mượn từ các nước phát triển hơn đã tự có khả năng sản xuất

và chế tạo ra loại ô tô cho riêng mình [5] Vì vậy, nước ta đang cố gắng từng ngày tiếp cận, theo kịp các công nghệ tiên tiến này để cho nền công nghiệp ô

tô nước nhà phát triển và lớn mạnh

Việc nghiên cứu cụ thể hệ thống đánh lửa khiển điện tử giúp tôi có một cái nhìn cụ thể hơn, sâu sắc hơn về vấn đề này Đây cũng là lý do mà đã khiến

em chọn đề tài này làm đề tài tốt nghiệp với mong muốn góp phần nghiên cứu sâu hơn về hệ thống đánh lửa trên động cơ xăng nói chung, đi sâu hơn để nghiên cứu hệ thống đánh lửa trực tiếp trên xe Toyota Innova nói riêng, để từ

đó trình bày được tổng quan về hệ thống đánh lửa và đưa ra các số liệu tính toán, phục vụ cho việc nghiên cứu, học tập cũng như chế tạo

2 MỤC ĐÍCH

✓ Thấy rõ vai trò quan trọng trong việc tạo ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn

hợp nhiên liệu vào đúng thời điểm

✓ Tìm hiểu nắm vững nguyên lý làm việc và từ đó thấy được ưu nhược điểm của các hệ thống đánh lửa trong các động cơ châm cháy cưỡng

✓ Tìm hiểu và nắm vững nguyên lý hoạt động của các cảm biến sử dụng

trong hệ thống đánh lửa trên xe Toyota Innova 2016

✓ Có thể chẩn đoán một cách chính xác và nhanh chóng các hư hỏng trong hệ thống đánh lửa trực tiếp nói riêng và các động cơ hiện đại

tương đương nói chung

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Đối tượng nghiên cứu của đồ án là ô tô gia đình có sử dụng hệ thống đánh lửa trực tiếp được sản xuất ở Việt Nam

- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu về các thông số khi hệ thống làm việc, đưa ra các đánh giá, cải thiện hệ thống

5 Ý NGHĨA

- Giúp cho sinh viên tổng hợp logic các kiến thức đã học

- Giúp cho sinh viên có cơ hội tiếp cận thực tế với các động cơ đời mới

- Nắm vững cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa trên

xe Toyota Innoa 2016 và từ đó làm tiền đề để nghiên cứu các hệ thống đánh lửa của các động cơ khác

- Giúp sinh viên tự tin hơn lúc mới ra trường chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế về các hệ thống đánh lửa điện tử của các động cơ đời mới

5 BỐ CỤC ĐỀ TÀI

Đồ án bao gồm 3 chương:

- Chương 1: Tổng quan về hệ thống đánh lửa trên ô tô

- Chương 2: Phân tích kết cấu và nguyên lý làm việc hệ thống đánh lửa trực tiếp trên xe Toyota Innova 2016

- Chương 3: Hư hỏng, sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống đánh lửa trên xe Toyota Innova 2016

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

TRÊN ÔTÔ 1.1 NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN Ô TÔ

1.1.1 Nhiệm vụ

Hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ biến điện áp từ 12V thành các xung điện thế rất cao lên tới 40KV [4] Các xung điện thế cao này được phân bổ tới các bugi tạo ra tia lửa điện đốt cháy hòa khí

1.1.2 Yêu cầu

Để hệ thống đánh lửa làm việc tốt thì phải đảm bảo các yêu cầu sau:

✓ Hệ thống đánh lửa phải sinh ra sức điện động lớn để phóng qua khe hở bugi trong tất cả các chế độ

✓ Tia lửa điện trên bugi phát ra phải đủ năng lượng và thời gian phóng cho quá trình cháy đảm bảo cháy hết

✓ Đánh lửa đúng thời điểm trong mọi điều kiện làm việc của động cơ

✓ Các thành phần của hệ thống đánh lửa phải hoạt động tốt trong mọi điều kiện làm việc

