(Đồ án hcmute) chuyên đề động cơ 2nr fe

Trong quá trình làm đồ án, do trình độ bản thân, tài liệu, kiến thức thực tế và thời gian còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót, vì vậy em kính mong sự góp ý chỉ bảo của

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG CƠ 2NR-FE

SVTH : ĐẶNG NGUYỄN MSSV: 18145189

SVTH : PHẠM TẤN PHÚC MSSV: 18145209

GVHD: KS NGUYỄN TẤN LỘC

Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH : ĐẶNG NGUYỄN MSSV: 18145189

SVTH : PHẠM TẤN PHÚC MSSV: 18145209

GVHD: KS NGUYỄN TẤN LỘC

Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022

CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG CƠ 2NR-FE

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: 1 Đặng Nguyễn MSSV: 18145189

2 Phạm Tấn Phúc MSSV: 18145209 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Lớp: 18145CL2A

Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Tấn Lộc ĐT:

Ngày nhận đề tài: Ngày nộp đề tài:

1 Tên đề tài: Chuyên đề động cơ 2NR-FE

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu

3 Nội dung thực hiện đề tài

- Đặc điểm của động cơ 2NR-FE

- Hệ thống nhiên liệu

- Hệ thống điện điều khiển động cơ

- Đề nghị trang bị thêm cho động cơ ở xưởng

4 Sản phẩm: 1 tập thuyết minh

TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên Sinh viên: 1 Đặng Nguyễn MSSV: 18145189

2 Phạm Tấn Phúc MSSV: 18145209 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

Tên đề tài: Chuyên đề động cơ 2NR-FE

Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Tấn Lộc

NHẬN XÉT

1 Về nội dung đề tài và khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

5 Đánh giá loại:

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

6 Điểm: (Bằng chữ: ………

……… )

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20

Giảng viên hướng dẫn

(Ký & ghi rõ họ tên)

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên Sinh viên: 1 Đặng Nguyễn MSSV: 18145189

2 Phạm Tấn Phúc MSSV: 18145209 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

Tên đề tài: Chuyên đề động cơ 2NR-FE

Họ và tên Giáo viên phản biện: Đỗ Quốc Ấm

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:………

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

……… )

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20

Giảng viên phản biện

(Ký & ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới nhà trường cùng toàn thể quý thầy cô trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh nói chung và các thầy cô giáo trong Khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao nói riêng đã cho chúng em một môi trường học tập thật tốt Thầy Cô đã tận tình giảng dạy, truyền đạt, chỉ bảo cho chúng em những kiến thức cũng như kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường

Đồ án tốt nghiệp là cơ hội để cho chúng em có thể áp dụng, tổng kết, thực hành những kiến thức mà mình đã được học trong thời gian qua Đồng thời trong quá trình thực hiện đề tài chúng em sẽ rút ra được những kinh nghiệm thực tế cho bản thân để

hỗ trợ một phần nào đó cho công việc sau khi ra trường

Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn tới Thầy Nguyễn Tấn Lộc, thầy đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn, động viên chúng em trong suốt quá trình nghiên cứu và làm đồ án tốt nghiệp Thầy đã đưa ra những đóng góp, sửa chữa những thiếu sót, khuyết điểm mà chúng em mắc phải để từ đó đưa ra những hướng giải quyết khắc phục tốt nhất Trong thời gian làm việc với thầy, chúng em không những tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà còn học tập được tinh thần, thái độ nghiêm túc trong công việc, đây là những điều rất cần thiết cho chúng em trong quá trình học tập

và làm việc sau này

Chúng em cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã ủng

hộ, quan tâm, chia sẻ động viên giúp chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm, kiến thức còn hạn chế nên đề tài tốt nghiệp này không tránh khỏi những thiếu sót Do đó, chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô để chúng em có thể bổ sung, nâng cao kiến thức của mình Chúng em xin chân thành cảm ơn!

TP.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm Nhóm sinh viên thực hiện

