THI CÔNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 1SZ FE

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ x Chương 1 1 TỔNG QUAN 1 1.2. Mục tiêu của đề tài 1 1.3. Đối tượng thi công 1 1.4. Phương pháp thi công 1 1.5. Giới hạn của đề tài 1 Chương 2 2 THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH 2 2.1 Giới thiệu chung về động cơ 2 2.2. Các thông số cơ bản động cơ 3 2.3. Mẫu xe sử dụng 3 2.4. Phần sa bàn 5 2.5. Phần động cơ 5 2.5.1. Các cảm biến 7 2.5.2. Các cơ cấu chấp hành 11 2.5.3. Các bộ phận phụ đi kèm 14 2.7. Các yêu cầu khi sử dụng mô hình 20 Chương 3 21 HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 1SZ – FE 21 3.1. Mạch nguồn 21 3.1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 21 3.1.2. Sự bố trí các relay 22 3.1.3. Cơ cấu chống mắc sai cực accu 23 3.2. Mạch khởi động 24 3.3. Mạch nguồn cung cấp cho ECU 25 3.4. ECU động cơ 26 3.4.1. Các giắc cắm từ ECU 26 3.4.2. Tên các chân ra từ ECU 27 3.3.3. Bảng giắc cắm đo kiểm mô phỏng ECU 33 3.5. Giắc chẩn đoán 34 3.6. Các tín hiệu đầu vào của hệ thống điều khiển 35 3.6.1. Bộ tạo tín hiệu G và NE 35 3.6.2. Bộ đo gió 38 3.6.3. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 42 3.6.4. Cảm biến vị trí bướm ga (loại tuyến tính) 43 3.6.5. Cảm biến kích nổ 45 3.6.6. Cảm biến oxi (loại zirconia) 47 3.6.7. Công tắc áp suất dầu 50 3.7. CÁC CƠ CẤU CHẤP HÀNH 51 3.7.1. Hệ thống đánh lửa 51 3.7.2. Hệ thống phun nhiên liệu 62 3.7.3. Hệ thống bơm nhiên liệu 72 3.7.4. Hệ thống điều khiển xupap thông minh 77 3.7.5. Hệ thống điều khiển tốc độ không tải 82 3.7.6. Hệ thống làm mát 90 Chương 5 107 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 107 5.1. Kết luận 107 5.2. Khuyến nghị 107 5.3. Hướng phát triển 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

Tp Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2021

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

THI CÔNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 1SZ – FE

Sinh viên thực hiện:

I.NỘI DUNG:

• Thi công và trùng tu mô hình dạy học động cơ Toyota 1SZ – FE

• Nghiên cứu hệ thống điện điều khiển động cơ

• Thiết kế thêm hộp đánh pan cho mô hình

• Viết hướng dẫn sử dụng hộp đánh pan cho việc dạy học sinh viên các khóa sau

II TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1., 2., 3., 4

III TRÌNH BÀY:

 01 quyển thuyết minh đồ án

 Upload lên google drive của khoa file thuyết minh đồ án (word, powerpoint, poster)

IV THỜI GIAN THỰC HIỆN:

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

 _ * * * _ _ _

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên 1: MSSV:

Họ và tên sinh viên 2: MSSV:

Ngành:

Tên đề tài:

Họ và tên giáo viên hướng dẫn:

NHẬN XÉT 1 Về mặt nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không:

5 Đánh giá loại:

6 Điểm: (Bằng chữ: )

Tp.HCM, ngày tháng năm 2021

Giảng viên hướng dẫn

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

 _ * * * _ _ _

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên sinh viên 1: MSSV:

Họ và tên sinh viên 2: MSSV:

Ngành:

Tên đề tài:

Họ và tên giáo viên phản biện:

NHẬN XÉT 1 Về mặt nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không:

5 Đánh giá loại:

6 Điểm: (Bằng chữ: )

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, xin chân thành cảm ơn đến Khoa Cơ Khí - Động Lực nghành Công nghệ

và Kĩ thuật ô tô thuộc trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đã tạo điều kiện tốt nhất để chúng em học tập và nghiên cứu thực hiện đề tài tại xưởng Động cơ xăng tại trường

Cùng với đó, xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy đã đồng hành hướng dẫn chúng em suốt giai đoạn thực hiện đồ án tốt nghiệp Sự nhiệt tình và phong cách chuyên nghiệp của thầy là nguồn động lực lớn giúp chúng em thực hiện đề tài một cách nghiêm túc và chất lượng nhất có thể