✓ Sự mài mòn điện cực bugi phải nằm trong khoảng cho phép

1.1.3 Phân loại

Hệ thống đánh lửa trên ô tô được sử dụng 75 năm qua hầu như không thay đổi mới chi thay đổi phương thức đánh lửa hoặc phương pháp phân phối tia lửa Ta có thể phân hoại hệ thống đánh lửa như sau:

Theo phương thức tích luỹ năng lượng có:

• Hệ thống đánh lửa điện cảm

• Hệ thống đánh lửa điện dung

Phân loại theo kiểu ngắt mạch sơ cấp có:

• Hệ thống đánh lửa truyền thống (đánh lửa má vít)

• Hệ thống đánh lửa tranzistor (đánh lửa bán dẫn) gồm 2 loại:

+ Hệ thống đánh lửa bán dẫn điều khiển trực tiếp

+ Hệ thống đánh lửa được điếu khiển bằng kỹ thuật số

Trong HTDL bán dẫn điều khiển trực tiếp lại chia ra loại có vít điều khiển vít và không có vít điều khiển Loại không có vít điều khiển có các loại là:

- Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến điện từ loại loại nam châm đứng yên

và loại nam châm quay

- Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến biến Hall

- Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến biến quang

Trong HTDL điểu khiển băng kỹ thuật số có:

- Hệ thống đánh lửa theo chương trình

- Hệ thống đánh lửa sử dụng bộ vi xử lý

- Hệ thống đánh lửa kết hợp với hệ thống phun xăng điện tử

Phân loại theo các phân bố điện cao áp có:

- Hệ thống đánh lửa có bộ chia điện-delco

- Hệ thống đánh lửa trực tiếp hay không có delco

Phân loại theo phương pháp điều khiển góc đánh lửa sớm:

- Hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng cơ khí

- Hệ thống đánh lửa với bộ điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử

1.2 CÁC GIAI ĐOẠN CHÁY CỦA HÒA KHÍ

- Giai đoạn cháy trễ

Sự bốc cháy hòa khí (nổ) không phải xuất hiện ngay sau khi đánh lửa Ban đầu, chỉ là một khu vực nhỏ (hạt nhân) ở sát ngay tia lửa khi bắt đầu cháy, và quá trình bắt cháy này lan rộng ra khu vực xung quanh Quãng thời gian từ khi hỗn hợp hòa khí được đánh lửa cho đến khi nó bốc cháy được gọi

là giai đoạn cháy trễ [1]s Giai đoạn cháy trễ đo gần như không thay đổi, và

nó không bị ảnh hưởng của điều kiện làm việc động cơ

- Giai đoạn lan truyền ngọn lửa

Sau khi hạt nhân ngọn lửa hình thành, ngọn lửa nhanh chóng lan truyền

ra xung quanh Tốc độ lan truyền này được gọi là tốc độ lan truyền ngọn lửa,

và thời kỳ này được gọi là kỳ nổ (B~C~D) Khi có một lượng lớn hòa khí được nạp vào, hỗn hợp hòa khí trở nên có mật độ cao hơn Vì thế, khoảng cách giữa các hạt trong hỗn hợp hòa khí giảm xuống, nhờ thế nên tốc độ lan truyền ngọn lửa tăng lên nhanh chóng [3] Ngoài ra, luồng hỗn hợp hòa khí xoáy lốc càng mạnh thì tốc độ lan truyền ngọn lửa càng cao Khi tốc độ lan truyền ngọn lửa cao, cần phải định thời đánh lửa sớm Do đó cần phải điều khiển thời điểm đánh lửa theo điều kiện làm việc của động cơ

1.3 GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN Ô TÔ

ĐIỂN HÌNH

1.3.1 Hệ thống đánh lửa thường

a, Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc

Hệ thống đánh lửa thường bao gồm:

- Bình ắc quy: Là nguồn điện thường trực trên ôtô, cung cấp cho các nguồn phụ tải như máy khởi động, đền còi v.v tích luỹ điện năng do máy phát điện nạp vào

- Khoá công tắc: Để nối hay ngắt dòng điện sơ cấp của hệ thống khi cần khởi động hay tắt máy

