THI CÔNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 1NZFE

Nền công nghiệp chế tạo ô tô trên thế giới ngày càng phát triển mạnh mẽ. Ở Việt Nam, trong thời gian không lâu nữa từ tình trạng lắp ráp xe hiện nay, chúng ta sẽ tiến đến tự chế tạo ô tô. Bởi vậy, việc đào tạo đội ngũ kỹ sư có trình độ năng lực cao đáp ứng những đòi hỏi của ngành công nghệ ô tô là một nhiệm vụ rất quan trọng và cấp bách. Để đáp ứng yêu cầu trên, các trường Đại Học phải là nơi đào tạo các kỹ sư ô tô vừa giỏi về chuyên môn vừa tận tâm với nghề. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh là trường đại học danh tiếng cả nước về đào tạo chuyên ngành ô tô. Với cơ sở vật chất phong phú đa dạng và đội ngũ giảng viên đào tạo trình độ cao, tận tụy trong sự nghiệp giáo dục. Trường luôn áp dụng những phương pháp hiện đại vào việc giảng dạy để cho các sinh viên sau khi ra trường có đủ kiến thức, tự tin bước vào môi trường làm việc chuyên nghiệp. Cũng vì lý do này mà nhóm chúng em đã nghiên cứu và thực hiện đề tài: “THI CÔNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 1NZFE” với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Kim. Với giới thiệu sơ lược về dòng xe TOYOTA VIOS, động cơ 1NZFE cũng như những module thưc hành giúp cho sinh viên có những kiến thức sơ khảo về động cơ và những kỹ năng thực tế trên xe.

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2016

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2016

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Lớp: 12145CLC

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Kim ĐT: 0919377870

Ngày nhận đề tài: 2/3/2016 Ngày nộp đề tài: 18/7/2016

1 Tên đề tài: Thi công mô hình động cơ Toyota 1NZ-FE

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

- Giáo trình thực tập động cơ II – Nguyễn Tấn Lộc – ĐHSPKT Tp.HCM

- Toyota service training – TCCS

- Tài liệu động cơ 1NZ-FE

3 Thực hiện đề tài bao gồm các nội dung sau:

- Giới thiệu động cơ 1NZ-FE

- Các đặc điểm của động cơ 1NZ-FE

- Hệ thống điều khiển động cơ 1NZ-FE

- Biên soạn bài giảng thực hành cho mô hình

4 Sản phẩm:

- Hệ thống bài giảng thực hành động cơ 1NZ-FE

- Mô hình động cơ 1NZ-FE

- 02 quyển thuyết minh đề tài

- 02 đĩa CD thuyết minh đề tài

CỘNG HOÀ 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: MSSV:

Ngành:

Tên đề tài:

Họ và tên Giáo viên hướng dẫn:

NHẬN XÉT 1 Về 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 Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20…

Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên)

CỘNG HOÀ 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: MSSV:

Ngành:

Tên đề tài:

Họ và tên Giáo viên hướng dẫn:

NHẬN XÉT 6 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

7 Ưu điểm:

8 Khuyết điểm:

9 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

10 Đánh giá loại:

6 Điểm:……….(Bằng chữ: )

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20…

Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên)

LỜI NÓI ĐẦU Nền công nghiệp chế tạo ô tô trên thế giới ngày càng phát triển mạnh mẽ Ở Việt Nam, trong thời gian không lâu nữa từ tình trạng lắp ráp xe hiện nay, chúng ta

sẽ tiến đến tự chế tạo ô tô Bởi vậy, việc đào tạo đội ngũ kỹ sư có trình độ năng lực cao đáp ứng những đòi hỏi của ngành công nghệ ô tô là một nhiệm vụ rất quan trọng và cấp bách Để đáp ứng yêu cầu trên, các trường Đại Học phải là nơi đào tạo các kỹ sư ô tô vừa giỏi về chuyên môn vừa tận tâm với nghề

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh là trường đại học danh tiếng cả nước về đào tạo chuyên ngành ô tô Với cơ sở vật chất phong phú

đa dạng và đội ngũ giảng viên đào tạo trình độ cao, tận tụy trong sự nghiệp giáo dục Trường luôn áp dụng những phương pháp hiện đại vào việc giảng dạy để cho các sinh viên sau khi ra trường có đủ kiến thức, tự tin bước vào môi trường làm việc chuyên nghiệp Cũng vì lý do này mà nhóm chúng em đã nghiên cứu và thực hiện

đề tài: “THI CÔNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 1NZ-FE” với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Kim

Với giới thiệu sơ lược về dòng xe TOYOTA VIOS, động cơ 1NZ-FE cũng như những module thưc hành giúp cho sinh viên có những kiến thức sơ khảo về động cơ và những kỹ năng thực tế trên xe