Chúng em cũng chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa Đạo tạo Chất lượng cao trong khóa 2017 – 2021 đã tận tình giảng dạy, trang bị cho sinh viên những kiến thứcvà kĩ năng cần thiết để hôm nay, chúng em có đủ hành trang thực hiện đồ án tốt nghiệp Bên cạnh đó, nhờ có sự động viên ủng hộ về cả vật chất lẫn tinh thần trong suốt thời gian

từ khi mới bước chân vào đại học của cha mẹ và những người thân, cho đến nay, những

sự ủng hộ đó vẫn không đổi, xin chân thành cảm ơn

Trong quá trình thực hiện khóa đề tài, cảm ơn sự nhiệt tình và hy sinh thời gian quý báu của các bạn bè đồng khóa đã động viên tinh thần cũng như hỗ trợ khắc phục những thiếu sót của chúng tôi về dụng cụ, tài liệu và những kỹ năng chuyên môn cần thiết khác Sau hết, sẽ có những thiếu sót là việc khó tránh khỏi nhưng chúng em đã cố gắng hoàn thành đề tài khóa luận tốt nghiệp trong phạm vi và khả năng Chúng em rất mong nhận được sự thông cảm, góp ý và tận tình chỉ bảo của quý thầy

CHÂN THÀNH CẢM ƠN!

TP Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 08 năm 2021

Nhóm thực hiện

TÓM TẮT

Trong ngành Công nghệ và Kĩ thuật ô tô, một trong những kĩ năng không thể không nhắc đến là Chẩn đoán và sửa chữa Thế giới ngày nay với khoa học công nghệ ngày càng tiên tiến, dẫn đến sự xuất hiện các dòng xe trên thị trường gần như tiệm cận sự hoàn thiện về phần cơ khí, hiệu suất sử dụng, sự thông minh trong các tính năng vận hành nhưng vô tình phức tạp thêm nhiều về hệ thống điện Chính vì thế, trong quá trình sử dụng ô tô không thể tránh khỏi những hư hỏng trong hệ thống điện về khung gầm, động cơ hay các tiện ích phụ Nắm bắt được hiện thực này, việc thi công mô hình phục vụ việc đào tạo sinh viên chuyên ngành công nghệ và kĩ thuật ô tô trong việc chẩn đoán là điều cần thiết

Mô hình dạy học động cơ Toyota 1SZ – FE là sản phẩm mà nhóm chúng em thi công và hoàn thiện Vốn để phục vụ việc đào tạo sinh viên trong việc chẩn đoán, mô hình này là trang bị bảng mô phỏng các giắc từ ECU và hộp đánh pan (hộp dùng để tạo lỗi cho hệ thống điện ngẫu nhiên) để người sử dụng hiểu được cách thức vận hành của hệ thống điện điều khiển động cơ Khi đã hiểu rõ bản chất hệ thống điện động cơ này, một khi lỗi xảy ra khi kích hoạt hộp tạo pan thì có thể sử dụng các thiết bị để đo đạc tìm manh mối, chẩn đoán được và giải các pan lỗi trong mô hình

Trong báo cáo này, nhóm thực hiện tập trung vào nghiên cứu hệ thống điện điều khiển của động cơ từ đó viết ra cách sử dụng hộp đánh pan và trình tự giải quyết theo cách có căn cứ và cơ sở phục vụ việc dạy học chẩn đoán động cơ