ĐẶNG NGUYỄN PHẠM TẤN PHÚC

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU vi

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

DANH MỤC CÁC BẢNG xi

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Giới hạn đề tài 1

1.3 Mục tiêu của đề tài 1

1.4 Phương pháp nghiên cứu 1

1.5 Các bước thực hiên 1

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐỘNG CƠ 2NR-FE 2

2.1 Đặc tính kỹ thuật 2

2.2 Các đặc điểm 2

2.3 Các thông số 8

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 14

3.1 Tổng quan về hệ thống 14

3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 14

3.2.1 Cấu tạo 14

3.2.2 Nguyên lý hoạt động 14

3.2.3 Các bộ phận 16

3.2.3.1 Kim phun 16

3.2.3.2 Bộ điều áp 18

3.2.3.3 Bơm nhiên liệu 19

3.2.3.4 Cảm biến mức nhiên liệu 22

3.2.3.5 Lọc nhiên liệu 23

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI 24

4.1 Cấu tạo 24

4.2 Các bộ phận 25

4.2.1 TWC( Bộ xử lý khí thải xúc tác 3 thành phần) 25

4.2.2 Cảm biến ôxy 27

4.2.3 Cảm biến A/F 29

4.2.4 Van xả .30

4.2.5 Van PCV 30

CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 33

5.1 Sơ đồ hệ thống 33

5.1.1.Bảng ký hiệu các chân và tín hiệu của ECM 33

5.1.2 Sơ đồ chân ECM 35

5.1.3 Bảng chức năng các chân ECM 35

5.1.4 Sơ đồ mạch nguồn 41

5.1.5 Mạch nguồn cấp ECM 46

5.1.6 Mạch Vc 5V 48

5.2 Các tín hiệu đầu vào 50

5.2.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp 50

5.2.1.1 Hình dạng của cảm biến .50

5.2.1.2 Vị trí của cảm biến 50

5.2.1.3 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động cảm biến 51

5.2.2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 53

5.2.2.1 Vị trí của cảm biến 53

5.2.2.2 Sơ đồ mạch điện 54

5.2.2.3 Mô tả, cấu tạo cảm biến 54

5.2.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 54

5.2.3.1 Hình dạng cảm biến .54

5.2.3.2 Vị trí của cảm biến .55

5.2.3.3 Sơ đồ mạch điện 55

5.2.3.4 Mô tả, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến .56

5.2.4 Cảm biến vị trí bướm ga 57

5.2.4.1 Hình dạng và vị trí của cảm biến .57

5.2.4.2 Sơ đồ mạch điện .57

5.2.4.3 Mô tả, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến 57

5.2.5 Cảm biến vị trí bàn đạp ga 59

5.2.5.1 Hình dạng của cảm biến .59

5.2.5.2 Vị trí của cảm biến .59

5.2.5.3 Sơ đồ mạch điện 60

5.2.5.3 Mô tả, cấu tạo và nguyên lý hoạt động cảm biến .60

5.2.6 Cảm biến vị trí trục khuỷu .61

5.2.6.1 Hình dạng của cảm biến .61

5.2.6.2 Vị trí của cảm biến 61

5.2.6.3 Sơ đồ mạch điện .62

5.2.6.4 Mô tả, cấu tạo và nguyên lý hoạt động cảm biến .62

5.2.7 Cảm biến vị trí trục cam .63

5.2.7.1 Hình dạng của cảm biến .63

5.2.7.2 Vị trí của cảm biến .63

5.2.7.3 Sơ đồ mạch điện .64

5.2.7.4 Mô tả, cấu tạo và nguyên lý hoạt động cảm biến .64

5.2.8 Cảm biến kích nổ .65

5.2.8.1 Hình dạng của cảm biến .65

5.2.8.2 Vị trí cảm biến .65

5.2.8.3 Sơ đồ mạch điện .66

5.2.8.4 Mô tả, cấu tạo và nguyên lý hoạt động cảm biến .66

5.3 Hệ thống chẩn đoán 67

5.3.1 Tổng quan hệ thống M-OBD 67

5.3.2 Chế độ thường và chế độ kiểm tra 68

5.3.3 Thuật toán 2 hành trình 68

5.3.4 Dữ liệu đóng băng 68

5.3.5 Kiểm tra giắc DLC3 68

5.3.6 Kiểm tra điện áp ắc quy 69

5.3.7 Phát hiện hư hỏng bằng đèn Check Engine 69

5.3.8 Kiểm tra mã lỗi (dùng máy chẩn đoán) 69

5.3.9 Xóa mã lỗi 69

5.4 Các bộ chấp hành 71

5.4.1 Mạch điều khiển bơm nhiên liệu 71

5.4.2 Mạch điều khiển kim phun 73

5.4.3 Hệ thống đánh lửa 74

5.4.3.1 Bobine 74

5.4.3.2 Bugi 74

5.4.3.3 Vị trí các chi tiết 75

5.4.3.4 Sơ đồ mạch điện 76

5.4.4 Mạch điều khiển quạt làm mát 78

5.4.5 Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh ETCS-i 79

5.4.5.1 Mô tả hệ thống 79

5.4.5.2 Các hoạt động của mô tơ điều khiển bướm ga 80

5.4.5.3 Các chế độ hoạt động của hệ thống 84

5.4.6 Hệ thống điều khiển thời điểm phối khí .86

5.4.6.1 Sơ đồ vị trí của hệ thống 86

5.4.6.2 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển thay đổi thời điểm phối khí .86

