Trường luôn áp dụng những phương pháp hiện đại vào việc giảng dạy để các sinh viên sau khi ra trường có đủ kiến thức, tự tin bước vào môi trường làm việc chuyên nghiệp.. LỜI CẢM ƠN Trong
Trang 1LỜI NÓI ĐẦU
Nền công nghiệp chế tạo ô tô trên thế giới ngày càng phát triển mạnh mẽ Ở Việt Nam, ban đầu là lắp ráp xe của các hãng từ nhiều nước trên thế giới, giờ đây chúng ta đã có một bước tiến lớn trong ngành công nghiệp ô tô đó là có riêng cho mình những nhà máy chế tạo ô tô mang thương hiệu Việt Nam đó là hãng xe VINFAST của tập đoàn Vin Group do ông Phạm Nhật Vượng làm chủ tịch và rất tự hào khi ta đã giới thiệu cho bạn bè thế giới biết về VINFAST tại buổi triễn lãm Paris Motor Show 2018 – Pháp Hơn thế nữa, nền công nghiệp chế tạo ô tô của Việt Nam sẽ còn tiến xa hơn nữa trong tương lai 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 một trong những trường đại học danh tiếng của cả nước về việc đào tạo chuyên ngành ô tô Với
sự trang bị đầy đủ về cơ sở vật chất và đội ngũ giảng viên đào tạo với trình độ cao, tận tụy trong sự nghiệp giáo dục Trường luôn áp dụng những phương pháp hiện đại vào việc giảng dạy để 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 3S – FSE” với
sự hướng dẫn của GVHD Th.S Nguyễn Kim
Trang 2LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian theo học tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh chúng em đã được học và tiếp thu những kiến thức quý báu từ quý thầy cô
để làm nền tảng trong việc nghiên cứu và thực hiện đề tài
Trong quá trình thực hiện đồ án chúng em 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 Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em theo học lớp Đại học chuyên ngành kỹ thuật ô tô
Xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Kim đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn chúng
em thực hiện đề tài Thầy đã dạy chúng em cách tác phong trong công việc, giờ giấc, ý thức và những kinh nghiệm trong quá trình thực hiện đề tài
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 được nền tảng cho những công việc sau khi ra trường, cũng như đã tạo điều kiện tốt nhất để chúng em có thể học tập và thực hiện được đề tài này
Xin gửi lời cảm ơn đến các bạn sinh viên đã nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ, chia sẻ những hiểu biết và kiến thức để nhóm thực hiện đồ án được hoàn thiện hơn Cuối cùng chúng em xin kính chúc quý thầy cô giáo dồi dào sức khỏe, thành công trong công việc và cuộc sống để tiếp tục hướng dẫn dìu dắt thế hệ chúng em ngày càng trưởng thành hơn trong ngành nghề của mình đã chọn lựa Nhóm thực hiện xin chân thành cảm ơn
Tp Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 07 năm 2019
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Trần Minh Duy
Dương Thanh Huy
Trang 3MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN……… …i
MỤC LỤC……… ii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT……… iv
DANH MỤC HÌNH……… …v
DANH MỤC BẢNG……….….ix
