đồ-án-15-5 đã oke

Đây cũng là lý do mà đã khiến tôi chọn đề tài nàylàm đề tài tốt nghiệp với mong muốn góp phần nghiên cứu sâu hơn về hệ thống đánhlửa trên động cơ xăng nói chung, đi sâu hơn để nghiên cứu

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

Trên thế giới, sự phát triển kinh tế, vận tải,…Đều là những vấn đề, hạng mụcphát triển một cách mạnh mẽ từng giây, từng phút Mỗi ngày lại có rất nhiều những ýtưởng, những công nghệ mới được đưa ra và thực hiện, ngành công nghiệp ô tô cũngvậy Ở nước ta, ngành công nghiệp ô tô mới được du nhập vào chưa lâu và vẫn cònnon 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 Chính vì thế nước tađang càng ngày càng cố gắng tiếp cận, theo kịp các công nghệ tiên tiến này để cho nềncông nghiệp ô tô nước nhà phát triển và lớn mạnh

Việc khảo sát cụ thể hệ thống đánh lửa khiển điện tử giúp tôi có một cái nhìn cụthể hơn, sâu sắc hơn về vấn đề này Đây cũng là lý do mà đã khiến tôi chọn đề tài nàylàm đề tài tốt nghiệp với mong muốn góp phần nghiên cứu sâu hơn về hệ thống đánhlửa trên động cơ xăng nói chung, đi sâu hơn để nghiên cứu hệ thống đánh lửa trực tiếptrên xe Toyota Vios nói riêng, để từ đó trình bày được tổng quan về hệ thống đánh lửa

và đưa ra các số liệu tính toán thiết kế để từ đó có thể tìm được các giải pháp về cácvấn đề hư hỏng thường gặp ở hệ thống đánh lửa động cơ này

Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảocòn ít và điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp của em không tránhkhỏi những thiếu sót, kính mong các thầy cô giáo trong bộ môn chỉ bảo để đồ án của

em được hoàn thiện hơn.Em xin trân thành cảm ơn thầy giáo “PGS TS Võ Văn Hường” đã nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất.

Em xin trân trọng cảm ơn !

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2020

Học viên thực hiện.LÊ VĂN TAM

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

1.1.Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại

Nhiệm vụ:

Hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ biến điện áp từ 12v thành các xung điện thế cao 50kv Các xung điện thế cao này được phân bổ tới các bugi tạo tia lửa điện đốt cháynhiên liệu

18kv-Yêu cầu:

Một hệ thống đánh lửa làm việc tốt cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Hệ thống đánh lửa phải sinh ra sức điện động đủ lớn để phóng qua khe hở bugitrong tất cả các chế độ làm việc

- Tia lửa điện trên bugi phải đủ năng lượng và thời gian để phóng sự cháy bắtđầu

- Góc đánh lửa phải đúng trong mọi chế độ hoạt động của động cơ

- Các phụ kiện của Hệ Thống đánh lửa phải hoạt động tốt trong mọi điều kiệnnhiệt độ cao và rung xóc lớn

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

Phân loại:

Hệ thống đánh lửa trên ô tô được sử dụng 75 năm qua hầu như không thay đổi mới chithay đổi phương thức đánh lửa hoặc phương pháp phân phối tia lửa.Ta có thể phânhoại 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 vàkhông 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 châmđứng 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.Cấu tạo chung HTĐL

Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo chung HTĐL

Bugi: Bugi là bộ phần cuối cùng nằm trong hệ thống đánh lửa Bugi đảm nhận vaitrò quan trọng là phát sinh tia lửa điện ở giữa điện cực trung tâm và điện cực của bênnối mát, nhằm giúp đốt cháy hỗn hợp không khí cùng với nhiên liệu từ chế hòa khí đãđược nạp trong buồng đốt