5.4.6.3 Mô tả, cấu tạo và các chế độ làm việc của hệ thống .87

5.4.6.3.1 Mô tả .87

5.4.6.3.2 Cấu tạo .87

5.4.6.3.3 Các chế độ làm việc 89

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

A/F: Air Fuel Ratio

A/C: Air Compressor

A/T: Automatic Transmission

ABDC: After Bottom Dead Center

ATDC: After Top Dead Center

BBDC: Before Bottom Dead Center

BTDC: Before Top Dead Center

BATT: Battery

CAN: Controller Area Network

CVT: Continuously Variable Transmission

DIS: Direct Ignition System

DLC3: Data Link Connector 3

DOHC: Double Overhead Camshaft

ECM: Engine Control Module

ECU: Electronic Control Unit

ETCS-i: Electronic Throttle Control System – inteligent

EVAP: Evaporative Emission Control

EGR: Exhaust Gas Recirculation

IAT: Intake Air Temperature

IGSW: Ignition Switch

IGT: Ignition Timing

IGF: Ignition Confirmation

ISC: Idle Speed Control

MAF: Mass Air Flow

M/T: Manual Transmission

MIL: Malfunction Indicator Light

N/P: Neutral/Park

OCV: Oil Control Valve

SFI: Sequential Fuel Injection

SST: Special Service Tool

TACH: Tachometer

TWC: Three-way Catalytist

VTA: Voltage Throttle Angle

VPA: Voltage Pedal Angle

VVT-i: Variable Valve Timing - inteligent

w: with

w/o: with out

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1: Nắp đậy xú pap……….……3

Hình 2.2: Nắp máy……….… 4

Hình 2.3: Kiểu cửa nạp……….…… 4

Hình 2.4: Độ lệch tâm giữa xy lanh và trục khuỷu ……….…5

Hình 2.5: Các ống dẫn nước trong thành xy lanh……… 5

Hình 2.6: Piston và xéc măng……….……….…6

Hình 2.7: Thanh truyền và bạc lót……….…….….7

Hình 2.8: Trục khuỷu……… 7

Hình 2.9: Cấu trúc các ống dẫn dầu……….…8

Hình 3.1: Tổng quan hệ thống nhiên liệu……… 14

Hình 3.2: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu không đường ống hồi……… 15

Hình 3.3: Mặt cắt ống phân phối……….…… 15

Hình 3.4: Kim phun……….……… 16

Hình 3.5: Cấu tạo kim phun……….…… 16

Hình 3.6: Các thành phần trong cụm kim phun……….……17

Hình 3.7: Các cực kim phun……….…….18

Hình 3.8: Vị trí bộ điều áp……….……18

Hình 3.9: Bộ điều áp……….…….19

Hình 3.10: Vị trí bơm nhiên liệu……….……… 20

Hình 3.11: Cấu tạo bơm nhiên liệu……….…… 21

Hình 3.12: Các cực của bơm nhiên liệu……….…………22

Hình 3.13: Cảm biến mức nhiên liệu……….……22

Hình 3.14: Lọc nhiên liệu……….……….23

Hình 4.1: Cấu tạo hệ thống……….………… 24

Hình 4.2: Cấu tạo bộ xúc tác khí thải 3 thành phần……….…….….25

Hình 4.3: Cấu tạo và hình dạng cảm biến ôxy……… ….27

Hình 4.4: Đường đặc tính của cảm biến……….………28

Hình 4.5: Cấu tạo cảm biến A/F……….……… 29

Hình 4.6: Đường đặc tính cảm biến A/F……….……… …29

Hình 4.7: Vị trí van xả……….…… 30

Hình 4.8: Vị trí van PCV……… 31

Hình 4.9: Các hoạt động của van PCV……… 31

Hình 5.1: Sơ đồ chân ECM………35

Hình 5.2: Hình dạng cảm biến lưu lượng khí nạp……….……….……50

Hình 5.3: Vị trí cảm biến lưu lượng khí nạp……….50

Hình 5.4: Cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp……….…51

Hình 5.5: Mạch điện của cảm biến lưu lượng khí nạp…….……….……52

Hình 5.6: Giắc cảm biến lưu lượng khí nạp……….……….……53

Hình 5.7: Mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp……… ….….54

Hình 5.8: Hình dạng cảm biến nhiệt độ nước làm mát……… …54

Hình 5.9: Vị trí cảm biến nhiệt độ nước làm mát……… 55

Hình 5.10: Mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát………55

Hình 5.11: Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ nước làm mát……… 56

Hình 5.12: Hình dạng cảm biến vị trí bướm ga……….57

Hình 5.13: Mạch điện cảm biến vị trí bướm ga……….……57

Hình 5.14: Mô tơ điều khiển bướm ga và cảm biến……….… 58

Hình 5.15: Đồ thị quan hệ góc mở bướm ga và điện áp……… …58

Hình 5.16: Hình dạng cảm biến vị trí bàn đạp ga……… 59

Hình 5.17: Vị trí cảm biến bàn đạp ga……… ….59

Hình 5.18: Cấu tạo cảm biến và đồ thị thể hiện mối quan hệ điện áp và góc bàn đạp ga……… 60