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian theo học tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ thuật Tp.HCM chúng em đã học và tiếp thu những kiến thức quý báu từ quý thầy cô để làm nền tảng trong việc nghiên cứu thêm tài liệu mới, giúp chúng em hoàn thiện thêm rất nhiều lĩnh vực nhất là về lĩnh vực chuyên môn

Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp chúng em xin chân thành cảm ơn đến các cá nhân, tập thể đã giúp chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp:

 Xin cảm ơn ban giám hiệu Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM đã tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em theo học lớp Đại Học chuyên ngành ô tô

 Toàn thể quý thầy cô trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM đã tận tình giảng dạy và truyền đạt cho chúng em những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường

 Quý thầy cô trong Khoa Cơ Khí Động Lực đã trang bị những kiến thức giúp chúng em có thể làm việc sau này, cũng như đã tạo điều kiện tốt nhất để chúng em có thể học tập và thực hiện được đề tài này

 Xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Kim đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn chúng em thực hiện đề tài để có được thành công như hôm nay

 Chúng em cũng xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy Lộc , thầy Ca, thầy Ấm và các quý thầy ở xưởng động cơ xăng và Diesel đã tận tình giúp đỡ chúng

em trong quá trình làm mô hình Thầy Lộc, thầy Ấm đã nhiêt tình chỉ bảo giúp chúng em khắc phục được những lỗi lầm, thiếu sót trong quá trình làm mô hình động cơ Thầy Ca đã hỗ trợ các thiết bị cần thiết để giúp chúng em làm việc tốt hơn

Chúng em xin kính chúc quý thầy cô luôn dồi dào sức khỏe để tiếp tục cống hiến cho sự nghiệp giáo dục nước nhà

Sinh viên thực hiện Nguyễn Trung Hiếu Nguyễn Đại Hùng

MỤC LỤC

Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp i

Trang phiếu nhận xét của giáo viên hướng dẫn ii

Trang phiếu nhận xét của giáo viên phản biện iii

Tóm tắt iv

Lời cảm ơn v

Mục lục vi

Danh mục các chữ viết tắt ix

Danh mục các bảng biểu xi

Danh mục các hình ảnh, biểu đồ xii

Chương 1 DẪN NHẬP 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu 1

1.2.1 Mục tiêu: 1

1.2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu: 2

1.3 Phương pháp nghiên cứu 2

1.4 Các bước thực hiện 2

1.5 Kế hoạch nghiên cứu 2

Chương 2 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH VÀ CÁC HỆ THỐNG TRÊN ĐỘNG CƠ 3