Bugi hoạt động trong điều kiện áp suất nén lên đến 50 kg/cm2 và môi trường nhiệt

độ tầm 2.500°C Do đó đòi hỏi bugi cần có độ bền cao, đạt được khả năng áp suất vàchịu nhiệt cao Đáp ứng yêu cầu này, bugi mới có thể cho tia lửa mạnh, giúp duy trìhoạt động ổn định của động cơ

Một bugi trung bình có thể phát tia lửa 27,5 - 110 triệu lần trong suốt tuổi thọ hoạtđộng Mỗi lần, bugi sẽ mất đi một vài phân tử khỏi các điện cực bugi Dần dần,khoảng cách điện cực bugi cách xa nhau hơn và hỗn hợp nhiên liệu - không khí khôngcòn cháy hiệu quả nữa và có thể hỏng hoàn toàn.

Hình 1.2: Bugi đặt ở chính giữa bốn van của cơ cấu phối khí

Bugi phải cách ly được điện thế cao để tia lửa xuất hiện đúng theo vị trí đã địnhtrước của các điện cực của nến, mặt khác nó phải chịu đựng được điều kiện khắcnghiệt trong xilanh như áp suất và nhiệt độ rất cao, hơn nữa nó phải được thiết kế đểcác bụi than không bám lại trên các bề mặt điện cực trong quá trình làm việc

Bugi sử dụng loại sứ cách điện để cách ly nguồn cao áp giữa các điện cực, nó phảiđảm bảo để tia lửa phóng ra đúng ở hai đầu của điện cực chứ không phải ở bất cứ điểmnào thuộc hai cực Ngoài ra chất sứ này còn có tác dụng không để các bụi than bámvào trong quá trình sử dụng Sứ là vật liệu dẫn nhiệt rất kém, vì vậy vật liệu rất nóngtrong quá trình làm việc Sức nóng đã giúp làm sạch bụi than khỏi điện cực

Quá trình cháy đòi hỏi ba thành phần: oxy (O2), nhiên liệu và nhiệt Bên trongđộng cơ ô tô, mỗi chu kỳ nạp thì xy lanh sẽ hút khoảng 21% oxy, với động cơ phun đađiểm sẽ phun nhiên liệu ngay trong chu kỳ nạp Còn nếu là động cơ xăng hay động cơdiesel (còn gọi là động cơ phun trực tiếp) sẽ phun nhiên liệu trong chu kỳ nén

Nhiệt sẽ được cấp theo hai phương thức đó là nhiệt nén cho động cơ diesel, mộthay hai bugi cho động cơ xăng Khi những thành phần như nhiệt, nhiên liệu và Oxykết hợp sẽ tạo ra vụ nổ nhỏ Thông thường, xi lanh sẽ đốt khoảng 16 lần mỗi giây hay

1000 lần mỗi phút ở vận tốc 88 Km/h

Trong động cơ xăng, nhiệt được cung cấp dưới dạng tia sét nhỏ Điện áp cao (5

kV đến 45 kV tùy thuộc vào từng loại xe) được tạo ra trong dây đánh lửa và được điềukhiển bởi mô-đun điều khiển động cơ (ECM) Điện tích được truyền tới bugi thôngqua dây bugi Tia lửa xảy ra khi điện tích nhảy giữa các điện cực bugi trong phạm vi0,25 mm đến 1,8 mm Nhiệt sinh ra từ 4.700 ° C đến 6.500 ° C sẽ đốt cháy hỗn hợpnhiên liệu - không khí và đẩy piston xuống trong chu kì nén

Bugi được thiết kế với một điện cực lõi trung tâm (central electrode) được bao bọcbởi sứ cách điện (porcelain) Điện cực lõi trung tâm được kết nối với với một dây điệndẫn ra đầu nối để kết nối với bô bin điện của động cơ (ignition coil)

Hinh 1.3: Cấu tạo của bugi

Rãnh xoắn ở cuối bugi dùng để bắt vào đầu xy lanh (cylinder), và mũi cuối cùngcủa bugi kéo dài bên trong buồng đốt (combustion chamber) của xy lanh (cylinder).Kim loại được mạ trên đầu điện cực sẽ phân biệt các loại bugi khác nhau.bugi