Hình 5.19: Hình dạng cảm biến vị trí trục khuỷu……… 61

Hình 5.20: Vị trí cảm biến vị trí trục khuỷu……… 61

Hình 5.21: Mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu……… 62

Hình 5.22: Tín hiệu Ne……… 62

Hình 5.23: Hình dạng cảm biến vị trí trục cam……….……….63

Hình 5.24: Vị trí cảm biến vị trí trục cam……… 63

Hình 5.25: Mạch điện cảm biến vị trí trục cam……….64

Hình 5.26: Tín hiệu G……….……… 64

Hình 5.27: Hình dạng cảm biến kích nổ………….……… ……….65

Hình 5.28: Vị trí cảm biến kích nổ……….….… 65

Hình 5.29: Mạch điện cảm biến kích nổ………66

Hình 5.30: Cấu tạo cảm biến kích nổ kiểu không cộng hưởng……….….66

Hình 5.31: Đèn Check Engine……….…….…….67

Hình 5.32: Giắc DLC3……….… 68

Hình 5.33: Bobine……….… 73

Hình 5.34: Bugi……… ………….…… …73

Hình 5.35: Vị trí các chi tiết của hệ thống đánh lửa……… …………74

Hình 5.36: Sơ đồ tổng quát hệ thống ETCS-i……… ……… 78

Hình 5.37: Mô tơ điều khiển bướm ga……….…… ……… … 79

Hình 5.38: Chiều dòng điện khi bướm ga đóng……… …….…….80

Hình 5.39: Chiều dòng điện khi bướm ga mở……… ……… 80

Hình 5.40: Một tín hiệu của cảm biến bàn đạp ga bị hỏng……….81

Hình 5.41: Hai tín hiệu của cảm biến bàn đạp ga bị hỏng……….…….82

Hình 5.42: Cảm biến vị trí bướm ga bị hỏng……… 82

Hình 5.43: Đường đặc tính điều khiển momen chủ động……….……… 84

Hình 5.44: Sơ đồ bố trí hệ thống điều khiển VVT-i……… 85

Hình 5.45: Sơ đồ điều khiển hệ thống VVT-i……… ………… 85

Hình 5.46: Cấu tạo van điều khiển dầu OCV……….…………87

Hình 5.47: Các hoạt động của van OCV………87

Hình 5.48: Cấu tạo của bộ điều khiển VVT-i……… ……… 88

Hình 5.49: Hoạt động ở chế độ sớm……… ……….89

Hình 5.50: Hoạt động ở chế độ trễ……….………… …… 89

Hình 5.51: Hoạt động ở chế độ giữ……… … 90

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Các thông số kỹ thuật của động cơ……… 2

Bảng 2.2: Bảng thông số của các hệ thống……….………13

Bảng 5.1: Bảng ký hiệu các chân và tín hiệu của ECM……….………34

Bảng 5.2: Bảng chức năng các chân của ECM……… 40

Bảng 5.3: Giá trị lưu lượng không khí nạp……… ………….….53

Bảng 5.4: Điện trở giữa 2 chân THA và E2……… 54

Bảng 5.5: Giá trị điện trở của cảm biến nhiệt độ nước làm mát……….…56

Bảng 5.6: Giá trị điện trở của mô tơ điều khiển bướm ga……….59

Bảng 5.7: Điện áp tiêu chuẩn của cảm biến vị trí bàn đạp ga……… … 60

Bảng 5.8: Điện trở của cảm biến kích nổ……… …66

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Lý do chọn đề tài

Nền công nghiêp ô tô trên thế giới ngày nay đã đạt được những thành tựu cao về khoa học kỹ thuật Sự cạnh tranh gay gắt trên thị trường ô tô đã thúc đẩy đầu tư nhiều về mặt nghiên cứu các công nghệ mới cho ô tô Điều này đã làm cho một chiếc xe ô tô hiện đại ngày nay được trang bị nhiều công nghệ tiên tiến dẫn đến mẫu mã kết cấu và chất lượng sử dụng rất tốt Và hệ thống động cơ cũng nằm trong sự thay đổi đó Vì vậy việc tìm hiểu tính năng của xe đặc biệt là hệ thống động cơ là điều hết sức cần thiết đối với một sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô Do đó em đã chọn đề tài

“Chuyên đề động cơ 2NR-FE” đề hiểu thêm về kết cấu, nguyên lý, quá trình làm việc cũng như việc bảo dưỡng và sửa chữa của động cơ, đồng thời nó giúp em củng cố lại kiến thức sau khi đã học các môn học trước đó, hệ thống lại các kiến thức làm hành trang khi ra trường làm việc