- Biến áp đánh lửa: Có hai cuộn dây ; cuộn sơ cấp W1 có khoảng 250 400 vòng, cuộn thứ cấp W2 có khoảng 19000 26000 vòng

- Bộ chia điện: Cắt và nối dòng điện sơ cấp gây nên biến thiên từ thông trong Bobine làm cho cuộn thứ cấp cảm ứng điện cao thế Bộ chia điện còn có công dụng chia dòng điện cao thế cho các Bugi vào đúng thời điểm Cam của bộ chia điện được dẫn động quay từ trục phân phối làm nhiệm vụ đóng mở tiếp điểm KK’ tức là nối ngắt mạch sơ cấp của biến áp đánh lửa

1 Trục cam, 2 Cần tiếp điểm, 3 Biến áp đánh lửa, 4 Bộ chia điện, 5 Bugi

b, Nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa thường

- Khi KK’ đóng: Trong mạch sơ cấp xuất hiện dòng điện sơ cấp i1 Dòng này tạo nên một từ trường khép mạch qua lõi thép và hai cuộn dây của biến áp đánh lửa

- Khi KK’ mở: Mạch sơ cấp bị ngắt, dòng i1 và từ trường do nó tạo nên mất

Do đó trong cả hai cuộn dây sẽ xuất hiện các suất điện động tự cảm, tỷ

lệ thuận với tốc độ biến thiên của từ thông Do cuộn thứ cấp có số vòng dây lớn nên suất điện động sinh ra trong nó cũng lớn, đạt giá trị khoảng 12000 24000 V Điện áp cao này truyền qua roto của bộ chia điện và các

Hình 1 1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống đánh lửa thường

dây dẫn cao áp đến Bugi đánh lửa theo thứ tự nổ của động cơ Khi thế hiệu thứ cấp đạt giá trị Udl thì sẽ xuất hiện tia lửa điện phóng qua khe hở Bugi đốt cháy hỗn hợp làm việc trong xylanh

Khi KK’ mở, trong cuộn W1 cũng xuất hiện suất điện động tự cảm khoảng 200 300V Tụ C1 mắc song song với tiếp điểm với mục đích tích điện

từ các tia lửa ở các tiếp điểm bảo vệ các tiếp điểm không bị cháy rổ đồng thời

tụ C1 sẽ phóng dòng điện ngược này về cuộn sơ cấp trong Bobine làm cho dòng sơ cấp triệt tiêu nhanh hơn và như vậy sẽ làm cho hiệu điện thế thứ cấp tăng lên nhanh chóng

1.3.1 Hệ thống đánh lửa bán dẫn

Hệ thống đánh lửa thường còn nhiều hạn chế trong quá trình sử dụng, như hiệu điện thế đánh lửa không lớn, không đáp ứng dòng điện cho quá trình tăng tốc, hơn nữa do cơ cấu điều khiển bằng cơ khí nên trong quá trình sử dụng sẽ có nhiều hư hỏng …

Vậy nên ngày nay hầu hết các ô tô đều được trang bị hệ thống đánh lửa bán dẫn vì loại này còn có ưu điểm là tạo được tia lửa mạnh ở điện cực bougie, đáp ứng tốt các chế độ làm việc của động cơ, tuổi thọ cao… Quá trình phát triển hệ thống đánh lửa điện tử cũng được chế tạo, cải tiến với nhiều loại khác nhau, song có thể chia thành hai loại chính sau:

➢ Loại có tiếp điểm

➢ Loại không có tiếp điểm

1.3.1.1 Loại có tiếp điểm

✓ Đáp ứng tốt ở từng chế độ làm việc của động cơ

* Nhược điểm:

✓ Không được sử dụng rộng rãi vì chỉ sử dụng cho các động cơ tốc độ thấp Lý do là vì ở tốc độ cao sẽ làm cho transistor đóng cắt không đúng thời điểm làm giảm hiệu điện thế trong cuộn dây và nhanh mòn các tiếp điểm

✓ Chất lượng đánh lửa giảm khi tăng hiệu điện thế nguồn, dòng điện qua cuộn sơ cấp giảm, hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp giảm