A GIỚI THIỆU MÔ HÌNH VÀ ĐỘNG CƠ 3

2.1 Giới thiệu mô hình 3

2.1.1 Phần khung mô hình 3

2.1.2 Phần sa bàn 4

2.2 Phần động cơ 5

2.3 Hướng dẫn sử dụng mô hình 9

2.3.1 Yêu cầu khi sử dụng 9

2.3.2 Các thao tác khi sử dụng 9

2.4 Sơ đồ mạch điện tổng thể và chân ecu 10

2.5 Điện áp so sánh với mass 11

2.6 Sơ đồ cụm rơle và cầu chì 14

2.7 Táp-lô 14

B KHÁI QUÁT CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 15

2.8 Hệ thống điều khiển 15

2.9 Vị trí các bộ phận điều khiển trên xe 16

Chương 3

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 17

3.1 Tổng quát 17

3.2 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động cơ 17

3.2.1 Tín hiệu đầu vào 18

3.2.1.1 Tín hiệu số vòng quay động cơ (G, Ne) 18

3.2.1.2 Tín hiệu nhiệt độ khí nạp 18

3.2.1.3 Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát 18

3.2.1.4 Tín hiệu bướm ga 18

3.2.1.5 Tín hiệu tốc độ xe 18

3.2.1.6 Tín hiệu accu 18

3.2.1.7 Tín hiệu lưu lượng khí nạp 18

3.2.1.8 Tín hiệu máy khởi động 19

3.2.1.9 Tín hiệu kích nổ 19

3.2.1.10 Tín hiệu cảm biến Oxy 19

3.2.2 Tín hiệu đầu ra (hệ thống điều khiển) 19

3.2.2.1 Hệ thống ISC 19

3.2.2.2 Hệ thống ESA 19

3.2.2.3 Hệ thống chẩn đoán 19

3.2.2.4 Hệ thống điều khiển phối khí thông minh VVT-i (Variable Valve Timing-intelligent) 20

3.2.2.5 Hệ thống điều khiển bộ sấy của cảm biến Oxy 20

3.2.2.6 Hệ thống điều khiển quạt làm mát động cơ 20

3.2.2.7 Hệ thống dự phòng 20

3.2.3 Sơ đồ mạch điện trên mô hình 21

3.3 Vị trí các cảm biến trên động cơ 22

3.3.1 Bộ đo gió dây nhiệt 23

3.3.2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 25

3.3.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 26

3.3.4 Cảm biến vị trí trục khuỷu 28

3.3.5 Cảm biến vị trí trục cam 30

3.3.6 Cảm biến vị trí bướm ga 32

3.3.7 Cảm biến Oxy 35

3.3.8 Cảm biến kích nổ 38

3.4 Mạch nguồn và mạch khởi động cơ bản 40

3.4.1 Mạch nguồn và mạch VC 40

3.4.2 Mạch khởi động 41

3.5 Cơ cấu chấp hành 42

3.5.1 Hệ thống VVT-i: 42

3.5.1.1 Cấu tạo: 43

3.5.1.2 Hoạt động 44

3.5.1.3 Dạng xung điều khiển 44

3.5.2 Hệ thống đánh lửa trực tiếp 47

3.5.3 Hệ thống nhiên liệu 47

3.5.4 Van ISC (Idle Speed Control) 51

3.5.4.1 Mô tả 51

3.5.4.2 Khi khởi động 51

3.5.4.3 Điều khiển phản hồi và điều khiển dự tính 51

3.5.4.4 Khi hâm nóng động cơ 51

3.5.4.5 Chức năng của ISC 52

3.5.4.5.1 Hoạt động của loại cuộn dây quay 52

Chương 4 CÁC BÀI THỰC HÀNH 55

Bài 1 : Kiểm tra điện áp 55

Bài 2 : Kiểm tra mạch cấp nguồn 57

Bài 3: Kiểm tra bộ đo gió dây nhiệt và cảm biến nhiệt độ khí nạp 64

Bài 4 : Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát 68

Bài 5 : Kiểm tra cảm biến ôxy, cảm biến kích nổ 71

Bài 6 : Kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga 74

Bài 7 : Kiểm tra tín hiệu G,Ne 80

Bài 8 : Kiểm tra mạch tín hiệu IGT, IGF 84

Bài 9 : Kiểm tra mạch điều khiển bơm nhiên liệu 87

Bài 10 : Kiểm tra kim phun 90

Bài 11 : Kiểm tra hệ thống thay đổi góc phối khí VVT-I 93

Bài 12 : Pan động cơ 96

Bài 13 : Tìm pan thông qua hệ thống tự chuẩn đoán OBDII trên động cơ 1NZ-FE 99

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .114

TÀI LIỆU THAM KHẢO .115

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

A/D Analog to Digital Chuyển đổi từ lý học

Sau điểm chết dưới

AC Alternating Current Dòng xoay chiều

ATDC After Top Dead Center Sau điểm chết trên

Center

Trước điểm chết dưới

BTDC Before Top Dead Center Trước điểm chết trên DIS Direction Ignition

Sensor

Cảm biến vị trí trục cam

HTL Bộ sấy cảm biến oxy

lửa

ISC Idle Speed Control Điều khiển tốc độ cầm

PS Power Steering Áp suất dầu trợ lực lái

taplo

Controller System

Hệ thống điều khiển bằng máy tính của Toyota THA Air Temperature Sensor Cảm biến nhiệt độ khí

VG Volume Air Flow Sensor Cảm biến khối lượng khí

nạp

VTA Throttle Position Sensor Cảm biến vị trí bướm ga

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2-1: Đặc tính kỹ thuật của động cơ 1NZ-FE

Bảng 2-2: Thông số bảo dưỡng

Bảng 2-3: Điện áp so sánh với mass

Bảng 4-1: Các giá trị điện áp

Bảng 4-2: Điện áp của các cực của cảm biến bộ đo gió

Bảng 4-3 : Điện áp cực van điều khiển tốc độ cầm chừng

Bảng 4-4 : Giá trị nhiệt độ tương đương giá trị điện trở của cảm biến nhiệt độ khí nạp

Bảng 4-5 : Nhiệt độ nước làm mát tương ứng với mức điện trở

Bảng 4-6 : Mức điện áp của cảm biến

Bảng 4-7 Kiểm tra điện trở của cảm biến

Bảng 4-8 : Điện trở của cuộn nhận tín hiệu NE

Bảng 4-9 : Điện trở của cuộn nhận tín hiệu G

Bảng 4-10 : Triệu chứng của các pan

Bảng 4-11 : Bảng mã hư hỏng

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ Hình 2-1: Mô hình nhìn từ phải