Trong quá trình làm đồ án, do trình độ bản thân, tài liệu, kiến thức thực tế và thời gian còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót, vì vậy em kính mong sự góp ý chỉ bảo của các thầy trong bộ môn để đề tài của em được hoàn thiện hơn Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Tấn Lộc, các thầy giáo trong bộ môn Công nghệ kỹ thuật ô tô đã giúp đỡ em để hoàn thành đồ án này

1.2 Giới hạn đề tài

Đề tài chỉ giới hạn ở việc giới thiệu về động cơ 2NR-FE, các đặc điểm, hệ thống nhiên liệu và hệ thống điều khiển động cơ Đồng thời bổ xung thêm các chi tiết bị thiếu của động cơ có trong xưởng

1.3 Mục tiêu của đề tài

Giúp sinh viên củng cố lại kiến thức đã học trong suốt chương trình học Đồng thời tiếp cận với công nghệ mới nhất đã được áp dụng trên xe ô tô ngày nay, đó là những kiến thức thực tế rất cần thiết của một người kỹ sư cơ khí động lực

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Để hoàn thành đề tài sinh viên đã kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu Trong đó đặc biệt là phương pháp tham khảo tài liệu, thu thập thông tin từ nhiều nguồn khác nhau từ đó tìm ra những ý tưởng mới để hình thành đề cương của đề tài

1.5 Các bước thực hiên

- Tham khảo tài liệu

- Thu thập thông tin liên quan

- Nghiên cứu chương trình học môn động cơ 1, 2

- Viết báo cáo

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐỘNG CƠ 2NR-FE

2.1 Đặc tính kỹ thuật

Bảng 2.1: Các thông số kỹ thuật của động cơ

Chú thích:

*1: tiêu chuẩn khí xả áp dụng theo từng khu vực và quốc gia

*2: khối lượng động cơ khi không có nước làm mát và dầu bôi trơn

2.2 Các đặc điểm

Nắp đậy xú pap

Nắp đậy xú pap được làm bằng nhựa để giảm khối lượng Bên trong được lắp một

ống dầu nhằm đảm bảo sự bôi trơn cho các cò mổ

Loại động cơ 1.5L, 2NR-FE

Số xy lanh và cách sắp xếp 4 xy lanh, thẳng hàng

Kiểu buồng đốt Loại Pentroof

Hệ thống nhiên liệu Phun nhiên liệu đa điểm tuần tự SFI

Hệ thống đánh lửa Đánh lửa trực tiếp DIS

Dung tích xy lanh 1496 cm3

Đường kính xy lanh (mm) 72.5

Hành trình Piston (mm) 90.6

Tỉ số nén 11.5

Công suất tối đa 79 kW tại 6000 rpm

Momen tối đa 140 N*m tại 4200 rpm

Cơ cấu phân phối khí 16 xú pap DOHC, dẫn động bằng xích (có Dual VVT-i) Thời

Loại nhiên liệu Xăng không chì

Trị số octan nhiên liệu 91 hoặc hơn

Tiêu chuẩn khí xả (*1) EURO 2, EURO 4, EURO 5

Khối lượng động cơ (*2) M/T 95kg

CVT 88kg

Hình 2.1: Nắp đậy xú pap

Nắp máy và các chi tiết bên trong

- Nắp máy được làm bằng hợp kim nhôm, bên trong là buồng đốt kiểu pentroof Bugi được đặt chính giữa buồng đốt để nâng cao hiệu suất chống kích nổ

- Góc giữa xú pap nạp và xú pap xả được thu hẹp lại ở 23,3° giúp nắp máy có kích thước nhỏ gọn

- Bugi loại điện cực mỏng có đường kính 12mm để tăng được đường kính của

xú pap nạp và xú pap xả, từ đó tăng được hiệu suất nạp và xả

- Piston và nắp máy tạo thành hình côn giúp cải thiện hiệu suất chống kích nổ

va hiệu suất nạp Bên cạnh đó, hiệu suất động cơ và tính kinh tế nhiên liệu cũng được cải thiện

Hình 2.4: Độ lệch tâm giữa xy lanh và trục khuỷu

- Giữa các xy lanh có các đường ống dẫn cho phép nước làm mát đi vào thành

xy lanh và tăng được hiệu suất giải nhiệt

Hình 2.5: Các ống dẫn nước trong thành xy lanh

- Thân piston được phủ một lớp chống mài mòn để giảm tổn thất do ma sát

- Chốt piston được cố định với đầu nhỏ thanh truyền

- Các xéc măng có độ căng thấp để giúp giảm ma sát và tiết kiệm nhiên liệu

- Xéc măng hơi làm bằng thép để giảm mài mòn

- Xéc măng dầu là loại 3 miếng, việc dùng xéc măng dầu giúp tăng độ tin cậy

và giảm ma sát

Hình 2.6: Piston và xéc măng

Thanh truyền

- Thanh truyền được làm bằng thép có độ cứng cao để giảm khối lượng

- Vít thanh truyền được siết theo biến dạng dẻo

- Bề mặt bạc lót của thanh truyền được tạo các rãnh nhỏ tăng hiệu quả giữ dầu

Hình 2.7: Thanh truyền và bạc lót

Trục khuỷu

- Trục khuỷu có 5 cổ trục chính và 8 đối trọng

- Các chốt khuỷu và cổ trục chính được gia công với độ chính xác cao và giảm thiểu độ nhám bề mặt để giảm ma sát