1.3.1.2 Loại không có tiếp điểm (kiểu quang điện)

Hình 1 2 Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm

✓ Chỉ sử dụng trên các động cơ đời mới có tốc độ động cơ thấp và trung bình để đảm bảo chất lượng đánh lửa

1.3.2 Hệ thống đánh lửa điện tử

Hệ thống đánh lửa điện tử hoạt động dựa trên các tín hiệu như: tốc độ động cơ, vị trí trục khuỷu - am, vị trí bướm ga, nhiệt độ động cơ,….gửi về ECU sẽ điều khiển để tạo ra tia lửa ở mạch thứ cấp vào đúng thời điểm đánh lửa Hệ thống đánh lửa kỹ thuật số được chia làm hai loại:

✓ Hệ thống đánh lửa gián tiếp

✓ Hệ thống đánh lửa trực tiếp

Hình 1 3 Hệ thống đánh lửa kiểu quang điện

1.3.2.1 Hệ thống đánh lửa gián tiếp

Hình 1 4 Hệ thống đánh lửa loại gián tiếp

* Ưu điểm:

✓ Tổn thất năng lượng giảm, giảm nhiễu ở mạch thứ cấp do dây cao áp ngắn hoặc không có dây cao

✓ Không có khe hở giữa mỏ quẹt và dây cao áp

✓ Bỏ được các chi tiết hay hư hỏng (bộ ly tâm)

✓ Chi phí dưỡng, sửa chữa giảm

✓ Kiểm soát tốt được quá trình đánh lửa do có thêm tín hiệu phản hồi IGF

✓ Dễ dàng điều khiển đánh lửa nhờ có chương trình của ECU

* Nhược điểm:

✓ Vẫn sử dụng bộ chia điện cơ khí nên vẫn còn sự tổn thất điện áp trên bộ chia và trên dây cao áp

✓ Gây nhiễu vô tuyến trên mạch thứ cấp

✓ Khi động cơ làm việc ở tốc độ cao và số xi lanh nhiều thì dễ xảy ra đánh lửa đồng thời ở hai xi lanh cạnh nhau

✓ Bộ chia điện cần thường xuyên theo dõi và bảo dưỡng

✓ Thường sử dụng trên các xe du lịch, xe khách nhỏ đời mới có công suất vừa phải, tốc độ trung bình

1.3.2.2 Hệ thống đánh lửa trực tiếp

Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp (ĐLTT), bộ chia điện không còn được sử dụng nữa Thay vào đó, hệ thống ĐLTT cung cấp một hệ thống boobine đôi/đơn cùng với một IC đánh lửa hai xylanh hoặc riêng cho từng xylanh [5] Vì hệ thống này được phân làm 2 loại:

a Loại sử dụng bobine đôi:

* Nhược điểm

✓ Cấu tạo phức tạp, chi phí bảo dưỡng cao

✓ Hệ thống cần nhiều cảm biến, nếu hỏng 1 trong số chúng có thể gián đoạn làm viêc hoặc không làm việc được

✓ Dùng bobine đôi nên trong thời kỳ không cần thiết làm tiêu thụ nhiều năng lựơng

b Loại dùng bobine đơn

*Ưu điểm:

✓ Không có dây cao áp nên giảm tổn thất năng lượng

✓ Không còn bộ chia điện giảm chi phí, bảo dưỡng,sửa chữa

✓ Mỗi bobine được điều khiển riêng biệt bởi một chân của ECU có khả năng hoạt động độc lập

✓ Thời điểm đánh lửa chính xác và tối ưu theo mọi chế độ làm việc nên tăng hiệu suất của động cơ

Hình 1 6 Hệ thống đánh lửa trực tiếp loại sử dụng bobine đôi

* Nhược điểm:

✓ Cấu tạo phức tạp, một bobine dùng cho 1 xylanh→Giá thành cao

✓ Tổn nhiều chân điều khiển của ECU

✓ Yêu cầu nguồn điện cung cấp phải ổn định

✓ Công nghệ chế tạo khó khăn

Hình 1 7 Hệ thống đánh lửa trực tiếp loại bobine đơn

- Đưa ra được các cơ sở lý thuyết chung về các hệ thống đánh lửa

- Giới thiệu hệ thống đánh lửa được sử dụng phổ biến trên các xe hiện đại ngày nay