Trọng tâm kim loại của bugi được lộ ra ở đầu Một đầu nối với dây điện, dẫn tialửa Đầu kia giữ hai điện cực đó, một phích cắm được luồn vào khối, chọc vào buồngđốt Phần giữa của phích cắm được bọc trong sứ để giữ lõi kim loại cách điện từ phần

còn lại của khối Một khoảng cách chính xác ở cuối bắt buộc dòng điện nhảy từ điệncực này sang điện cực khác, gây ra tia lửa làm cháy hỗn hợp xăng và không khí Điềuquan trọng là lõi kim loại có tính dẫn điện cao, chịu nhiệt và đủ cứng để giữ hình dạngcủa nó dưới áp lực trong quá trình đốt.

Có hai loại bugi là bugi loại nóng và bugi loại nguội, được đặt tên theo khả năngtản nhiệt của bugi Tùy theo động cơ mà chọn loại bugi thích hợp để xe ô tô hoạt độnghiệu quả nhất

- Thông thường, bugi loại nóng được dùng cho các loại động cơ có tỉ số nén thấp, tốc

độ không cao, di chuyển quãng ngắn với tốc độ thấp, có trọng tải nhẹ

- Còn bugi loại nguội thường được dùng cho động cơ có tỉ số nén cao, tốc độ cao, dichuyển quãng đường dài, thường xuyên phải di chuyển tốc độ cao và có trọng tải lớn

Hình 1.4: Bugi nóng (trái), bugi nguội (phải)

Bugi “nóng” có phần sứ cách điện dài hơn đồng nghĩa với diện tích tiếp xúc bềmặt bên trong buồng đốt xy lanh (cylinder chamber) sẽ nhiều hơn Ngoài ra phần dàihơn của bugi còn đồng nghĩa với việc đoạn dẫn nhiệt sẽ lâu hơn trước khi được giảithoát ở điệc cực trung tâm – cho nên tia lửa điện sẽ nóng hơn

Ngược lại bugi lạnh có phần mũi sứ ngắn hơn và đoạn dẫn điện ngắn hơn do đóphần tiếp xúc nhiệt sẽ ít hơn bugi sẽ lạnh hơn.

Khoảng cách giữa đầu điện cực và điện cực tâm rất quan trọng để tạo ra tia lửađiện đủ mạnh, đều đặn Khi bugi bị mòn điện cực hoặc đóng cặn carbon khoảng cáchnày sẽ bị thay đổi và ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của bugi, dẫn đến động cơ nổkhông hết công suất,đánh lửa sai kỳ, gây hao tốn nhiên liệu và hiệu suất làm việc củađộng cơ

Thông thường người sử dụng có thể dùng bộ căn lá có nhiều kích cỡ khác nhau đểkiểm tra theo đúng thông số của người sản xuất bugi đề ra

Hình 1.5: Khoảng nhiệt của bugi

Khoảng nhiệt của bugi là nhiệt độ cần thiết để bugi có thể hoạt động tốt nhất Nếubugi quá nóng, nhiệt độ có thể gây ra tia lửa điện sớm trong buồng đốt khi chưa đến

kỳ Nếu bugi quá lạnh, nó có thể ra việc hình thành đóng cặn carbon ở đầu điện cựclàm tạo tia lửa yếu và không đủ đốt nhiên liệu