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii

LỜI CẢM ƠN iv

TÓM TẮT v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ix

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ x

Chương 1 1

TỔNG QUAN 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 1

1.3 Đối tượng thi công 1

1.4 Phương pháp thi công 1

1.5 Giới hạn của đề tài 1

Chương 2 2

THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH 2

2.1 Giới thiệu chung về động cơ 2

2.2 Các thông số cơ bản động cơ 3

2.3 Mẫu xe sử dụng 3

2.4 Phần sa bàn 5

2.5 Phần động cơ 5

2.5.1 Các cảm biến 7

2.5.2 Các cơ cấu chấp hành 11

2.5.3 Các bộ phận phụ đi kèm 14

2.7 Các yêu cầu khi sử dụng mô hình 20

Chương 3 21

HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 1SZ – FE 21

3.1 Mạch nguồn 21

3.1.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 21

3.1.2 Sự bố trí các relay 22

3.1.3 Cơ cấu chống mắc sai cực accu 23

3.2 Mạch khởi động 24

3.3 Mạch nguồn cung cấp cho ECU 25

3.4 ECU động cơ 26

3.4.1 Các giắc cắm từ ECU 26

3.4.2 Tên các chân ra từ ECU 27

3.3.3 Bảng giắc cắm đo kiểm mô phỏng ECU 33

3.5 Giắc chẩn đoán 34

3.6 Các tín hiệu đầu vào của hệ thống điều khiển 35

3.6.1 Bộ tạo tín hiệu G và NE 35

3.6.2 Bộ đo gió 38

3.6.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 42

3.6.4 Cảm biến vị trí bướm ga (loại tuyến tính) 43

3.6.5 Cảm biến kích nổ 45

3.6.6 Cảm biến oxi (loại zirconia) 47

3.6.7 Công tắc áp suất dầu 50

3.7 CÁC CƠ CẤU CHẤP HÀNH 51

3.7.1 Hệ thống đánh lửa 51

3.7.2 Hệ thống phun nhiên liệu 62

3.7.3 Hệ thống bơm nhiên liệu 72

3.7.4 Hệ thống điều khiển xupap thông minh 77

3.7.5 Hệ thống điều khiển tốc độ không tải 82

3.7.6 Hệ thống làm mát 90

Chương 5 107

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 107

5.1 Kết luận 107

5.2 Khuyến nghị 107

5.3 Hướng phát triển 107

TÀI LIỆU THAM KHẢO 108

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

A/F: Air fuel ratio

BDC: Bottom dead center

TDC: Top dead center

DIS: Distributorless ignition systems

DOHC: Double overHead camshaft

DTC: Diagnostic Trouble Codes

ECU: Electronic control unit

EFI: Electronic fuel injection

IG: igniter

ISCV: Idle speed control valve

L – EFI: Air-flow control type of Electronic fuel injection OBD: On-Board diagnostics

OCV: Oil control valve

ST: Start

SW: Switch

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Một số mẫu xe sử dụng động cơ 1SZ – FE

-

Bảng 3.1: Giắc A từ ECU động cơ

Bảng 3.2: Giắc B từ ECU động cơ

Bảng 3.3: Giắc C từ ECU động cơ

Bảng 3.4: Giắc D từ ECU động cơ

Bảng 3.5: Giắc chẩn đoán OBDII

Bảng 3.6: Hoạt động của cảm biến oxi

-

Bảng 4.1: Các lỗi được thiết kế trong bộ tạo PAN

Hình 2.4a: Mô hình động cơ Toyota 1SZ – FE nhìn từ trên

Hình 2.4b: Mô Hình động cơ Toyota 1SZ – FE nhìn ngang

Hình 2.4c: Mô hình động cơ Toyota 1SZ – FE nhìn từ phía trước

Hình 2.5: Vị trí cảm biến vị trí bướm ga trên động cơ 1SZ - FE

Hình 2.6: Vị trí cảm biến trục khuỷu trên động cơ 1SZ - FE

Hình 2.7: Vị trí cảm biến trục cam trên động cơ 1SZ - FE

Hình 2.8: Vị trí cảm biến nhiệt độ nước làm mát trên động cơ 1SZ - FE Hình 2.9: Vị trí cảm biến bộ đo gió trên động cơ 1SZ - FE

Hình 2.10: Vị trí của cảm biến oxy trên động cơ 1SZ - FE

Hình 2.11: Vị trí của cảm biến kích nổ trên động cơ 1SZ - FE

Hình 2.12: Vị trí của cảm biến áp suất dầu trên động cơ 1SZ - FE

Hình 2.13: Cơ cấu chấp hành hệ thống phun xăng

Hình 2.14: Cơ cấu chấp hành hệ thống đánh lửa

Hình 2.15: Cơ cấu chấp hành hệ thống bơm nhiên liệu

Hình 2.16: Cơ cấu chấp hành hệ thống điều khiển cầm chừng

Hình 2.17: Cơ cấu chấp hành hệ thống cam biến thiên

Hình 2.18: Cơ cấu chấp hành hệ thống điều khiển quạt làm mát

Hình 2.19: Hộp số tự động

Hình 2.20: Thùng xăng và đường nhiên liệu

Hình 2.21: Tableau hiển thị

Hình 2.22: Giắc chẩn đoán OBD2

Hình 2.23: Bảng mô phỏng các giắc đực ra từ ECU

Hình 2.24: Hộp công tắc đánh PAN

Hình 2.25: Nhận đề tài thi công mô hình động cơ Toyota 1SZ - FE Hình 2.26: Lên kế hoạch quá trình thi công