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU & NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HT ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP ĐỘNG CƠ 1TR-FETRÊN XE TOYOTA INNOVA 2016 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE TOYOTA INNOVA 2016

2.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của xe Toyota Innova tại Việt Nam

- Tháng 1/2016, Toyota Innova chính thức gia nhập vào thị trường Việt Nam

và đã dần thay thế vị trí của dòng xe đàn anh Toyota Zace đã quá lỗi thời Hãng xe Nhật mang đến cho khách hàng 02 phiên bản lựa chọn gồm G và J đều dùng hộp số sàn

Hình 2 1 Xe Toyota Innova năm 2006 lần đầu tiên ra mắt tại Việt Nam

- Năm 2008, Toyota Innova tại Việt Nam nhận những nâng cấp đầu tiên Theo đó Toyota bổ sung thêm sự lựa chọn cho người tiêu dùng bản V kèm số

đổi vượt bậc Xe được trang bị động cơ xăng VVT-i 2.0L, công suất 102 kW tại 5.600 vòng/phút, mô-men xoắn cực đại 183 Nm tại 4.000 vòng/phút, đi kèm hộp số sàn 5 cấp hoặc hoặc hộp số tự động 6 cấp

- Hiện nay, Toyota Innova 2022 được nâng cấp mới mẻ về thiết kế ngoại hình, trang bị thêm nhiều công nghệ hiện đại và tính năng an toàn cũng đã cải thiện Thuộc phân khác xe đa dụng rộng rãi, tiện nghi và an toàn, Toyota Innova luôn lọt vào Top 10 xe bán chạy nhất Việt Nam trong nhiều năm liền

Hình 2 2 Mẫu xe Toyota Innova 2016

Hình 2 3 Mẫu xe Toyota Innova 2022

2.1.2 Thông số kỹ thuật xe Toyota Innova 2016

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật cơ bản động cơ xe Toyota Innova 2016

Sô xy lanh và các bố trí 4-xy lanh thẳng hàng

Cơ cấu phân phối khí

16-xu páp, cam kép DOHC có VVT-I, dẫn động xích

Công suất phát tối đa SAE-NET [HP/RPM] 134 / 5,600

Mô men xoắn tối đa SAE-NET [Kg.m/rpm] 18.2 / 4,000

Thời điểm phối khí

Nạp

Mở 52o~ 0 o BTDC Đóng 12o~ 64 o ABDC

Xả

Mở 44 o BBDC Đóng 8 o ATDC

2.2 CÁC THÀNH PHẦN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP

Hệ thống đánh lửa được trang bị trên xe Toyota Innova là hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng một cuộn đánh lửa cùng một IC đánh lửa độc lập ở mỗi xy lanh Vì hệ thống này không cần sử dụng bộ chia điện hoặc dây cao áp nên có thể giảm tổn thất năng lượng trong khu vực cao áp và tăng độ bền Đồng thời cũng có thể giảm đến mức tối thiểu hiện tượng nhiễu điện từ, bởi vì không sử dụng tiếp điểm trong khu vực cao áp [10] Hệ thống đánh lửa trực tiếp trên xe INNOVA hoạt động được một cách chính xác theo chế độ làm việc của động cơ

Hình 2 4 Các thành phần cơ bản trên hệ thống đánh lửa trực tiếp

2.2.1 Tín hiệu đầu vào (INPUT)

2.2.1.1 Cảm biến vị trí trục khuỷu (Crankshaft Position Sensor)

- Chức năng& nhiệm vụ: Cảm biến vị trí trục khuỷu sử dụng để phát hiện vị

trí của trục khuỷu và tốc độ động cơ ECU sử dụng tín hiệu NE và tín hiệu G

để tính toán góc đánh lửa sớm cơ bản

- Cấu tạo: Bộ phận chính của cảm biến bao gồm một cuộn dây cảm ứng, một

nam châm vĩnh cửu và một rotor dùng để khép mạch từ Bộ tạo tín hiệu có khoảng 34 răng ở chu vi của rô to tín hiệu NE và một khu vực có 2 răng khuyết [2] Hai răng khuyết này có thể dùng để phát hiện góc trục khuỷu, nhưng nó không thể xác định xem đó là điểm chết trên của chu kỳ nén hoặc điểm chết trên cuối xả đầu hút ECU động cơ kết hợp tín hiệu NE và tín hiệu