Ngoài ra bugi hiện nay trên thị trường hiện có được biết đến là các loại “đồng”,

“nickel”, “plantinum’’, “plantinum kép”,’’iridium”, và “bạc’’bug

Bugi Đồng/Nickel thường có chi phí thấp và vòng đời ngắn nhất

Hình 1.6: Bugi Đồng/Nickel

Mặc dù vậy Bugi Đồng/Nickel có những lợi thế riêng của nó Bởi vì đồng có thểtạo ra tia lửa điện rất tốt trong các điều kiện không thuận lợi bên trong động cơTurbocharge hay các động cơ có tỉ lệ nén cao, một số nhà sản xuất động cơ chỉ yêu cầu

sử dụng bugi loại này

Do tính dẫn điện cao và khả năng phục hồi của nó khi tiếp xúc với nhiệt, lõi đồng

là bugi lâu đời nhất và được cài đặt nhiều nhất Ngoài ra, các nhà sản xuất thích nó bởi

vì nó rẻ nhất trong ba sản phẩm Các Achilles phục hồi lõi đồng, tuy nhiên, nó là mộtkim loại tương đối mềm và không giữ được dưới áp lực của thời gian hoặc giữ được

độ sắc nét của nó so với các kim loại khác

Bugi Platinum đơn

Bugi với đầu điện cực bằng plantinum có giá thành cao hơn bugi thông thường.Bởi kim loại plantinum là một kim loại hiếm Bugi plantinum có tuổi thọ cao hơntrong điều kiện hoạt động thông thường Plantinum cứng hơn nickel , cho nên không

bị mòn nhanh như Bugi Đồng/Nickel Điều này đồng nghĩa với việc khoảng cách ởđầu điện cực (tip) và điện cực tâm (center electrode) không bị nới rộng ở bugiPlantinum này khi sử dụng trong thời gian dài bởi quá trình hao mòn Đây cũng lànguyên nhân gây nên việc rớt công suất máy, tiêu hao nhiên liệu, đánh lửa không đúngđiểm thời gian ở trong động cơ

Hình 1.7: Bugi Platinum đơn

Plantinum có khả năng ngăn chặn việc đóng cặn carbon hiệu quả hơn ở đầu điệncực bởi vì plantinum có khả năng chịu được nhiệt độ cao hơn là Đồng/Nickel Do đóBugi Plantinum thường được sử dụng ở các động cơ hiện đại ngày nay

Vòng đời sử dụng của loại Bugi Plantinum thường gấp đôi so với bugiĐồng/Nickel Một vài nhà sản xuất xe sử dụng Bugi này có thời gian hoạt động lên tới100,000 dặm với hệ thống nạp xăng điện tử Nếu nhà sản xuất yêu cầu bạn sử dụngBugi Plantinum thì bạn nên trung thành với loại này thay vì chuyển sang sử dụng loạiĐồng/Nickel.

Các nhà sản xuất Bugi loại này bao gồm NGK và Champion

Bugi plantinum đôi: sử dụng kim loại Plantinum trên cả đầu điện cực và cả điện

cực tâm Mặc dù việc sử dụng Plantinum cùng lúc hai vị trí này sẽ tăng thêm tuổi thọcho Bugi thêm “một chút” nhưng tất nhiên giá thành sẽ tăng thêm rất nhiều Các nhàsản xuất bugi loại này bao gồm Denso, Champion, AC Delco, NGK, và Crown

Bugi Iridium

Hình 1.8: Bugi Iridium

Bugi có đầu điện cực bằng Iridium với công suất lớn hơn, kỳ nổ sẽ hoàn thiện hơntrong buồng xy lanh (cylinder) dẫn đến việc động cơ chạy sẽ mượt mà hơn, và tấtnhiên là tuổi thọ sẽ cao hơn loại bugi Đồng/Nickel Dựa trên một số ứng dụng, BugiIridium có khả năng kéo dài tuổi thọ ngang với Bugi Plantinum

Các nhà sản xuất bao gồm NGK Iridium , Denso, Bosch, Champion cũng có sảnxuất rất nhiều dòng Bugi Iridium này từ năm 1946

Bugi Bạc (Silver)

Bugi bạc có đầu điện cực bằng bạc có khả năng chịu nhiệt cao nhất Nhưng ngượclại vòng đời không cao bằng loại Plantinum và Iridium Một số nhà sản xuất mô tô ởchâu Âu thường sử dụng loại bugi này Bosch là một trong những nhà sản xuất bugiloại này tốt nhất