Hình 2.27: Mô hình động cơ đang trong quá trình tháo rã

Hình 2.28: Mô hình động cơ đang trong quá trình sơn

Hình 2.29: Trùng tu tất cả hệ thống điện điều khiển động cơ

Hình 2.30: Hệ thống điện sau khi được trùng tu

Hình 2.31: Làm mới cơ cấu bàn đạp ga cơ khí

Hình 2.32: Thay mới bảng tableau mô phỏng

Hình 2.33: Trang bị hộp đánh Pan cho mô hình động cơ

Hình 2.34: Qúa trình thi công mô hình đã hoàn tất

-

Hình 3.1: Sơ đồ mạch nguồn

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lí hoạt động của mạch nguồn

Hình 3.3: Sơ đồ vị trí trong hộp relay

Hình 3.4: Sơ đồ cơ cấu chống mắc sai cực ắc quy

Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lí hoạt động cơ cấu chống mắc sai cực ắc quy Hình 3.6: Sơ đồ mạch khởi động

Hình 3.7: Sơ đồ mạch nguồn cung cấp cho ECU

Hình 3.8: ECU động cơ 1SZ - FE

Hình 3.12: Sơ đồ giắc C từ ECU động cơ

Hình 3.13: Sơ đồ giắc D từ ECU động cơ

Hình 3.14: Bảng mô phỏng giắc đo kiểm ECU

Hình 3.15: Sơ đồ mạch điện giắc chẩn đoán tới ECU

Hình 3.16: Vị trí bộ tạo tín hiệu G, NE trong động cơ

Hình 3.17: Sơ đồ mạch điện cảm biến NE tới ECU

Hình 3.18: Sơ đồ mạch điện cảm biến G tới ECU

Hình 3.19: Hoạt động của cảm biến bộ đo gió dây nhiệt

Hình 3.20: Sơ đồ mạch điện cấu tạo cảm biến đo khối lượng khí nạp loại dây sấy

Hình 3.21: Đặc tính hoạt động của cảm biến dây sấy

Hình 3.22: Vị trí của cảm biến nhiệt độ khí nạp

Hình 3.23: Sơ đồ mạch điện bộ đo gió tới ECU

Hình 3.24: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 3.25: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát tới ECU

Hình 3.26: Đặc tính hoạt động của cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 3.27: Cảm biến vị trí bướm ga

Hình 3.28: Đặc tính hoạt động của cảm biến vị trí bướm ga

Hình 3.29: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga tới ECU

Hình 3.30: Cảm biến kích nổ

Hình 3.31: Tần số cộng hưởng làm phần tử piezoelectric trong cảm biến kích nổ sinh tín hiệu điện áp

Hình 3.32: Sơ đồ mạch điện cảm biến kích nổ tới ECU

Hình 3.33: Sự bố trí của cảm biến oxy trên động cơ 1SZ - FE

Hình 3.34: Sơ đồ cấu tạo của cảm biến oxy

Hình 3.35: Dải đặc tính hẹp trong hoạt động của cảm biến oxy

Hình 3.36: Sơ đồ mạch điện cảm biến oxy tới ECU

Hình 3.37: Cảm biến áp suất dầu

Hình 3.38: Sơ đồ cấu tạo của cảm biến áp suất dầu

Hình 3.39: Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa

Hình 3.40a: Hoạt động khi IC đánh lửa ở trạng thái dẫn

Hình 3.40b: Hoạt động khi IC đánh lửa ngắt

Hình 3.41: Cấu tạo của bô bin tích hợp

Hình 3.42: Cấu tạo của bugi

Hình 3.43: Đồ thị qúa trình cháy của động cơ xăng đốt cháy cưỡng bức

Hình 3.44: Sơ đồ các góc thời điểm đánh lửa của ECU

Hình 3.45: Sự nhận biết góc thời điểm đánh lửa ban đầu của ECU

Hình 3.46: Đồ thị sự phụ thuộc của góc đánh lửa sớm cơ bản vào tốc độ động cơ

Hình 3.47: Đồ thị sự phụ thuộc của góc đánh lửa sớm cơ bản vào nhiệt độ nước làm mát Hình 3.48: Đồ thị sự phụ thuộc của góc đánh lửa sớm cơ bản vào nhiệt độ nước làm mát Hình 3.49: Đồ thị sự phụ thuộc của góc đánh lửa sớm cơ bản vào sự chênh lệch giữa tốc

độ động cơ so với tốc độ không tải chuẩn

Hình 3.50: Đồt thị sự phụ thuộc của góc đánh lửa sớm cơ bản vào cường độ tiếng gõ trong động cơ

Hình 3.51: Sơ đồ mạch điện hệ thống phun nhiên liệu

Hình 3.52: Sơ đồ cấu tạo của kim phun

Hình 3.53: Đồ thị sự phụ thuộc của hệ số điều chỉnh phun vào nhiệt độ khí nạp

Hình 3.54: Đồ thị sự phụ thuộc của hệ số điều chỉnh phun vào nhiệt độ nước làm mát Hình 3.55: Đồ thị sự phụ thuộc của hệ số điều chỉnh phun vào nhiệt độ nước làm mát