- Các đường dẫn dầu được thiết kế lại để ngăn các chất cặn lọt vào

Hình 2.8: Trục khuỷu

Hình 2.9: Cấu trúc các ống dẫn dầu

2.3 Các thông số

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

Thông số kỹ thuật Điều khiển đánh lửa

Điện trở cách điện tiêu chuẩn 10MΩ hoặc hơn

Khe hở bugi tối đa 1.3 mm

Khe hở bugi tiêu chuẩn 1 – 1.1 mm

Van dầu trục cam

đạp ga số 2

Nhả bàn đạp ga 1.2 – 2V Nhấn bàn đạp ga 3.4 – 4.7V

Cảm biến lưu lượng khí nạp

MAF -Động cơ không hoạt

động 0.25 g/s hoặc ít hơn

-Sau khi xoay công tắc

ON 30s 1(THA) – 2(E1)

-20°C 13.6 – 18.4k Ω 20°C 2.21 – 2.69k Ω 60°C 0.49 – 0.67k Ω

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

0.6V hoặc hơn

Cảm biến A/F

1(HA1A) – 2(+B) 20°C 1.6 – 3.2Ω 1(HA1A) - 4(A1A-) Mọi điều kiện 10kΩ hoặc hơn

Cảm biến ôxy

1(HT1B) – 2(+B) 20°C 9 – 14kΩ

1(HT1B) – 4(E2) Mọi điều kiện 10kΩ hoặc hơn

Momen siết tiêu chuẩn Chi tiết được siết Kgf*cm

Van dầu với nắp đậy xú pap 102

Mô tơ điều khiển bướm ga với ống nạp 102

Giá bắt lọc gió với nắp bộ lọc gió 31

Giắc nối cực âm với ắc quy 55

Cảm biến bàn đạp ga với thân xe 55

Cảm biến vị trí trục cam với nắp đậy xú pap 102

Cảm biến vị trí trục khuỷu với nắp đậy xích cam 102

Cuộn dây đánh lửa với nắp đậy xú pap 102

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát với nắp máy 200

Cảm biến kích nổ với thân máy 204

Cảm biến A/F với cổ góp xả Dùng SST 398

Không dùng SST 449 Cảm biến ôxy Dùng SST 398

Không dùng SST 449

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU Thông số kỹ thuật

Áp suất nhiên liệu 304 – 343kPa

Áp suất nhiên liệu sau khi động cơ dừng 5 phút 147kPa

Kim

phun

Điện trở tiêu chuẩn 11.6 - 12.4Ω ở 20°C Lượng phun 47 – 57cc mỗi 15s Lượng phun chênh lệch giữa các kim phun 10cc hoặc ít hơn Lượng rò rỉ 1 giọt hoặc ít hơn mỗi

25p Bơm nhiên liệu 0.2 - 3Ω ở 20°C Chiều dài lò xo nén

(mặt trước)

Tiêu chuẩn 42mm Tối thiểu 40.5mm Chiều dài lò xo nén

(mặt sau)

Tiêu chuẩn 40mm Tối thiểu 38.5mm

Cảm biến mức nhiên liệu Điện trở tiêu chuẩn

13.2 – 16.5Ω (ở điểm F) 13.5 – 414.5Ω (giữa điểm E và F)

405.5 – 414.5Ω (ở điểm E)

Momen siết tiêu chuẩn Chi tiết được siết Kgf*cm

Ống phân phối với nắp máy 286

Cáp phanh tay số 2 với thân xe 61

Tấm bảo vệ thùng nhiên liệu với thân xe 55

Tấm cách nhiệt trước Vít A 55

Thùng nhiên liệu với thân xe 146

Ống xả trước với cổ góp 440

Ống xả trước với ống xả sau 440

HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI

Thông số kỹ thuật

Kim phun khởi động lại động

cơ

CVT 1400rpm

MT 1000rpm Van xả 1 - 2 23 - 26Ω ở 20°C

HỆ THỐNG NẠP/XẢ Thông số kỹ thuật

Chiều dài lò xo nén (mặt

trước)