Dòng điện từ nguồn điện chạy qua cuộn sơ cấp của bôbin, đột ngột dòng điện bịngắt đi tại thời điểm đánh lửa do má vít (đang đóng kín mạch điện thì đột ngột mở ra).Khi dòng điện ở cuộn sơ cấp bị ngắt đi, từ trường do cuộn sơ cấp sinh ra giảm độtngột Theo nguyên tắc cảm ứng điện từ, cuộn thứ cấp sinh ra một dòng điện để chống

lại sự thay đổi từ trường đó Do số vòng của cuộn thứ cấp lớn gấp rất nhiều lần sốvòng dây cuộn sơ cấp nên dòng điện ở cuộn thứ cấp có điện áp rất lớn (có thể đến100.000 V) Dòng điện cao áp này được bộ chia điện đưa đến bugi qua dây cao áp.

Bộ chia điện:

Hình 1.11: Bộ chia điện

Bộ chia điện có một số chức năng như sau: thứ nhất, nó chia nguồn điện cao áp từtăng điện đến các xi lanh Điều này được thực hiện bởi trục bộ chia điện và con quaygắn ở đầu Cuộn thứ cấp của tăng điện được kết nối với con quay, nắp bộ chia điện cócác đầu nối với các dây cao áp đến các xi lanh Khi con quay quay vòng tròn nó sẽchia nguồn điện cao áp cho các xi lanh theo một tứ tự nhất định

Hình 1.12: Bộ chia điện A: Dòng cao áp đến từ bô-bin đánh lửa; B: Con quay; C: Nắp chia điện; D: Dòng

cao áp tới các xi lanh

Bộ chia điện đời cổ hơn (sử dụng má vít) có hai phần, phần trên là bộ chia cao ápnhư vừa nêu, còn phía dưới là bộ phận để ngắt dòng điện sơ cấp của bôbin Đầu tiếpđất của tăng điện được nối với má vít của bộ chia điện

Một trục cam ở trung tâm bộ chia điện sẽ làm cho phần động của má vít tách khỏiphần tĩnh tại thời điểm đánh lửa Điều này lý giải tại sao dòng điện của cuộn dây sơcấp lại bị mất đi đột ngột và sinh ra xung cao áp

Hình 1.13: Bộ chia điện đời cổ sử dụng cam, má vít và tụ điện

A: Dây nối với bô-bin đánh lửa; B: Má vít; C: Vít chỉnh thời điểm đánh lửa sớm; D: Cam dẫn; E: Cam quay; F: Tụ điện

Để điều khiển thời điểm đánh lửa (thời điểm mở má vít), người ta sử dụng hệthống làm sớm chân không hoặc hệ thống làm sớm ly tâm Những hệ thống cơ khí nàyđiều khiển sớm lửa theo tải trọng và theo tốc độ động cơ

Thời điểm đánh lửa đóng vai trò rất quan trọng đối với hiệu suất của động cơ, vìvậy hiện nay các xe thường sử dụng các cảm biến đánh lửa thay cho má vít Các cảmbiến này sẽ báo cho khối ECU chính xác vị trí của piston, máy tính trên xe sẽ quyếtđịnh khi nào mở hoặc đóng dòng điện trong cuộn dây sơ cấp

Hình 1.14: Hệ thống đánh lửa không dùng bộ chia điện, mỗi bugi đều có bộ tăng

áp riêng

- Cảm Biến Kích Nổ – KNK Sensor

Hình 1.17: Cảm biến kích nổ

Hộp ECU sẽ nhận tín hiệu từ cảm biến kích nổ để điều chỉnh thời điểm đánh lửasao cho hạn chế lại độ rung của động cơ (tiếng gõ) nhằm điều chỉnh thời điểm đánhlửa trễ đi, ngăn chặn hiện tượng kích nổ, giúp động cơ hoạt động hiệu quả nhất

- Cảm biến vị trí bướm ga ( VTA)

- Cảm biến lưu lượng khí nạp (VG/PIM)