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN……….…… 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……… 2
1.3 Phương pháp nghiên cứu……… 2
1.4 Các bước thực hiện……… ……2
CHƯƠNG 2 : GIỚI THIỆU MÔ HÌNH……… 3
2.1 Phần động cơ………3
2.1.1 Tổng quan về động cơ 3S-FSE……….………… 3
2.1.2 Cấu tạo động cơ……….….4
2.1.3.Các cảm biến ……… ……….9
2.1.4.Các cơ cấu chấp hành………10
2.2 Sơ đồ mạch điện và bảng chân ECU……… 10
2.2.1.Sơ đồ mạch điện………10
2.2.2.Bảng chân ECU và EDU……… 13
2.3.Yêu cầu sử dụng mô hình………17
2.4 Qúa trình thi công mô hình……….…17
2.4.1 Thi công động cơ……… 17
2.4.2 Thi công khung….… ……… 34
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG PHUN XĂNG TRỰC TIẾP GDI TRÊN ĐỘNG CƠ TOYOTA 3S-FSE……….38
3.1 Tổng quan hệ thống phun xăng trực tiếp GDI……….38
3.1.1 Cơ sở khoa ho ̣c và lịch sử ra đời……… 38
Trang 43.1.2 Mô tả chung……… 39
3.1.3 Tổng quát về hệ thống điều khiển điện tử GDI………41
3.1.4 Những đặc tính riêng biệt của GDI……… 42
3.1.5 Nguyên lý làm viê ̣c của đô ̣ng cơ phun xăng trực tiếp GDI ……… 43
CHƯƠNG 4: CÁC CẢM BIẾN VÀ CÁC CƠ CẤU CHẤP HÀNH TRÊN ĐỘNG CƠ TOYOTA 3S – FSE……….… 47
4.1 Các cảm biến trên hệ thống phun xăng trực tiếp trên động cơ 3S – FSE……… 47
4.1.1 Cảm biến áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp……… …47
4.1.2 Cảm biến áp suất ống phân phối (Ống Rail):……… …………47
4.1.3 Cảm biến vị trí trục cam ( cảm biến G) và cảm biến vị trí trục khủy (cảm biến Ne)……….52
4.1.4 Cảm biến vị trí bướm ga……… 54
4.1.5 Cảm biến vị trí bàn đạp ga………56
4.1.6 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát……….58
4.1.7 Cảm biến nhiệt độ khí nạp………60
4.1.8 Cảm biến Oxy……… 62
4.1.9 Cảm biến kích nổ……….….66
4.2 Các mạch điều khiển cơ bản……….…… 68
4.2.1 Mạch nguồn……….………….68
4.2.2 Mạch điều khiển bơm xăng……… 69
4.2.3 Mạch khởi động……… …70
4.2.4 Mạch điều khiển phun nhiên liệu……….……71
4.2.5 Bơm cao áp……….…….….71
4.2.6 Hệ thống VVT-i……… 76
4.2.7 Hệ thống luân hồi khí thải EGR:……… 82
4.2.8 Điều khiển van xoáy (SCV)……… …… 83
PHẦN KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ……… 84
1 Kết luận……… …… 84
2 Đề nghị……… ………84
TÀI LIỆU THAM KHẢO……….…………85
Trang 5DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt Chữ đầy đủ
APPS Acceleration Pedal Position Sensor
ETC-i Electronic Throttle Control System- intelligent
VVT-i Variable Valve Timing - intelligent
Trang 6DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Động cơ TOYOTA-D4 3
Hình 2.2: Cấu tạo, vị trí lắp đặt hệ thống nạp không khí và hệ thốngtruyền lực của dây đai 4
Hình 2.3 : Các chi tiết của hệ thống truyền lực bằng dây đai 5
Hình 2.4: Hệ thống nạp không khí, hệ thống thải, hệ thống nhiên liệu 6
Hình 2.5: Cấu tạo chi tiết nắp máy 7
Hình 2.6: Cấu tạo chi tiết thân máy, piston, trục khuỷu động cơ 8
Hình 2.7: Hệ thống nạp không khí 9
Hình 2.8: Sơ đồ mạch điện động cơ Toyota 3S-FSE 12
Hình 2.9: Sơ đồ các chân ECU và EDU 15
Hình 2.10: Hình ảnh động cơ được nhìn từ phía trước 17