Hình 3.59: Đồ thị sự hiệu chỉnh lại tín hiệu phun theo độ trễ do mức điện áp ắc quy thấp Hình 3.60: Đồ thị sự phụ thuộc của hiệu chỉnh phun vào điện áp ắc quyHình 4.61: Sơ đồ mạch điện điều khiển bơm xăng

Hình 3.62a: Sơ đồ trạng thái của bơm xăng khi khóa điện bật sang ON

Hình 3.62b: Sơ đồ trạng thái của bơm xăng khi khóa điện bật sang ST

Hình 3.63: Cấu tạo bơm nhiên liệu

Hình 3.64: Hộp Relay tích hợp

Hình 3.65: Sơ đồ sự điều khiển bơm xăng khi khởi động động cơ

Hình 3.66: Sơ đồ sự điều khiển bơm xăng sau khi vừa khởi động động cơ

Hình 3.67: Sơ đồ sự điều khiển ngắt bơm xăng sau khi xảy ra sự cố

Hình 3.68: Mô phỏng cấu tạo hệ thống điều khiển xupap thông minh

Hình 3.69: Sơ đồ cấu tạo bộ điều khiển phối khí

Hình 3.70: Sơ đồ cấu tạo van OCV

Hình 3.71: Đồ thị các vùng chế độ làm việc của hệ thống điều khiển xupap thông minh Hình 3.72: Sơ đồ sự điều khiển mở sớm hệ thống điều khiển xupap thông minh

Hình 3.73: Sơ đồ sự điều khiển mở trễ hệ thống điều khiển xupap thông minh

Hình 3.74: Sơ đồ điều khiển giữ hệ thống điều khiển xupap thông minh

Hình 3.75: Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển tốc độ không tải

Hình 3.76: Van ISC loại van điện từ quay

Hình 3.77: Sơ đồ mạch điện nguyên lí hoạt động của van ISC

Hình 3.78: Sơ đồ cấu tạo van ISC loại van điện từ quay

Hình 3.79: Sơ đồ qúa trình điều khiển van ISC của ECU khi khởi động

Hình 3.80: Sơ đồ qúa trình điều khiển van ISC của ECU khi hâm nóng

Hình 3.81: Sơ đồ qúa trình điều khiển van ISC của ECU khi điều khiển phản hồi

Hình 3.82: Sơ đồ qúa trình điều khiển van ISC của ECU khi dự đoán tải động cơ thay đổi

Hình 3.83: Sơ đồ qúa trình điều khiển van ISC của ECU khi ngắt chân ga đột ngột Hình 3.84: Sơ đồ mạch điện điều khiển hệ thống quạt làm mát

-

Hình 4.1: Sơ đồ mạch điện bộ tạo PAN

Hình 4.2: Hộp tạo PAN trên mô hình động cơ

Hình 4.3: Chẩn đoán bằng đèn báo Check Engine

Hình 4.4: Phần mềm chẩn đoán Techstream trên máy tính kết nối OBDII

Hình 4.5: Dụng cụ chẩn đoán cầm tay kết nối OBDII

Hình 4.6: Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa

Hình 4.7 : Khoanh vùng bôbin 1 trên sơ đồ mạch điện

Hình 4.8: Dùng đèn led kiểm tra tín hiệu IGT1 tại bôbine

Hình 4.9: Dùng đèn led kiểm tra tín hiệu IGT1 tại bôbine

Hình 4.10: Dùng đèn led kiểm tra tín hiệu IGF tại ECU

Hình 4.11: Dùng đèn led kiểm tra tín hiệu IGF tại từng bôbine

Hình 4.12: Dùng VOM kiểm tra nguồn hệ thống đánh lửa

Hình 4.13: Trình tự kiểm tra hư hỏng PAN 1

Hình 4.14: Trình tự kiểm tra hư hỏng PAN 2

Hình 4.15: Trình tự kiểm tra hư hỏng PAN 3

Hình 4.16: Trình tự kiểm tra hư hỏng PAN 4

Hình 4.17: Trình tự kiểm tra hư hỏng PAN 5

Chương 1

TỔNG QUAN

1.1 Lí do chọn đề tài

Khoa cơ khí động lực nghành Công nghệ và kỹ thuật ô tô trường Đại học Sư phạm

kỹ thuật TP Hồ Chí Minh luôn chủ trương kết hợp giữa học và hành trong đào tạo kiến thức chuyên ngành cho sinh viên Vì vậy, các cơ sở vật chất như thiết bị và mô hình giảng dạy phải được đáp ứng đủ số lượng và chất lượng cho việc thực hành của sinh viên Bên cạnh đó, việc tiết kiệm chi phí cũng phải được đảm bảo Cho nên, việc thi công mô hình dạy học động cơ sẽ giúp đảm bảo được chi phí, còn giúp sinh viên thực hiện đề tài

có cơ hội nghiên cứu và phát huy tính sáng tạo trong quá trình thi công Hơn nữa là giúp cho thế hệ sinh viên khóa sau có cơ hội thực hành trên mô hình chất lượng để giờ học thực hành tại xưởng động cơ luôn sinh động và thực tế nhất có thể