Hình 1.19: Cảm biến lưu lượng khí nạp

Đo khối lượng khí nạp qua cửa hút và truyền tín hiệu về ECU để điều chỉnhlượng nhiên liệu phun đạt tỉ lệ chuẩn và điều chỉnh góc đánh lửa phù hợp

Cảm biến lưu lượng khí nạp chủ yếu được chia thành 2 loại, các cảm biến đểphát hiện khối lượng không khí nạp, và cảm biến đo thể tích không khí nạp, cảm biến

đo khối lượng và cảm biến đo lưu lượng không khí nạp có các loại như sau

• Cảm biến đo khối lượng khí nạp: Kiểu dây sấy

• Cảm biến đo lưu lượng khí nạp: Kiểu cánh và kiểu gió xoáy quang học Karman

Hiện nay hầu hết các xe sử dụng cảm biến lưu lượng khí nạp khí kiểu dây nóng

vì nó đo chính xác hơn, trọng lượng nhẹ hơn và độ bền cao hơn

1.3.Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế

1.3.1.Giới thiệu xe Vios

-Toyota Vios là phiên bản Sedan cỡ nhỏ ra đời năm 2003 để thay thế cho dòng Soluna ởthị trường Đông Nam Á và Trung Quốc Thế hệ đầu là một phần trong dự án hợp tácgiữa các kỹ sư Thái Lan và những nhà thiết kế Nhật Bản của công ty Toyota và đượcsản xuất tại nhà máy Toyota Gateway, tỉnh Chachoengsao, Thái Lan Thế hệ thứ 2 rađời năm 2007 Nhưng không chỉ dừng lại ở thị trường Châu Á, những chiếc Sedan nàydần được Toyota ra mắt tại các thị trường khác

- Thế hệ đầu 2003-2007

-Kiểu thiết kế: Sedan 4 chỗ

-Động cơ: 1.3 và 1.5 lít

-Phần lớn các xe Vios tại thị trường Đông Nam Á trong đó có Việt Nam được trang bịđộng cơ 1.5 lít trừ ở Philippines Người dân nước này ưa chuộng phiên bản sử dụngđộng cơ nhỏ hơn với dung tích 1.3 lít.

-Phiên bản đầu tiên được chế tạo dựa trên mẫu Toyota Platz Nhờ cải tiến về ngoại thất,những chiếc Vios mang một dáng vẻ khác biệt, đặc biệt là phiên bản 2006

Phiên bản này được chỉnh sửa khá nhiều với lưới tản nhiệt, đèn pha, đèn hậuđược làm mới cùng với vành đúc và nội thất mới

-Thế hệ thứ 2 ( từ năm 2007 đến nay) Kiểu thiết kế: Sedan 4 chỗ

Động cơ 1.5 lít

-Chiếc Vios mới là sự tái hiện lại mẫu Toyota Belta sedan ra mắt năm 2005 ToyotaBelta còn có tên khác là Toyota Yaris (tên này chỉ có ở Mỹ, Nhật, Australia), ToyotaEcho (tên gọi tại Canada) và Toyota Vitz Nếu Vios chỉ có phiên bản sedan thì Belta cóthêm phiên bản hachtback

-Toyota Vios 2007 vẫn sử dụng động cơ cũ (năm 2003) I4, ký hiệu 1NZ-FE 1.5LDOHC tích hợp công nghệ điều khiển van biến thiên VVT-i Công suất cực đại của

động cơ là 107 mã lực, mô men xoắn tối đa 144 Nm Tuy nhiên, khung gầmthiết kế hoàn toàn mới

-Phiên bản Vios mới 1.5E 5 số sàn được nâng cấp từ Vios 2003 1.5G 5 số sàn, cònphiên bản 1.5G mới 4 số tự động lần đầu tiên được ra mắt tại thị trường Việt Nam

-Toyota Vios 2007 có kích thước lớn hơn xe đời cũ Trang bị an toàn và tiện nghi cónhiều cải tiến Về ngoại thất, thay đổi lớn nhất là lưới tản nhiệt có cấu trúc hình chữ V,cụm đèn hậu nhô ra ngoài, đèn xi nhan tích hợp trên gương, vành hợp kim thiết kếmới,

Các thông số của xe toyota vios

Xuất Xứ: Thái Lan

Kích thước: (dài x rộng x cao) 4300 x 1700 x 1460 (mm).