Tiêu chuẩn 42mm Tối thiểu 40.5mm Chiều dài lò xo nén (mặt sau) Tiêu chuẩn 40mm

Tối thiểu 38.5mm

Momen siết tiêu chuẩn Chi tiết được siết Kgf*cm

Cổ góp nạp với nắp máy 286

Cổ góp xả với nắp máy 408

Tấm cách nhiệt với cổ góp xả 76

Ống xả trước với cổ góp xả 440

Ống xả sau với ống xả trước 440

Cổ góp nạp với van chân không (CVT) 122

HỆ THỐNG LÀM MÁT Thông số kỹ thuật Nước làm mát

Két nước làm mát

Áp suất tiêu chuẩn 93.3 – 122.7kPa

Áp suất tối thiểu 78.5kPa

3 - 5

Không cấp điện áp cho chân

1-2

10kΩ hoặc hơn Cấp điện áp cho chân 1-2 Dưới 1Ω

Momen siết tiêu chuẩn Chi tiết được siết Kgf*cm

Puli bơm nước với nắp đậy

xích cam

Vít A 617 Vít B 245 Vít C 214 Đường nước vào với thân máy 224

Quạt làm mát với mô tơ quạt 64

Mô tơ quạt với vỏ bảo vệ quạt 40

Giá đỡ két nước với giá đỡ móc khóa nắp capo 127

Giá đỡ két nước với giá đỡ trên két nước 56

HỆ THỐNG BÔI TRƠN Thông số kỹ thuật

Áp suất dầu bôi trơn Tốc độ cầm chừng 30kPa hoặc hơn

3000rpm 150 – 550kPa

Momen siết tiêu chuẩn Chi tiết được siết Kgf*cm

Vít xả dầu các te với các te 306

Lọc dầu với vỏ lọc 153

Công tắc áp suất dầu với thân máy 153

Vít bơm dầu với nắp dậy xích cam 153

Nắp đậy xích cam với vỏ trục

cam, nắp máy, thân máy,

cacte

Vít A, C, D 245 Vít B 617 Vít E 102 Vít F 724

HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG Thông số kỹ thuật

Máy khởi động 90A hoặc ít hơn (11.5V) Chổi than Độ dày tiêu chuẩn 11.6mm

Độ dày tối thiểu 7.5mm Công tắc từ Cực 50 – cực C Dưới 1Ω

Cực 50 – cọc bắt dây Dưới 2Ω

Rơ le khởi động 3 - 5

10kΩ hoặc hơn (khi không cấp nguồn cho chân 2)

1-Dưới 1Ω (khi cấp điện cho chân 1-2)

Momen siết tiêu chuẩn Chi tiết được siết Kgf*cm

Động cơ khởi động với thân máy 377

Cực 30 với công tắc từ 100

Cáp nối cực âm với cực âm ắc quy 55

Công tắc từ với vỏ máy khởi động 85

Vòng đệm thân máy khởi động với vỏ máy khởi động 60

HỆ THỐNG SẠC Thông số kỹ thuật

Điện áp ắc quy 12.5 – 12.9V Chổi than Độ dày tiêu chuẩn 9.5 – 11.5mm

Độ dày tối thiểu 4.5mm

Rotor Vòng tiếp điện – vòng tiếp điện 1.8 – 2.2Ω

Vòng tiếp điện - rotor 10MΩ hoặc hơn

Momen siết tiêu chuẩn Chi tiết được siết Kgf*cm

Máy phát với thân máy Vít A 551

Vít B 214 Kẹp giữ dây máy phát với máy phát 86

Cáp nối cực dương với cực dương ắc quy 55

Cáp nối cực âm với cực âm ắc quy 55

Bảng 2.2: Bảng thông số của các hệ thống

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

3.1 Tổng quan về hệ thống

- Thùng nhiên liệu được tráng nhiều lớp nhựa

- Ống phân phối nhiên liệu có thể hấp thụ được dao động

- Kim phun 8 lỗ giúp cải thiện sự phun tơi và tán nhuyễn của nhiên liệu

- Động cơ sử dụng hệ thống nhiên liệu không đường ống hồi

- Hệ thống điều khiển cắt nhiên liệu sẽ dừng bơm nhiên liệu khi túi khí bung

3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

3.2.1 Cấu tạo

Hình 3.1: Tổng quan hệ thống nhiên liệu

Hệ thống bao gồm thùng nhiên liệu, bơm nhiên liệu, lọc nhiên liệu, các đường ống, ống phân phối và bộ điều áp

Khi bơm quay, nhiên liệu sẽ được hút từ thùng nhiên liệu qua lọc để đi vào ống phân phối Tại ống phân phối, nhiên liệu được cung cấp đến các kim phun và lượng nhiên liệu thừa đi qua bộ điều áp theo đường hồi trở về thùng nhiên liệu

3.2.2 Nguyên lý hoạt động

Trong động cơ 2NR-FE sử dụng hệ thống nhiên liệu không có đường ống hồi Dưới đây là sơ đồ của hệ thống