Hình 2.11: Hình ảnh động cơ nhìn từ trên xuống 18
Hình 2.12: Hình ảnh nhìn từ phía sau động cơ 3S-FSE 18
Hình 2.13: Ống nạp của động cơ 19
Hình 2.14: Tháo đường ống nạp và các giắc cảm biến 20
Hình 2.15: Động cơ sau khi tháo ống nạp, ống góp xảvà nắp đậy trục cam 20
Hình 2.16: Xupap, lò xo, con chặn bị mất ở một số vị trí 21
Hình 2.17: Nắp máy sau khi được tách ra khỏi động cơ 21
Hình 2.18: Xupap, lò xo,đế chặn … của động cơ 22
Hình 2.19: Mặt dưới của động cơ sau khi tháo cacte nhớt 22
Hình 2.20: Ổ đỡ thanh truyền và trục khuỷu 23
Hình 2.21: Lấy piston ra khỏi thân máy 23
Hình 2.22: Tháo các nắp cổ trục chính 24
Hình 2.23: Đo khe hở miệng xéc măng 25
Hình 2.24: Đo khe hở chiều cao xéc măng 25
Hình 2.25: Xoáy xupap bằng tay 26
Hình 2.26: Dùng xăng để kiểm tra độ kín của xu-pap với nắp máy 27
Hình 2.27: Bàn thử kim phun 28
Hình 2.28: Dùng cán búa gõ nhẹ cho piston lọt vào lòng xy-lanh 31
Hình 2.29: Bốn piston khi đã được lắp lên máy 31
Trang 7Hình 2.30: Lắp cacte nhớt 32
Hình 2.31: Lắp xupap vào nắp máy 32
Hình 2.32: Lắp trục cam và canh dấu giữa trục cam xảvà trục cam nạp 33
Hình 2.33: Nắp máy được gắn lên thân động cơ 33
Hình 2.34: Dấu cân cam và trục khuỷu trên động cơ 34
Hình 2.35: Động cơ nhìn từ phía trước 34
Hình 2.36: Khung sau khi được sơn lót 35
Hình 2.37: Khung được sơn màu xanh và gá động cơ 36
Hình 2.38: Sa bàn trên mô hình 36
Hình 2.39: Hộp cầu chì, relay 37
Hình 3.1: Hệ thống phun xăng trực tiếp GDI 38
Hình 3.2: Sơ đồ động cơ phun xăng trực tiếp 39
Hình 3.3: Quá trình phát triển của động cơ xăng 40
Hình 3.4: Động cơ Toyota D4 40
Hình 3.5: Sơ đồ cấu tạo hệ thống điều khiển động cơ GDI 42
Hình 3.6: Mối liên quan giữa kích thước hạt nhiên liệu với áp suất phun 44
Hình 3.7: Mối liên quan giữa khối lượng EGR và khối lượng NOx 45
Hình 4.1: Cấu tạo cảm biến MAP 47
Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý cảm biến áp suất đường ống nạp 48
Hình 4.3: Mạch điện cảm biến áp suất đường ống 49
Hình 4.4: Đặc tính điện áp của cảm biến MAP 49
Hình 4.5: Cấu tạo cảm biến ống rail 50
Hình 4.6: Màng áp trở trong cảm biến ống Rail 50
Hình 4.7: Mối quan hệ áp suất và điện áp trong cảm biến áp suất ống Rail 51
Hình 4.7:Vị trí cảm biến G 52
Hình 4.8: Vị trí cảm biến Ne 53
Hình 4.9: Sơ đồ mạch điện và xung tín hiệu của cảm biến G - Ne 54
Hình 4.10: Hình dáng và vị trí cảm vị trí bướm ga 54
Hình 4.11: Mạch điện của cảm biến vị trí bướm ga trong hệ thống ETCS-i 55
Hình 4.12: Đặc tuyến điện áp của cảm biến vị trí bướm ga trong ETCS-i 56
Hình 4.13: Hình dạng và vị trí cảm biến bàn đạp ga 56
Trang 8Hình 4.14: Sơ đồ nguyên lý hoạt động bàn đạp ga 57
Hình 4.15: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 58
Hình 4.16: Sơ đồ mạch điện và đặc tuyến điện trở , điện áp của 58
Hình 4.17: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát 59
Hình 4.18: Hình dáng và vị trí cảm biến nhiệt độ khí nạp 60
Hình 4.19: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp 61