Hình 2-8: Cụm kim phun, IC và bobine

Hình 2-9: Van điều khiển cầm chừng

Hình 2-10: Van dầu điều khiển phối khí hệ thống VVT-i

Hình 3-1: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động cơ

Hình 3-2: Sơ đồ cụm Relay và cầu chì

Hình 3-3: Sơ đồ cảm biến trên động cơ

Hình 3-4: Bộ đo gió dây nhiệt

Hình 3-5: Sơ đồ mạch điện và cấu tạo bộ đo gió

Hình 3-6: Cảm biến nhiệt độ khí nạp trong bộ đo gió

Hình 3-7: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 3-8: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 3-9: Mạch điện và đặc tính cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 3-15: Tín hiệu dạng sóng cảm biến trục cam

Hình 3-16: Sơ đồ mạch điện cảm biến trục cam

Hình 3-17: Cảm biến vị trí bướm ga

Hình 3-18: Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga

Hình 3-19: Các cực trên giắc cảm biến

Hình 3-20: Mạch cảm biến vị trí bướm ga

Hình 3-21: Đồ thị thể hiện mối quan hệ điện áp ra và góc mở bướm ga

Hình 3-22: Cảm biến oxy

Hình 3-23: Cấu tạo cảm biến oxy

Hình 3-24: Biểu đồ thể hiện đặc tính của cảm biến oxy

Hình 3-25: Sơ đồ mạch điện cảm biến oxy

Hình 3-26: Vị trí cảm biến kích nổ trên động cơ

Hình 3-27: Vị trí cảm biến kích nổ

Hình 3-28: Cấu tạo cảm biến kích nổ

Hình 3-29 : Sơ đồ mạch điện cảm biến kích nổ

Hình 3-35: Cấu tạo hệ thống VVT-i

Hình 3-36: Dạng xung điều khiển van VVT-i

Hình 3-37: Hệ thống đánh lửa trực tiếp

Hình 3-38: Sơ đồ của hệ thống đánh lửa 1NZ-FE

Hình 3-39: Cụm Bobine và kim phun

Hình 3-40: Sơ đồ mạch điện điều khiển bơm nhiên liệu

Hình 3-41: Cấu tạo bơm nhiên liệu

Hình 3-42: Mạch điều khiển kim phun

Hình 3-43: Cấu tạo kim phun

Hình 3-44: Các cảm biến điều khiển van ISC

Hình 3-45: Sự phụ thuộc của van ISC vào nhiệt độ nước

Hình 3-46: Sự phụ thuộc của tốc độ không tải vào nhiệt độ nước

Hình 3-47: Vị trí của van ISC theo nhiệt độ

Hình 4-5: Kiểm tra điện áp cấp cho ECU

Hình 4-6: Kiểm tra rơle EFI

Hình 4-7: Kiểm tra điện áp mạch VC

Hình 4-8: Kiểm tra thông mạch của mạch nối mass

Hình 4-9: Bộ đo gió trên động cơ 1NZ-FE

Bảng 4-2: Điện áp của các cực của cảm biến bộ đo gió

Bảng 4-3: Điện áp cực van điều khiển tốc độ cầm chừng

Bảng 4-4: Giá trị nhiệt độ tương đương giá trị điện trở của cảm biến nhiệt độ khí

nạp

Hình 4-10: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nuớc

Bảng 4-11: Mức điện áp của cảm biến

Bảng 4-6: Nhiệt độ nước làm mát tương ứng với mức điện trở

Hình 4-12: Kiểm tra điện trở cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 4-13: Đo điện trở cảm biến kích nổ

Hình 4-14: Sơ đồ mạch điện cảm biến ôxy

Hình 4-15: Dạng sóng cảm biến oxy

Hình 4-16: Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga

Hình 4-17: Mạch cảm biến vị trí bướm ga

Hình 4-18: Đồ thị thể hiện mối quan hệ điện áp ra và góc mở bướm ga

Hình 4-19: Vị trí các chân

Hình 4-20: Kiểm tra điện áp nguồn

Hình 4-21: Kiểm tra điện áp ra của cảm biến

Bảng 4-12: Kiểm tra điện trở của cảm biến:

Hình 4-22: Mạch điện và dạng xung tín hiệu G, NE

Bảng 4-13: Điện trở của cuộn nhận tín hiệu NE

Hình 4-23: Dạng xung tín hiệu Ne

Hình 4-24: Dạng xung tín hiệu G

Bảng 4-14: Điện trở của cuộn nhận tín hiệu G

Hình 4-25: Xung của tín hiệu IGF

Hình 4-26: Xung của tín hiệu IGT

Hình 4-15: Sơ đồ cấu tạo rơle bơm

Hình 4-27: Sơ đồ mạch điện điều khiển bơm nhiên liệu

Hình 4-28: Hình dạng kim phun

Hình 4-29: Kiểm tra điện trở kim phun

Hình 4-30: Xung tín hiệu kim phun đo thực tế

Hình 4-31: Cấu tạo van điều khiển dầu

Hình 4-32: Đo điện trở giữa hai chân OSC+ và OSV-

Hình 4-33: Dạng xung tín hiệu điều khiển van VVT-i

Hình 4-34: Bảng công tắc pan

Hình 4-35: Biểu tượng đèn “check engine” trên táp-lô

Hình 4-36: Kết nối máy chẩn đoán cầm tay với động cơ

Hình 4-37: Máy chẩn đoán

CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP 1.1 Lý do chọn đề tài:

- Hệ thống điện – điện tử trên ô tô ngày càng được sử dụng nhiều vì những hiệu quả của nó Không chỉ tiết kiệm nhiên liệu mà còn hạn chế ô nhiễm môi trường, tính tiện nghi, tính an toàn của hệ thống mang lại Vì vậy hệ thống điện trong động cơ được các nhà sản xuất đặc biệt chú ý quan tâm vì động cơ được các chuyên gia đầu ngành của ô tô ví như là trái tim của xe ô tô

- Để xác định chính xác những hư hỏng và kịp thời sửa chữa những hư hỏng

đó chúng ta không những cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản mà còn phải có những tài liệu thực hành trên những chiếc xe cụ thể nhằm giúp cho người học có cái nhìn khách quan và thực tế để khi ra ngoài đi làm có thể nắm bắt các kiến thức mới mau lẹ

- Xuất phát từ thực tế đó, nhóm chúng tôi đã thực hiện đề tài “THI CÔNG

MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ 1NZ-FE” nhằm tạo ra những bài giảng thực hành thực tế trên xe Toyota Vios Khi đó người học sẽ có điều kiện tương tác trực tiếp với động

cơ còn lắp trên xe Vì vậy sẽ giúp cho sinh viên nắm vững những kiến thức chuyên môn đồng thời cũng làm cho sinh viên cảm thấy thích thú khi làm một động cơ trên một chiếc xe thực tế như thế này

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu:

1.2.1 Mục tiêu:

- Tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên có thể hướng dẫn các sinh viên chi tiết từng bài thực hành trong suốt quá trình thực tập

- Cũng cố kiến thức, rèn luyện kỹ năng kiểm tra chuẩn đoán và thực hành, giúp chúng

em có nhiều kinh nghiệm trong việc thực hiện mô hình động cơ và các kỹ năng khác

- Giúp sinh viên ứng dụng ngay những kiến thức mới học vào trong thực hành vì vậy

sẽ làm cho sinh viên nhớ sâu và cặn kẽ hơn

- Tạo điều kiện cho sinh viên có cái nhìn thực tế khi làm bài thực hành trực tiếp trên

xe, tạo môi trường giống như khi sinh viên ra ngoài đi làm

- Thông qua những Module sẽ giúp sinh viên rút ra những phương pháp kiểm tra và phát hiện ra hư hỏng cũng như những kinh nghiệm quý báu ban đầu

- Đóng góp vào kho bài giảng thực hành, bài giảng có tính thực tế cao, giúp ích cho việc giảng dạy và tiếp thu bài của sinh viên nhằm nâng cao hiệu quả học tập của

sinh viên.Góp phần hiện đại hóa phương tiện và phương pháp dạy thực hành trong giáo dục-đào tạo

1.2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu:

- Thu thập các tài liệu liên quan đến động cơ 1NZ-FE

- Nghiên cứu về hệ thống điện điều khiển động cơ phun xăng 1NZ-FE

- Thực hành kiểm tra chẩn đoán trực tiếp trên xe

- Biên soạn bài giảng thực hành hệ thống điện động cơ 1NZ-FE

1.3 Phương pháp nghiên cứu:

- Tham khảo tài liệu, thu thập các thông tin liên quan

- Học hỏi kinh nghiệm từ thầy cô, bạn bè

- Nghiên cứu các mô hình giảng dạy cũ

- Quan sát và ghi lại các hình ảnh liên quan đến hệ thống điện động cơ 1NZ-FE

- Nghiên cứu cách đọc sơ đồ mạch điện của dòng xe thuộc hãng Toyota

1.4 Các bước thực hiện:

- Thu thập tài liệu

- Tham khảo tài liệu

- Phân tích tài liệu

- Tiến hành đo đạc, kiểm tra, thu thập các thông số

- Thiết kế các bài giảng thực hành cho mô hình

- Viết thuyết minh hoàn chỉnh đề tài

1.5 Kế hoạch nghiên cứu:

Đề tài được thực hiện trong vòng 15 tuần, các công việc được bố trí như sau:

- Viết thuyết minh

- Hoàn thiện đề tài

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH VÀ CÁC HỆ THỐNG TRÊN ĐỘNG

CƠ TOYOTA 1NZ-FE

A GIỚI THIỆU MÔ HÌNH VÀ ĐỘNG CƠ

2.1 Giới thiệu mô hình

Hình 2-1: Mô hình nhìn từ phải

Thời điểm phối

khí

0 ~ 330 BTDC Đóng 520 ~ 120 ABDC

0 BBDC Đóng 20 ATDC Trị số Octan nhiên liệu 91 hoặc hơn

Bảng 2-1 đặc tính kỹ thuật của động cơ 1NZ-FE

Có thay lọc nhớt 3,6 (lít) Không thay lọc nhớt 3,4 (lít)

Bảng 2-2 Thông số bảo dưỡng

- Các cảm biến:

Bộ đo gió dây nhiệt Nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến vị trí trục cam Cảm biến số vòng quay trục khuỷu

Cảm biến kích nổ Cảm biến áp suất nhớt

- Các cơ cấu chấp hành:

1 Cụm IC và 4 bôbin đánh lửa

2 Hệ thống điều khiển nhiên liệu và 4 kim phun ứng với 4 xy lanh

3 Van điều khiển tốc độ không tải ISC

4 Bộ sấy trong cảm biến Oxy

5 Các Rơle

6 Đèn báo lỗi check engine

7 Quạt làm mát động cơ

8 Hệ thống điều khiển phân phối khí thông minh VVT-i

9 Ngoài ra trên động cơ còn có các bộ phận khác như: bộ phận truyền đai, các đường ống nhiên liệu, đường ống nước làm mát

2.4 Hướng dẫn sử dụng mô hình

2.4.1 Yêu cầu khi sử dụng

- Sinh viên phải được học về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng trên động cơ 1NZ-FE trước khi thao tác trên mô hình

- Sinh viên phải nhận biết được cấu tạo tổng quát của mô hình

- Điện áp sử dụng cho mô hình là ắc quy12V, chú ý không được phép lắp ắc quy vào động cơ sai cực tính

- Sử dụng nhiên liệu xăng không chì

- Chú ý kiểm tra làm mát và bôi trơn trên động cơ

- Đặc biệt quan tâm đến vấn đề chống cháy nổ và an toàn lao động khi sử dụng

mô hình

2.4.2 Các thao tác khi sử dụng

- Khi công tắc ở vị trí IG thì đèn “check engine”, báo nhớt, báo nạp phải sáng

- Khi động cơ hoạt động thì đèn “check engine” phải tắt

- Sau khi khởi động, động cơ hoạt động ta có thể tiến hành theo các đơn nguyên học tập

2.5 Sơ đồ mạch điện tổng thể và chân ecu:

Hình 2-5 : Sơ đồ chân ECU

2.6 Điện áp so sánh với mass:

FC Điều khiển bơm xăng Khóa điện bật ON 8-14

Đèn CHK ENG Khóa điện bật ON <3.5

STP Công tắc đèn phanh Khóa điện bật ON,

OXL1 Cảm biến oxy có sấy Duy trì tốc độ động

cơ 2500v/p trong thời gian 2 phút sau khi hâm nóng động cơ

Tạo ra xung

HTL1 Bộ sấy cảm biến oxy Khoá điện bật ON 8-14

PS Cảm biến áp suất dầu trợ

0

Áp suất 3,500 kPa 2.5

Áp suất 7,000 kPa 4.5 SPD Tín hiệu tốc độ từ bảng

đồng hồ taplo Khoá điện bật ON và bánh chủ động quay Tạo điện xung

điện

VC Nguồn của cảm biến Khoá điện bật ON 4.5-5.5

khí nạp Không tải, công tắc A/C tắt

1.1-1.5

NSW Công tắc khởi động số

trung gian

Khoá điện bật ON Khác vị trí số P và N

8-14

Công tắc khởi động số trung gian

Khoá điện bật ON

Ở vị trí số P hay N

<1.5

THW Cảm biến nhiệt độ nước

làm mát động cơ Không tải, nhiệt độ nước làm mát 800C

0.2-1.0

điện NE+ Cảm biến vị trí trục

khuỷu

điện THA Cảm biến nhiệt độ khí

nạp Không tải, nhiệt độ khí nạp 200C

0.5-3.4

VTA Cảm biến vị trí bướm ga Khoá điện bật ON

Bướm ga đóng hoàn toàn

0.3-1.0

Cảm biến vị trí bướm ga Khoá điện bật ON

Bướm ga mở hoàn toàn

3.2-4.9

#4 Vòi phun Khoá điện bật ON 9-14

IGF IC và cuộn dây (tín hiệu

phản hồi đánh lửa) Khoá điện bật ON

4.5-5.5

IC và cuộn dây (tín hiệu phản hồi đánh lửa) Không tải Tạo điện xung

9-14

OCV+_OCV- Van điều khiển dầu phối

khí trục cam Khoá điện ON Tạo điện xung

điện Bảng 2-3: Điện áp so sánh với mass

2.7 Thiết kế sơ đồ cụm rơle và cầu chì:

Hình 2-6 : Cụm Relay và cầu chì

2.8 Táp-lô

Hình 2-7 : Bảng Táp-lô

B KHÁI QUÁT CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

Hệ thống điều khiển động cơ dùng một ECU động cơ để điều khiển toàn bộ hoạt động của động cơ và các hệ thống có liên quan

2.9 Hệ thống điều khiển:

1 Hệ thống EFI (Electronic Fuel Injection)

2 Hệ thống ESA (Electronic Spark Advance)

3 Hệ thống ISC (Idle System Control)

4 Hệ thống điều khiển bơm nhiên liệu:

5 Hệ thống điều khiển phối khí thông minh VVT-i (Variable Valve intelligent)

Timing-6 Hệ thống điều khiển bộ sấy của cảm biến Oxy

7 Hệ thống điều khiển quạt làm mát động cơ

8 Hệ thống tự chẩn đoán

9 Hệ thống dự phòng

2.10 Vị trí một số các bộ phận điều khiển trên xe

Hình 2-8 : Cụm kim phun, IC và bobine

Hình 2-9: Van điều khiển cầm chừng Hình 2-10: Van dầu điều khiển phối

khí hệ thống VVT-i

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRÊN ĐỘNG CƠ 1NZ-FE 3.6 Tổng quát

Hệ thống điều khiển động cơ dùng một ECU động cơ để điều khiển toàn bộ động cơ

và các hệ thống có liên quan

3.7 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động cơ

Hình 3-1 : Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động cơ

ESA Bobine

Igniter Bugi

VVT-i Van dầu điều khiển cam

nạp

Điều khiển bơm nhiên liệu Relay mở mạch bơm

Mạch sấy cảm biến oxy

Điều khiển khởi động Relay khởi động Relay tắt ACC

Điều khiển quạt làm mát Relay quạt 1

Relay quạt 2

Relay EFI

THA

NE G2

VTA

THW KNK IGSW

SPD

ALT SIL BATT STA

#10,#20

IGT IGF

OCV

FC

HT

STAR ACCR

FAN

MREL +B

#30,#40

OX1B

3.7.1 Tín hiệu đầu vào

3.7.1.1 Tín hiệu số vòng quay động cơ (G, Ne)

Tín hiệu số vòng quay động cơ được nhận biết bởi cảm biến số vòng quay trục khuỷu Tín hiệu vị trí trục cam được gửi về ECU qua cực G2+, tín hiệu số vòng quay trục khuỷu được gửi về ECU thông qua cực Ne+ Hai tín hiệu này rất quan trọng trong việc điều khiển tín hiệu đánh lửa (IGT)

3.7.1.2 Tín hiệu nhiệt độ khí nạp

Cảm biến nhiệt độ khí nạp được kết hợp trên đường ống nạp của bộ đo gió dây nhiệt

và phát hiện nhiệt độ khí nạp Nó được đưa vào cực THA của ECU động cơ như một tín hiệu điều khiển

3.7.1.3 Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát được bố trí trên đường nước ra khỏi động cơ và có một nhiệt điện trở âm bên trong với điện trở thay đổi tỉ lệ nghịch theo nhiệt độ nước làm mát Nó được đưa vào cực THW của ECU động cơ như một tín hiệu điều khiển

3.7.1.4 Tín hiệu bướm ga

Cảm biến vị trí bướm ga phát hiện góc mở bướm ga như là một tín hiệu điều khiển

Nó được đưa vào cực VTA của ECU động cơ

3.7.1.7 Tín hiệu lưu lượng khí nạp

Lượng khí nạp được tính toán chuyển thành tín hiệu điện áp đưa về chân VG+ của ECU động cơ như là một tín hiệu điều khiển Đây cũng là một tín hiệu rất quan trọng