Hình 3.2: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu không đường ống hồi Bơm nhiên liệu cung cấp nhiên liệu qua lọc nhiên liệu và vào ống phân phối Từ ống phân phối, nhiên liệu được cung cấp đến các kim phun, khi có tín hiệu điều khiển từ ECU, kim phun sẽ mở và nhiên liệu được phun vào đường ống nạp Khi xú pap nạp

mở, không khí đi vào cuốn hơi nhiên liệu và hòa trộn để hình thành hỗn hợp Lượng nhiên liệu thừa đi qua bộ điều áp và trở lại thùng nhiên liệu

Trong hệ thống nhiên liệu của động cơ 2NR-FE không có bộ dập dao động Các dao động sinh ra khi nhiên liệu được cấp tới sẽ bị triệt tiêu bởi sự thay đổi thể tích trong ống phân phối

Hình 3.3: Mặt cắt ống phân phối

cơ Kim phun được đặt gần xú pap nạp giúp ngăn nhiên liệu bám vào cửa nạp

Hình 3.5: Cấu tạo kim phun

Thân kim phun chứa một cuộn dây điều khiển sự đóng mở của kim phun Khi không

có dòng điện cung cấp cho cuộn dây, lò xo đẩy van kim phun xuống Khi có dòng điện qua cuộn dây, van kim được nhấc lên và phun nhiên liệu vào cửa nạp

Hình 3.6: Các thành phần trong cụm kim phun Các kim phun được lắp trên ống phân phối phải đảm bảo sự cách nhiệt để tránh tạo bọt Đồng thời có 1 vòng làm kín chữ O để tránh sự rò rỉ nhiên liệu Đầu của kim phun được bố trí trong đường ống nạp qua các vòng đệm cao su để cách nhiệt, giảm rung động và không cho không khí lọt vào đường ống nạp

➢ Kiểm tra điện trở

Đo giá trị điện trở

Cực kiểm tra Điều kiện Giá trị

1-2 20°C 11.6 - 12.4Ω

Nếu kiểm tra cho kết quả không đúng giá trị như bảng thì thay thế kim phun

Hình 3.7: Các cực kim phun

3.2.3.2 Bộ điều áp

Hình 3.8: Vị trí bộ điều áp Trên động cơ 2NR-FE, bộ điều áp được đặt bên trong thùng nhiên liệu và ở trên bơm nhiên liệu Khi bơm quay, dưới tác dụng của áp suất nhiên liệu làm cho màng của bộ điều áp di chuyển và lò xo bị nén lại, lượng nhiên liệu thừa thoát qua van điều áp trở

về thùng nhiên liệu

Áp suất nhiên liệu cung cấp cho hệ thống được giữ không đổi (3,1 – 3,5 kgf/cm2 )

Áp suất nhiên liệu được xác định bởi lò xo bên trong bộ điều áp

Hình 3.9: Bộ điều áp

3.2.3.3 Bơm nhiên liệu

Bơm nhiên liệu được đặt trong thùng nhiên liệu và được tích hợp với lọc nhiên liệu,

bộ điều áp và cảm biến mức nhiên liệu Bơm bố trí bên trong thùng nhiên liệu có ưu điểm cách âm tốt và luôn được làm mát Nhưng nhược điểm là công tác bảo dưỡng, thay thế khó khăn

Hình 3.10: Vị trí bơm nhiên liệu Kiểu bơm được sử dụng trong động cơ 2NR-FE là kiểu bơm turbine gồm thân bơm, cánh bơm và được dẫn dộng bằng động cơ điện 1 chiều

Hình 3.11: Cấu tạo bơm nhiên liệu Khi rotor của động cơ điện quay làm cho các cánh bơm quay theo, các cánh nhỏ bố trí ở mép ngoài sẽ đẩy nhiên liệu từ mạch hút ra mạch thoát của bơm Lượng nhiên liệu cung cấp đi qua kẽ hở của rotor và stator và đẩy van 1 chiều mở để cung cấp nhiên liệu vào hệ thống Bên trong bơm có bố trí 1 van an toàn Van này sẽ mở khi

áp suất nhiên liệu vượt quá quy định

Van 1 chiều bố trí ở đường ra của bơm dùng để tạo 1 áp suất dư trong hệ thống khi động cơ dừng Điều này giúp động cơ khởi động lại dễ dàng Trong trường hợp dừng động cơ khi nóng, nhiệt độ nhiên liệu trong đường ống bố trí xung quanh ô tô sẽ tăng,

áp suất dư của nhiên liệu trong hệ thống giúp ngăn chặn sự tạo bọt trong nhiên liệu

➢ Kiểm tra điện trở

Cực kiểm tra Điều kiện Giá trị

Nếu kiểm tra không cho đúng giá trị, thay thế cụm bơm nhiên liệu