Hình 1.20 Hình dáng xe Toyota Vios

Hình 1.21: Các thông số kích thước của xe Vios

Động cơ 1NZ-FE (DOHC 16 xu páp với VVT-I).

Động cơ sử dụng trên xe Toyota Vios là động cơ xăng 4 kỳ, 4 xy lanh đặt thẳng hàng, thứ tự làm việc 1 – 3 – 4 – 2

Hình 1.22: Động cơ 1NZ-FE

Hình 1.23: Kết cấu động cơ

Sử dụng trục cam kép, dẫn động bằng đai với công nghệ điều khiển đóng

mở xu páp thông minh VVT-i, giúp cho xe tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ

môi trường

Hình 1.24: Hệ thống VVT-i Vios.

\Công suất tối đa: 107 HP / 6000 rpm

- Mô men xoắn tối đa: 144 NM / 4200 rpm

Tỷ số nén: 10,5 : 1

- Dung tích công tác 1497 cc

- Mức tiêu hao nhiên liệu: 5,5L / 100 Km (trong điều kiện thử nghiệm)

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu: phun xăng điện tử đa điểm MPI, sử dụng cácloại xăng có chỉ số octan là RON 95, 92 Dung tích bình xăng là 42 lít

- Hệ thống làm mát: tuần hoàn cưỡng bức nhờ bơm nước

- Hệ thống bôi trơn: theo nguyên lý hoạt động hỗn hợp bao gồm bôi trơncưỡng bức kết hợp với vung té Xe sử dụng các loại dầu bôi trơn: API SM,API SL, ILSAC

Hệ thống truyền lực.

Ly hợp: loại 1 đĩa ma sát khô, thường đóng, dẫn động bằng áp suất thủy lực

Hình 1.25: Hộp số

- Hộp số: Đối với phiên bản 1.5G là tự động 4 cấp

- Hộp số tự động U430E được thiết kế gọn nhẹ và điều khiển điện tử

linh hoạt, sử dụng dầu ATF WS.

Hình 1.26: Hộp số tự động U340E Vios.

+ Đối với phiên bản 1.5E là hộp số thường 5 cấp

Hình 1.27: Hộp số thường C50 Vios.

- Truyền lực chính và vi sai: đây là loại xe du lịch động cơ và hộp số đặtngang, cầu trước chủ động nên cặp bánh răng truyền lực chính và vi sai được

bố trí chung trong cụm hộp số Xe Toyota Vios sử dụng truyền lực chính 1cấp, loại bánh răng trụ răng nghiêng

Hình 1.28: Hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS

- Hệ thống đèn chiếu sáng và đèn báo hiệu bao gồm: đèn pha, đèn xi nhan, đènsương mù, đèn phanh, đèn soi biển số, đèn trần trong xe, đèn báo áp suất dầu,đèn báo nạp ắc quy, đèn báo mức xăng thấp,

- Hệ thống phanh : Điều khiển phanh điện tử ABS với chức năng phân bố lực phanh điện tử EBD và hỗ trợ phanh khẩn cấp BA.