Hình 4.20: Đồ thị đường đặc tính cảm biến nhiệt độ khí nạp 61
Hình 4.21: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt nước làm mát 62
Hình 4.22: Vị trí cảm biến Oxy 63
Hình 4.23: Cấu tạo cảm biến Oxy 63
Hình 4.24: Quy đổi điện áp và tỷ lệ A/F của cảm biến Oxy 64
Hình 4.25: Đặc tính của cảm biến Oxy 65
Hình 4.26 Bộ sấy của cảm biến oxy 65
Hình 4.27: Hình dáng và vị trí cảm biến kích nổ 66
Hình 4.28: Cách bố trí của cảm biến kích nổ 66
Hình 4.29: Cấu tạo cảm biến kích nổ 67
Hình 4.30: Đồ thị biểu diễn tần số kích nổ 67
Hình 4.31: Mạch cấp nguồn ECU 68
Hình 4.32: Mạch điều khiển bơm xăng 69
Hình 4.33: Sơ đồ mạch khởi động Tín hiệu STA (Máy khởi động) 70
Hình 4.34: Bơm cao áp 71
Hình 4.35: Các chế độ phun nhiên liệu 73
Hình 4.36: Mạch điều khiển kim phun 74
Hình 4.37: Dạng xung của tín hiệu điều khiển kim phun 75
Hình 4.38: Sơ đồ mạch hệ thống đánh lửa………75
Hình 4.39: Dạng xung tín hiệu của IGT và IGF 76
Hình 4.40:Cấu tạo hệ thống VVT-i 77
Hình 4.41: Hoạt động ở chế độ mở sớm 78
Hình 4.42: Hoạt động ở chế độ muộn 79
Hình 4.43: Hoạt động ở chế độ giữ 79
Hình 4.44: Dạng xung điều khiển van VVT-i 80
Trang 9Hình 4.45: Dạng sóng của van hồi nhiên liệu 80
Hình 4.46: Mô tả hệ thống EGR 81
Hình 4.47: Sơ đồ mạch điện van EGR 81
Hình 4.48: Dạng xung tín hiệu điều khiển motor van EGR 82
Hình 4.49: Tác dụng EGR đối với hệ thống VVT-i 82
Hình 4.50: Van thay đổi tiết diện đường ống nạp 83
Hình 4.51: Dạng sóng của van điều khiển 83
Trang 10DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật động cơ Toyota 3S-FSE………3
Bảng 2.2: Ký hiệu và tên gọi của các chân ECU……… ……….15
Bảng 2.3: Bảng thông số lực siết một số chi tiết cơ bản……… 29
Bảng 4.1: Bảng giá trị đặc tính cảm biến nhiệt độ nước làm mát……….60
Bảng 4.2: Bảng giá trị đặc tính cảm biến nhiệt độ không khí nạp………62
Trang 12CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Lý do chọn đề tài
Bước vào thế kỷ thứ 21 với tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ và nhu cầu học tập của mọi người ngày càng cao, phần lớn học sinh đều vào học hệ đại học hoặc cao đẳng, kể cả những người đi làm trở lại học đại học, cao đẳng với các chuyên ngành nâng cao ngày càng đông như hiện nay Do vậy, đổi mới phương pháp dạy học
là yêu cầu cấp bách, dựa trên những quan điểm phát huy tính tích cực người học, đề cao vai trò tự học của người học, kết hợp với sự hướng dẫn của giáo viên đang được
áp dụng rộng rãi Sự phát triển này đã làm thay đổi không chỉ cách giảng mà còn thay đổi cả quá trình tổ chức dạy học, ứng dụng cộng nghệ dạy học, phương tiện kỹ thuật dạy học trong giảng dạy do đó khắc phục nhược điểm của phương pháp cũ, đảm bảo chất lượng của phương pháp mới cho giáo dục – đào tạo, đây cũng là chủ trương của nhà nước đề ra: đổi mới mạnh mẽ nội dung và phương pháp dạy học, học tập, chú trọng chất lượng không chạy theo số lượng Đặc biệt đối với các ngành công nghệ kỹ thuật ô tô, việc nghiên cứu và chế tạo mô hình phục vụ cho công tác dạy và học là nhu cầu cấp thiết