3.7.1.8 Tín hiệu máy khởi động

Để xác định động cơ có đang quay khởi động hay không, điện áp cấp đến máy khởi động trong quá trình quay khởi động được phát hiện và tín hiệu được cấp đến cực

STA của ECU động cơ như là một tín hiệu điều khiển

3.7.1.9 Tín hiệu kích nổ

Cảm biến kích nổ được chế tạo bằng phần tử áp điện Khi động cơ xảy ra hiện tượng kích nổ, tín hiệu dạng xung điện áp 6 - 13kHz gửi về ECU qua cực KNK, qua

đó ECU sẽ điều khiển đánh lửa trễ cho đến khi hiện tượng kích nổ không còn xảy

ra Khi hết hiện tượng kích nổ, động cơ trở lại trạng thái hoạt động bình thường 3.7.1.10 Tín hiệu cảm biến Oxy

Cảm biến Oxy so sánh nồng độ O2 trong khí thải với nồng độ O2 trong không khí

và gửi tín hiệu về ECU thông qua cực OXL, qua đó ECU sẽ nhận biết hòa khí đậm hay nhạt và điều khiển cho hợp lý

3.7.2 Tín hiệu đầu ra (hệ thống điều khiển)

3.7.2.1 Hệ thống ISC

Hệ thống ISC làm thay đổi số vòng quay và tạo ra sự ổn định không tải cho chế độ không tải nhanh khi động cơ còn nguội và khi tốc không tải bị giảm xuống do tải điện v.v… ECU động cơ đánh giá tín hiệu từ các cảm biến (tín hiệu đầu vào) và dòng điện được phát ra để điều khiển van ISC

3.7.2.2 Hệ thống ESA

Hệ thống ESA thông qua các tín hiệu được gửi đến từ các cảm biến (tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước, cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí trục cam, cảm biến kích nổ, cảm biến oxy, ) Góc đánh lửa tối ưu được xác định dựa trên các dữ liệu này và dữ liệu lưu trữ trong ECU động cơ từ đó điều khiển tín hiệu phát ra đến cực IGT1, IGT2, IGT3, IGT4 theo dữ liệu đã được tính toán và lưu trong ECU Tín hiệu này điều khiển IC đánh lửa để tạo ra thời điểm đánh lửa tốt nhất theo các chế

độ của động cơ

3.7.2.3 Hệ thống chẩn đoán

Khi có hư hỏng trong hệ thống tín hiệu của ECU động cơ, hư hỏng được ghi trong

bộ nhớ Hệ thống bị hư hỏng có thể sau đó được tìm thấy bằng cách hiển thị mã qua đèn báo kiểm tra động cơ

3.7.2.4 Hệ thống điều khiển phối khí thông minh VVT-i (Variable Valve

Timing-intelligent)

ECU động cơ tính toán thời điểm phối khí tối ưu dựa trên tín hiệu từ các cảm biến, sau đó so sánh với thời điểm phối khí thực tế (từ tín hiệu cảm biến VVT-i) và điều khiển van dầu đến vị trí cần chỉnh, thay đổi góc phối khí trục cam nạp tối ưu theo

các chế độ hoạt động của động cơ nhằm nâng cao momen xoắn, tính kinh tế nhiên liệu và giảm khí xả ô nhiễm

3.7.2.5 Hệ thống điều khiển bộ sấy của cảm biến Oxy

ECU căn cứ vào tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát và cảm biến lưu lượng khí nạp điều khiển dòng điện qua bộ sấy (cuộn dây nhiệt) nhằm duy trì nhiệt độ của cảm biến oxy tại mức thích hợp để tăng độ nhạy của cảm biến

3.7.2.6 Hệ thống điều khiển quạt làm mát động cơ

ECU căn cứ vào tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát điều khiển quạt làm mát động cơ nhằm duy trì nhiệt độ làm việc tối ưu cho động cơ

3.7.2.7 Hệ thống dự phòng

Khi có hư hỏng xảy ra trong một vài hệ thống và có khả năng động cơ sẽ bị trục trặc

do tiếp tục điều khiển dựa trên các tín hiệu từ hệ thống đó Hệ thống dự phòng hoặc

là điều khiển hệ thống bằng cách sử dụng các dữ liệu (các giá trị tiêu chuẩn) ghi trong ECU động cơ

3.7.3 Sơ đồ mạch điện trên mô hình

Hình 3-2 : Sơ đồ cụm Relay và cầu chì

3.8 Các cảm biến sử dụng trên động cơ Toyota 1NZ - FE

3.8.1 Vị trí các cảm biến trên động cơ

Hình 3-3: Sơ đồ cảm biến trên động cơ