G để xác định đầy đủ và chính xác góc trục khuỷu

–Vị trí của cảm biến: cảm biến được lắp đặt ở đầu máy, đuôi bánh đà hoặc ở

giữa lock máy

2.2.1.2.Cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor)

- Chức năng& nhiệm vụ: Cảm biến vị trí trục cam có vai trò quan trọng

trong hệ thống điều khiển của động cơ ECU sử dụng tín hiệu này để xác định điểm chết trên của máy số 1 hoặc các máy khác, đồng thời xác định vị trí của trục cam để xác định thời điểm đánh lử chính xác nhất

- Cấu tạo: Cảm biến vị trí trục cam có cấu tạo giống cảm biến vị trí trục

khuỷu nhưng rôto tín hiệu của cảm biến trục cam chỉ có 3 răng [17] Khi trục

Hình 2 5 Cảm biến vị trí trục khuỷu

cam quay, khe hở không khí giữ các vấu nhô ra trên trục cam và cảm biến này

sẽ thay đổi Sự thay đổi khe hở tạo ra một điện áp thay đổi trong cuộn dây nhận tín hiệu được gắn vào cảm biến Sinh ra tín hiệu điện áp G Tín hiệu G này được chuyển đi như một thông tin được gửi về ECU động cơ, kết hợp nó với tín hiệu NE từ cảm biến trục khuỷu để xác định điểm chết trên của kỳ cuối nén đầu nổ để đánh lửa và phát hiện góc quay trục khuỷu ECU động cơ dùng thông tin này để xác định thời gian phun và thời điểm đánh lửa

–Vị trí của cảm biến: Cảm biến được lắp dàn cò hoặc gang bên cạnh của nắp

dàn cò

2.2.1.3.Cảm biến vị trí bướm ga (Throttle Position Sensor)

- Chức năng & nhiệm vụ: Cảm biến vị trí bướm ga có nhiệm vụ xác định độ

mở của bướm ga và gửi tín hiệu về ECU, từ đó bộ xử lý trung tâm sẽ đưa ra tín hiệu để điều chỉnh lượng phun nhiên liệu tối ưu theo độ mở bướm ga

- Cấu Tạo: Cảm biến trên xe TOYOTA INNOVA này là bướm ga điện tử

[8] Cảm biến sử dụng một phần tử hiệu ứng từ để phát ra các tín hiệu chính xác, thậm chí trong các điều kiện điều khiển đặc biệt Cảm biến có 2 mạch cảm nhận tưng ứng phát tín hiệu, VTA1 và VTA2 VTA1 được sử dụng để phát hiện góc mở bướm ga và VTA2 được sử dụng để phát hiện trục trặc của VTA1 [2] Điện áp tín hiệu cảm biến này thay đổi trong khoảng từ 0V đến 5V

tỷ lệ với góc mở của ướm ga, và hai tín hiệu VTA1 và VTA2 được truyền tới hộp điều khiển động cơ ECU

Hình 2 6 Cảm biến vị trí trục cam

Khi bướm ga đóng, điện áp phát ra của cảm biến giảm và khi bướm ga

mở, điện áp phát ra của cảm biến tăng ECU tính toán góc mở bướm ga theo những tín hiệu này và điều khiển bộ chấp hành Bướm ga tương ứng với điều khiển của lái xe [13] Những tín hiệu này cung cấp được sử dụng trong việc các phép tính như hiệu chỉnh tỷ lệ không khí – nhiên liệu, hiệu chỉnh làm đậm tăng công suất và điều khiển cắt nhiên liệu