Ngoài ra, nhằm cập nhật những công nghệ mới và tăng tính trực quan hóa trong giảng dạy và học tập, với mục đích nâng cao chất lượng dạy và học Mô hình này được thiết kế và chế tạo gồm phần động cơ và phần sa bàn với đầy đủ hệ thống điện của động cơ Song song đó còn có các bài giảng mẫu được thiết kế dưới dạng phiếu thực hành giúp cho việc giảng dạy và học tập trên mô hình đạt kết quả cao nhất Chính vì lẽ
đó chúng em quyết định thiết kế mô hình động cơ phun xăng trực tiếp (GDI) Toyota 3S- FSE với mong muốn giúp các bạn sinh viên dễ dàng tiếp thu để việc học có hiệu quả cao hơn
1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
1.2.1 Mục tiêu
Củng cố kiến thức và kỹ năng kiểm tra, chuẩn đoán về hệ thống điều khiển động
cơ
Trang 13Nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho giáo
viên hướng dẫn sinh viên trong quá trình thực tập
Giúp cho sinh viên ứng dụng ngay bài học lý thuyết vào thực hành
Sinh viên có điều kiện quan sát mô hình một cách trực quan, dễ cảm nhận
được hình dạng và vị trí các chi tiết lắp đặt trên động cơ
Giúp sinh viên kiểm tra và đo đạc các thông số của hệ thống phun xăng,
đánh lửa trên động cơ Toyota 3S-FSE
Góp phần hiện đại hóa phương tiện và phương pháp dạy thực hành trong
giáo dục- đào tạo
Giúp sinh viên tiếp thu bài tốt hơn
1.2.2 Nhiệm vụ
- Thu thập tài liệu về động cơ Toyota 3S – FSE
- Tháo lắp, kiểm tra toàn bộ chi tiết của động cơ
- Đại tu động cơ Toyota 3S-FSE
- Thi công khung mô hình và gá lắp động cơ, thiết bị
1.3 Phương pháp nghiên cứu
Để đề tài được hoàn thành chúng em đã kết hợp nhiều phương pháp
nghiên cứu Trong đó đặc biệt là phương pháp tham khảo tài liệu, thu thập các
thông tin liên quan, học hỏi kinh nghiệm của thầy cô, bạn bè, nghiên cứu các
mô hình giảng dạy cũ,… từ đó tìm ra những ý tưởng mới để hình thành đề
cương của đề tài, cũng như cách thiết kế mô hình Song song với nó, chúng em
còn kết hợp cả phương pháp quan sát và thực nghiệm để có thể chế tạo được
mô hình và biên soạn các bài thực hành mẫu một cách hiệu quả
1.4 Các bước thực hiện
- Tham khảo tài liệu
- Tháo lắp, kiểm tra toàn bộ các chi tiết và bộ phận của động cơ
- Đại tu động cơ
- Thiết kế khung đỡ động cơ và gá đặt động cơ
- Thiết kế sa bàn và cách bố trí các chi tiết trên sa bàn
- Thiết kế các chi tiết phụ
- Viết thuyết minh
Trang 14CHƯƠNG 2 : GIỚI THIỆU MÔ HÌNH
Momen xoắn cực đại 196N.m/4400v/p
Trang 15Với những ƣu điểm về công suất, hiệu suất, khí thải.… động cơ Toyota 3S-FSE đƣợc sử dụng phổ biến trên nhiều dòng xe nhƣ Corona, Vista hay Nadia
2.1.2 Cấu tạo động cơ
Cấu tạo chi tiết động cơ 3S – FSE
Hình 2.2: Cấu tạo, vị trí lắp đặt hệ thống nạp không khí và hệ thống
truyền lựccủa dây đai
Chú thích một số chi tiết cơ bản:
1, 11: Ống chân không 2 Ống nhiên liệu 3 Vòng đệm ống nhiên liệu
4 Cổ ga 5 Joint ống nạp 6 Dây ga
Trang 167 Vỏ bọc dây ga 12 Hộp lọc không khí 13 Bobine
14 Bugi 15 Nắp máy 16 Joint nắp máy
18 Dây đai máy nén 19 Dây đai bơm nước 20 Puly trục khuỷu