1.2 Mục tiêu của đề tài

+ Học thêm nhiều kỹ năng lao động trong quá trình thi công mô hình

+ Cải thiện kỹ năng làm việc nhóm qua sự phối hợp, phân chia công việc

+ Áp dụng các kiến thức đã học vào nghiên cứu “ Hệ thống điện điều khiển động cơ ”

và biên soạn tập thuyết minh bao gồm hướng dẫn giải PAN

+ Góp phần nâng cao chất lượng, tính năng cho các mô hình động cơ tại xưởng

1.3 Đối tượng thi công

Mô hình dạy học động cơ Toyota 1SZ - FE

1.4 Phương pháp thi công

Qua sự hướng dẫn của giảng viên hướng dẫn, từ đó tiếp thu kỹ năng cơ bản để trùng tu mô hình và đo đạc hệ thống điện động cơ để thi công hoàn thiện được mô hình chất lượng Bên cạnh đó, tham khảo thêm tài liệu, thu thập các thông tin liên quan và nghiên cứu các mô hình giảng dạy cũ,… từ đó tìm ra những ý tưởng thiết kế Pan phục

vụ việc học tập

-

Chương 2

THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH

2.1 Giới thiệu chung về động cơ

Động cơ đời 2001, sử dụng cam đôi DOHC cơ học cao, nó có cấu hình nhỏ gọn phù hợp với thân máy để lắp động cơ 4 xi-lanh thẳng hàng và thể hiện hiệu suất cao do hình dạng buồng đốt tối ưu Động cơ dù nhỏ nhưng tỷ số nén cao, mỗi xy lanh có 4 van

Sử dụng cảm biến oxi để đáp ứng với việc thắt chặt các quy định về khí thải, kiểm soát

tỷ lệ không khí-nhiên liệu A/F Trang bị VVT-i để liên tục đóng mở xupap theo các điều kiện vận hành, bằng cách điều khiển cơ cấu dẫn động thủy lực gắn vào cuối trục cam nạp bằng van điều khiển dầu (OCV), mặc dù có kết cấu tương đối đơn giản nhưng đã trở thành công nghệ tiêu chuẩn thế giới để đạt được mức tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn và

lượng khí thải thấp hơn [2]

Hình 2.2: Động cơ 1SZ - FE trên ô tô

2.2 Các thông số cơ bản động cơ

Bố trí xupap: DOHC 16 van

Công suất cực đại: 51.5 kW (70 PS) tại 6000 rpm

Mô men xoắn cực đại: 95 Nm (9.7 kgm) tại 4100 rpm

Tăng tốc 0 – 100km/h: 13.6 giây

Tốc độ cực đại: 155 km/h

[1]

2.3 Mẫu xe sử dụng

Mẫu xe sử dụng là các xe Toyota dòng Yaris 16v VVT-I đầu tiên Cái tên ban đầu

là "Vitz" và nhanh chóng được thống nhất đổi tên lại thành “Yaris” sau khi dòng xe này

được bán thịnh hành ở thị trường châu Âu và được ví như “chiếc ô tô của thế kỷ 21” [2]

Hình 2.2: Đồ thị đặc tính ngoài

động cơ 1SZ – FE [3]

Đặc trưng của dòng xe này là thân xe thiết kế đơn giản nhưng ấn tượng, dù xe nhỏ nhưng nội thất đủ rộng, rất được ưa chuộng do tiêu thụ ít nhiên liệu, hiệu suất môi trường cao và an toàn Về khung gầm, gầm xe nhỏ gọn, chiều rộng xe được thiết kế rộng giúp tăng cảm giác ổn định, còn chiều dài tổng thể ngắn giúp xe có thể chạy mạnh mẽ và linh hoạt trong đô thị đông đúc

Bảng 2.1: Một số mẫu xe sử dụng động cơ 1SZ – FE [3]