- Có trang bị thiết bị đo đạc : Bảng đồng hồ option mới đa tầng và đồng hồ đotốc độ ở vị trí trung tâm với màn hình hiển thị đa thông tin thuận tiện cho việc theo dõi tình trạng xe

- Hệ thống gạt mưa, nâng hạ kính

- Hệ thống âm thanh gồm có: radio, cassette, và dàn loa

Hình 1.32: Nội thất

- 1.3.2.Lựa chọn phương án thiết kế

- Căn cứ vào phân tích kết cấu và thông số của xe Toyota Vios tôi lựachọn phương án thiết kế hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng 1 bô bin cho mỗi xy lanh

và mỗi bugi được nối vào đầu dây của cuộn dây thứ cấp, dòng điện áp cao sinh ratrong cuộn dây thứ cấp được cấp trực tiếp đến bugi đó Tia lửa điện của bugi sẽ phóng

ra từ điện cực trung tâm đến điện cực nối mát Khi bật khóa điện rơ le sẽ đóng mạch,nguồn từ ắc uy được cung cấp đến chân (+B) của các cuộn đánh lửa ECU sẽ xácnhận thời điểm đánh lửa và truyền tín hiệu đánh lửa (IGT) đến từng cuộn đánh lửa,khi có tín hiệu (IGT) IC trong cuộn đánh lửa sẽ điều khiển transitor công suất và lúcnày có dòng điện sơ cấp trong cuộn đánh lửa khi ECM ngắt tín hiệu điều khiển (IGT)lúc này transitor công suất trong IC đánh lửa sẽ điều khiển ngắt dòng điện sơ cấp do

đó cuộn dây thứ cấp sẽ cảm ứng ra sung điện áp cao Điện áp này được cấp đến cácbugi để tạo ra tia lửa điện bên trong xylanh Khi ECU ngắt dòng sơ cấp, IC đánh lửa

sẽ gửi một tín hiệu xác nhận ( IGF) cho từng xylanh đến ECU.-

- 1.4.Mục tiêu, phương pháp, nội dung nghiên cứu

- Hiện nay số người sử dụng ô tô ở nước ta ngày càng nhiều, cùng với sự tăngtrưởng của nền kinh tế mật độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng cao dẫn đến nhữngvấn đề về ô tô ngày một nhiều Do đó để đảm bảo tính an toàn, tai nạn giao thông làmột trong những vấn đề cần được giải quyết và quan tâm nhất Trên ô tô, hệ thốngđánh lửa là một hệ thống vô cùng quan trọng Vì nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn,bền bỉ và ảnh hưởng tới tính kinh tế của xe Nó góp phần quyết định cho tính trơn chukhi vận hành xe, nhờ điều khiển quá trình đánh lửa là làm chủ được tốc độ lái, thay đổiđiều kiện làm việc

- Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô và kỹ thuật điện tử thì tất cảcác hệ thống trên ô tô nói chung và hệ thống đánh lửa nói riêng ngày được hoàn thiệnhơn, chất lượng hơn và tối ưu hơn

- Đối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu về

hệ thống đánh lửa giúp sinh viên thấy rõ vai trò quan trọng, nắm rõ hơn về kết cấu,nguyên lý làm việc, các ưu, nhược điểm và tìm ra những hư hỏng thường gặp trên hệthống đánh lửa Để từ đó đưa ra các biện pháp khắc phục, sữa chữa, nâng cao tính kinh

tế và độ an toàn khi làm việc của hệ thống đánh lửa Từ đó giúp cho ta có biện pháp sửdụng hợp lý hơn, đồng thời đánh giá được tình trạng và khả năng làm việc của hệthống đánh lửa Và cũng giúp cho sinh viên củng cố và bổ sung kiến thức trong việctiếp cận với các loại hệ thống đánh lửa trên xe ô tô

- Vì vậy em chọn đề tài “ Thiết kế hệ thống đánh lửa trực tiếp trên xe VIOS” Ðểgiải quyết vấn đề này thì trước hết ta cần phải hiểu về nguyên lý hoạt động, kết cấu cácchi tiết, bộ phận trong hệ thống đánh lửa Từ đó tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến

hệ thống đánh lửa nhằm tăng hiệu quả đánh lửa, tăng tính ổn định và tăng độ tin cậylàm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả chuyển độngcủa ô tô Hệ thống đánh lửa xe thiết kế là hệ thống đánh lửa tự động đang được sửdụng rộng rải cho các đời xe hiện nay