21 Nắp đậy 22 Vòng chặn đai 24 Bánh căng đai
26 Nắp nhựa 27 Dây đai chính 30 Puly trục cam
34 Vòng đệm boobine
Hình 2.3 : Các chi tiết của hệ thống truyền lực bằng dây đai
Trang 17Hình 2.4: Hệ thống nạp không khí, hệ thống thải, hệ thống nhiên liệu
Chú thích các chi tiết cơ bản:
1 Nắp trên ống góp nạp 2 Joint, vòng đệm 3 Vòng đệm cao su
4, 5 Giá đỡ 6 Nắp dưới ống góp nạp 7 Ống nhiên liệu
8 Giá đỡ kim phun 9, 10 Vòng đệm 11 Ống Rail
12 Vòng đệm làm kín 14 Kim phun 15, 20 , 26 Các cảm biến
16 Lọc nhớt 17 Ống nước 18 Van hằng nhiệt
23 Bơm nhiên liệu 24 Ống nhiên liệu 25 Ống luân hồi khí thải
28 Ống phân phối nước làm mát 29 Ống nước làm mát
30 Ốp nhôm cách nhiệt 31 Ống góp thải 32 Que thăm nhớt
33, 35.Giá đỡ máy phát 34 Máy phát
Trang 18Hình 2.5: Cấu tạo chi tiết nắp máy
Chú thích các chi tiết cơ bản:
1 Nắp máy 2 Vòng đệm bobine 3 Bugi
4 Joint nắp máy 5 Nắp đậy trục cam
6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14: xupap và cơ cấu dẫn hướng xupap
15, 16, 17, 18 Vòng đệm cam thải
19 Trục cam thải 20 Vòng đệm cao su 21, 22 Gối đỡ trục cam thải 23 Bánh răng trục cam nạp24 Trục cam nạp 25.26 Gối đỡ trục cam nạp
27 Cảm biến vị trí trục cam28 Puly trục khuỷu 29, 30.Nắp nhựa
38 Nắp máy 39 Joint nắp máy
Trang 19Hình 2.6: Cấu tạo chi tiết thân máy, piston, trục khuỷu động cơ
Chú thích các chi tiết cơ bản:
4 Joint làm kín 5 Ốp che trục khuỷu 6 Bơm nước làm mát
7 O- ring 8 Cảm biến vị trí trục cam 9 Vòng đỡ dây đai
10 Vòng đệm 11.Bơm nhớt 12 Tấm thép lót
13, 14 Xéc măng hơi 15 Xéc măng dầu
16, 17, 18, 19, 20.Cơ cấu pitton, thanh truyền
21 Phốt sau trục khuỷu 22 Miếng đệm 23.Phốt chặn đầu trục khuỷu
24 Thân máy 25 Cảm biến kích nổ 26 Trục khuỷu
27, 28 Bạc lót 29 Gối đỡ trục khuỷu
Trang 20Hình 2.7: Hệ thống nạp không khí
Chú thích các chi tiết cơ bản:
1, 9 Ống chân không 2 Joint làm kín
- Cảm biến vị trí bướm ga loại tuyến tính với hai tín hiệu VTA và VTA2
- Cảm biến vị trí bàn đạp ga loại tuyến tính với hai tín hiệu VPA và VPA2
- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát báo về tableau
- Cảm biến nhiệt độ không khí nạp
- Cảm biến Oxy có dây nung HT
- Cảm biến áp lực nhớt báo về tableau
- Cảm biến áp suất ống phân phối: PR
- Cảm biến áp suất trên đường ống nạp: PIM
Trang 21- Van thay đổi tiết diện đường ống nạp: SCV+, SCV-
- Van VVT-i : OCV+, OCV-
- Van tuần hoàn khí xả: EGR1, EGR2, EGR3, EGR4
- 04 kim phun trên động cơ
- Kim phun khởi động lạnh: STJ
Trang 23Hình 2.8: Sơ đồ mạch điện động cơ Toyota 3S-FSE
Trang 242.2.2.Bảng chân ECU và EDU
Trang 26Hình 2.9: Sơ đồ các chân ECU và EDU
Bảng 2.2: Ký hiệu và tên gọi của các chân ECU
THA Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ không khí
nạp
Trang 27IGT1,2,3,4 Tín hiệu đánh lửa của máy 1,2,3,4
động cơ
SCV+, SCV- Điều khiển van thay đổi tiết diện đường
ống nạp
áp
INJS Tín hiệu điều khiển kim phun khởi động
lạnh
PB Tín hiệu áp suất chân không bầu trợ lực
phanh( servo)
phối