2.4 Phần sa bàn

Sa bàn là khung để gá động cơ lên, đi kèm bảng giắc đo kiểm và các bộ phận cần thiết khác khi sử dụng mô hình Vậtt liệu được sử dụng làm khung là thép, bề mặt được sơn màu xanh dương toàn bộ và được thiết kế theo kích thước như bản vẽ

2.5 Phần động cơ

Động cơ 1SZ - FE trên xe Toyota dòng Yaris 1.0 VVT – i thế hệ đầu tiên, với hệ thống điều khiển phun xăng đa điểm kết hợp với hệ thống đánh lửa trực tiếp loại bobine tích hợp

Hình 2.3 : Bản vẽ khung sa bàn gá động cơ

Hình 2.4a: Mô hình động cơ Toyota 1SZ – FE nhìn từ trên

Hình 2.4b: Mô Hình động cơ Toyota 1SZ – FE nhìn ngang

2.5.1 Các cảm biến

1 Cảm biến vị trí bướm ga loại tuyến tính

Hình 2.5: Vị trí cảm biến vị trí bướm ga trên động cơ 1SZ - FE Hình 2.4c: Mô hình động cơ Toyota 1SZ – FE nhìn từ phía trước

2 Cảm biến vị trí trục khuỷu

3 Cảm biến vị trí trục cam

Hình 2.6: Vị trí cảm biến trục khuỷu trên động cơ 1SZ - FE

Hình 2.7: Vị trí cảm biến trục cam trên động cơ 1SZ - FE

4 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

5 Cảm biến đo khối lượng khí nạp tích hợp đo nhiệt độ khí nạp

Hình 2.9: Vị trí cảm biến bộ đo gió trên động cơ 1SZ - FE Hình 2.8: Vị trí cảm biến nhiệt độ nước làm mát trên động cơ 1SZ - FE

6 Cảm biến oxy

7 Cảm biến kích nổ

Hình 2.10: Vị trí của cảm biến oxy trên động cơ 1SZ - FE

Hình 2.11: Vị trí của cảm biến kích nổ trên động cơ 1SZ - FE

8 Cảm biến áp suất dầu

2.5.2 Các cơ cấu chấp hành

1 Điều khiển hoạt động của 4 kim phun

Hình 2.12: Vị trí của cảm biến áp suất dầu trên động cơ 1SZ - FE

Hình 2.13: Cơ cấu chấp hành hệ thống phun xăng

2 Điều khiển hệ thống đánh lửa trục tiếp với Igniter tích hợp trong Bobine

3 Điều khiển relay chính EFI và điều khiển bơm nhiện liệu (Relay bơm)

Hình 2.14: Cơ cấu chấp hành hệ thống đánh lửa

Hình 2.15: Cơ cấu chấp hành hệ thống bơm nhiên liệu

4 Điều khiển van cầm chừng ISC loại van xoay

5 Điều khiển van VVT-i

6 Điều khiển quạt làm mát

Hình 2.16: Cơ cấu chấp hành hệ thống điều khiển cầm chừng

Hình 2.17: Cơ cấu chấp hành hệ thống cam biến thiên

2.5.3 Các bộ phận phụ đi kèm

Bao gồm: hộp số tự động, bình xăng, đường nhiên liệu, tableau hiển thị, hộp cầu chì kết hợp relay Đặc biệt, mô hình còn được bố trí giắc chẩn đoán chuẩn hóa OBDII, bảng giắc mô phỏng các giắc đực trên ECU giúp người sử dụng thực hiện việc đo đạc tiện lợi Cuối cùng là hộp tạo PAN cho hệ thống điều khiển động cơ để phục vụ việc học thực hành chẩn đoán

Hình 2.19: Hộp số tự động

Hình 2.20: Thùng xăng và đường nhiên liệu

Hình 2.21: Tableau hiển thị Hình 2.22: Giắc chẩn đoán OBD2

Hình 2.23: Bảng mô phỏng các giắc đực ra từ ECU

2.6 Quá trình thi công:

Qúa trình thi công được chia làm 5 giai đoạn: 24/02 – 19/05

+ Giai đoạn 1: 24/02 – 26/02 Nhận đồ án và tháo rã

Hình 2.24: Hộp công tắc đánh PAN

Hình 2.25: Nhận đề tài thi công mô hình động cơ Toyota 1SZ - FE

+ Giai đoạn 2: (27/02 – 06/03) Vệ sinh và sơn mới

Hình 2.26: Lên kế hoạch quá trình

thi công

Hình 2.27: Mô hình động cơ đang trong quá trình tháo rã

Hình 2.28: Mô hình động cơ đang trong quá trình sơn

+ Giai đoạn 3: (08/03 – 03/04) Trùng tu toàn bộ hệ thống điện

+ Giai đoạn 4: (05/04 – 10/04) Lắp lại và bổ sung tính năng

Hình 2.31: Làm mới cơ cấu bàn đạp ga

cơ khí

Hình 2.32: Thay mới bảng tableau mô phỏng Hình 2.29: Trùng tu tất cả hệ thống điện điều khiển động cơ