–Vị trí của cảm biến: Cảm biến vị trí bướm ga được lắp đặt trên cổ họng gió,

trên trục của bướm ga

2.2.1.4 Cảm biến kích nổ (Knock Sensor)

- Chức năng & nhiệm vụ: Cảm biến kích nổ Knock Sensor là để đo tiếng gõ

trong động cơ và phát ra tín hiệu điện áp gửi về ECU, từ đó ECU sẽ nhận và phân tích tín hiệu đó để điều chỉnh góc đánh lửa sớm làm giảm tiếng gõ

Hình 2 7 Cảm biến vị trí bướm ga

Hình 2 8 Hoạt động cảm biến kích nổ do ECU động cơ điều khiển

(Thông thường tiếng gõ sinh ra là do va đập các chi tiết cơ khí trong động cơ bởi hiện tượng kích nổ) [18]

- Cấu Tạo: Cảm biến kích nổ thường được chế tạo bằng vật liệu áp điện

Thành phần áp điện trong cảm biến kích nổ được chế tạo bằng những tinh thể thạch anh là những vật liệu khi có áp lực sẽ sinh ra điện áp (piezoelement) Phần tử áp điện được thiết kết có kích thước và tần số riêng trùng với tần số rung của động cơ khi có hiện tượng kích nổ để xảy ra hiệu ứng cộng hưởng (f

= 7kHz) Như vậy, khi có kích nổ, tinh thể thạch anh sẽ chịu áp lực lớn nhất

và sinh ra một điện áp Tín hiệu điện áp này có giá trị < 2,4 V Nhờ tín hiệu này, ECU nhận biết hiện tượng kích nổ và điều chỉnh giảm góc đánh lửa cho đến khi không còn kích nổ ECU sau đó có thể chỉnh thời điểm đánh lửa sớm trở lại Vị trí của cảm biến được gắn trên thân xylanh hoặc nắp máy

2.2.1.5 Cảm biến Oxy (Oxygen Sensor)

- Nhiệm vụ & chúc năng: Cảm biến ô xy theo dõi lượng oxi còn sót lại trong

khí thải để gửi về ECU động cơ Nếu lượng oxi còn nhiều chứng tỏ khí hỗn hợp nghèo xăng, ECU sẽ điều chỉnh phun thêm xăng đậm hơn Nếu lượng oxi còn ít, chứng tỏ khí hỗn hợp giàu xăng, ECU sẽ giảm lượng xăng phun vào

- Cấu tạo: Thân cảm biến được giữ trong một chân có ren, bao ngoài một ống

bảo vệ và được nối với các đầu dây điện Cảm biến oxy có một phần tử làm bằng zirconi ôxit (ZiO2), đây là một loại gốm, bên trong và bên ngoài của phần tử này được bọc một lớp platin mỏng [20] Không khí chung quanh được dẫn vào bên trong cảm biến này, và phía ngoài của cảm biến lộ ra tiếp xúc với khí thải Ở nhiệt độ cao (khoảng 300oC hoặc cao hơn), phần tử zirconi tạo ra một điện áp do sự chênh lệch lớn giữa nồng độ oxy phía trong và ngoài của phần tử zirconi này Ngoài ra platin tác động như là một chất xúc tác để

gây phản ứng hóa học giữa oxy và cácbon monoxit (CO) trong khí xả Vì vậy, điều này sẽ làm giảm lượng oxy và tăng tính nhạy cảm của cảm biến khi hỗn hợp không khí – nhiên liệu nghèo xăng, phải có oxy trong khí xả sao cho chỉ

có một chênh lệch nhỏ về nồng độ của oxy giữa bên trong và bên ngoài của nguyên tố zirconi

- Vị trí cảm biến: Nằm trên ống xả, nằm ngay trên bị trí nối trung tâm của các ống xả

2.2.1.5.Cảm biến lưu lượng khí nạp (Mass Air Flow Sensor-MAF)

- Nhiệm vụ & chức năng: Dùng để đo khối lượng (lưu lượng) dòng khí nạp

đi vào trong động cơ và chuyển thành tín hiệu điện áp gửi về ECU động cơ

Hình 2 9 Cảm biến oxi