Hình 2.30: Hệ thống điện sau khi được trùng tu

+ Giai đoạn 5: (12/04 –19/05) Kiểm tra mô hình và hoàn thiện báo cáo

Hình 2.33: Trang bị hộp đánh PAN cho mô hình động cơ

Hình 2.34: Quá trình thi công mô hình đã hoàn tất

2.7 Các yêu cầu khi sử dụng mô hình

1 Trước khi sử dụng, cần phải:

 Hiểu chức năng của các chi tiết trong động cơ

 Biết được phương pháp xác định các cực ECU

 Hiểu nguyên lý làm việc sơ đồ mạch điện thông số kỹ thuật của các cảm biến

 Hiểu nguyên lý làm việc sơ đồ mạch điện thông số kỹ thuật của các bộ chấp hành

 Kiểm tra nhớt làm trơn, nước làm mát và sự rò rỉ của hệ thống nhiên liệu

 Đấu đúng cực Accu

 Tuân theo chỉ dẫn của giảng viên và một số quy tắc an toàn cơ bản để tránh rủi ro khi vận hành sử dụng

2 Để vận hành máy cần thực hiện các bước:

 Kiểm tra mức nhiên liệu trong bình xăng, mức nước làm mát trong két nước, mức dầu của máy

 Dùng ắc quy phải phân biệt rõ cực và thận trọng tránh chạm 2 kẹp với nhau

 Bật công tắc máy sang vị trí IG thì đèn Check engine trên tableau phải sáng

 Bật công tắc máy sang vị trí ST để khởi động động cơ

3 Khi sử dụng mô hình hãy chú ý:

 Chú ý đến cọc bình ắc quy đảm bảo độ rung lắc của động cơ không khiến chúng chạm vào nhau gây nguy hiểm

 Động cơ đang hoạt động tuyệt đối không mở nắp két nước làm mát ra vì khi đó

áp suất hệ thống làm mát được giải phóng mạnh gây bỏng

 Nếu có thể hãy trang bị khẩu trang và mang vào vì khi máy hoạt động khí thải thải ra rất khó chịu gây đau đầu, chóng mặt, buồn nôn

 Vị trí nguy hiểm cần chú ý luôn là phía trước gần két nước vì dây cua rơ quay không được che chắn cùng với quạt làm mát quay tốc độ cao Nhất là khi chuẩn bị bật máy phải đảm bảo không ai đang đặt tay hay tựa vào gần đó

-

Chương 3

HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 1SZ – FE

3.1 Mạch nguồn

3.1.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Mạch nguồn là các mạch điện cung cấp điện cho ECU của động cơ, và các thiết

bị khác Mạch nguồn bao gồm accu, khóa điện, rơle nguồn, rơle chính EFI, rơle bơm xăng, rơle IG, rơle khởi động,…

Rơ le nguồn dùng để bảo vệ mạch điện hệ thống điện điều khiển động cơ Tuy nhiên khi đấu sai cực, hệ thống cung cấp điện sẽ bị hư hỏng

Rơle chính EFI được điều khiển trực tiếp từ khóa điện Khi contact máy ON, dòng điện chạy qua cuộn dây rơle EFI làm cho tiếp điểm đóng lại cung cấp điện cho cực +B của ECU Cực E1 của ECU nối ra mass

Hình 3.1: Sơ đồ mạch nguồn

Điện áp của ắc quy luôn luôn cung cấp cho cực BATT của ECU qua cầu chì EFI , mạch cấp nguồn này không đi qua công tắc máy và không phụ thuộc vào việc động cơ

có hoạt động hay không Nó nhằm tránh cho các mã chuẩn đoán và các dữ liệu khác trong bộ nhớ của ECU không bị xóa khi khóa điện ở vị trí OFF Khi tháo cầu chì ra với thời gian trong khoảng 15s thì các dữ liệu trong bộ nhớ sẽ bị xóa

3.1.2 Sự bố trí các relay

A Rơle chính EFI (EFI Relay)

C Rơle đề (ST Relay)

D Rơle nguồn (Power Relay)

E Rơle bơm xăng ( Fuel Pump Relay)

F Rơle IG (IG Relay)

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lí hoạt động của mạch nguồn

Hình 3.3: Sơ đồ vị trí trong hộp relay [4]