Trang 28L Tín hiệu đèn báo nạp
2.3.Yêu cầu sử dụng mô hình
- Sinh viên phải được học về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng trực tiếp trên động cơ Toyota 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 12V, chú ý không được phép lắp ắc quy vào động cơ sai cực tính
- Sử dụng nhiên liệu xăng không chì
- Chú ý yêu cầu 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 Qúa trình thi công mô hình
2.4.1 Thi công động cơ
Quá trình thi công động cơ Toyota 3S-FSE
Một số hình ảnh động cơ trước khi tháo rã
Hình 2.10: Hình ảnh động cơ được nhìn từ phía trước
Trang 29Hình 2.11: Hình ảnh động cơ nhìn từ trên xuống
Hình 2.12: Hình ảnh nhìn từ phía sau động cơ 3S-FSE
Trang 30a.Tháo nắp máy và cơ cấu phân phối khí
- Gá đỡ động cơ cẩn thận và tiến hành tháo rã các chi tiết phía trước động cơ như
pu li trục khuỷu, nắp đậy mặt trước trục cam… Sau đó tháo cơ cấu truyền động dây đai cam
- Gỡ các giắc điện và tháo đường ống nạp ra ngoài động cơ
Trang 31Hình 2.14: Tháo đường ống nạp và các giắc cảm biến
- Tháo ống góp thải, bô bin, bu-gi và nắp đậy trục cam ra khỏi động cơ
Hình 2.15: Động cơ sau khi tháo ống nạp, ống góp xả
Trang 32Hình 2.16: Xupap, lò xo, con chặn bị mất ở một số vị trí
- Tháo các bu lông lắp ghép giữa nắp máy và thân máy , theo nguyên tắc nới lỏng đều từ ngoài vào trong và tách nắp máy ra khỏi trân máy
Hình 2.17: Nắp máy sau khi được tách ra khỏi động cơ
- Lấy các con đội và miếng sim ra ngoài, dùng cảo tháo các xú pap, lò xo, móng hãm, đế chặn,… ra ngoài và sắp xếp chúng có thứ tự, tránh lẫn lộn
Trang 33Hình 2.18: Xupap, lò xo,đế chặn … của động cơ
b Tháo bánh đà, cacte chứa dầu
- Tháo rã các bộ phận liên quan đến thân máy nhƣ máy nén lốc lạnh, máy phát và thanh sắt gá đỡ,… ra ngoài Tiến hành tháo bánh đà
Hình 2.19: Mặt dưới của động cơ sau khi tháo cacte nhớt
c Tháo piston – thanh truyền và trục khuỷu
- Vì trên thanh truyền và nắp đã có dấu nên khỏi phải đánh dấu Nới lỏng đều các bu lông, tháo ra và gõ nhẹ đầu to thanh truyền tách nó ra
Trang 34Hình 2.20: Ổ đỡ thanh truyền và trục khuỷu
Hình 2.21: Lấy piston ra khỏi thân máy
- Tiếp theo nới lỏng bu lông nắp trục khuỷu tử ngoài vào trong và lấy trục khuỷu ra ngoài
Trang 35- Khe hở giới hạn đối với bề mặt nắp máy là 0.15mm, bề mặt ống nạp và thải là 0.10mm
Kiểm tra xéc măng
Tháo xéc-măng ra khỏi piston và vệ sinh sạch sẽ (bao gồm xéc-măng, rãnh trên
piston)
Kiểm tra khe hở miệng
Trang 36Hình 2.23: Đo khe hở miệng xéc măng
- Vệ sinh sạch sẽ thành xy lanh
- Đặt xéc-măng vào lòng xy lanh
- Dùng đầu piston đẩy xéc-măng xuống khoảng một phần ba chiều dài xi lanh
- Lấy thước lá đo khoảng hở giữa 2 miệng xéc-măng Khe hở này khoảng 0.15mm, nếu ít hơn phải dùng giũa mịn hoặc giấy nhám rà lại, nếu lớn hơn 1.15mm (khe hở xéc măng làm kín là 1.20mm) thì phải thay mới
- Khi hoạt động, xéc-măng sẽ bị dãn nở vì nhiệt, nếu khe hở nhỏ sẽ dẫn đến gãy và kẹt, nếu khe hở lớn thì sẽ bị lọt khí, không đảm bảo độ kín
Kiểm tra khe hở chiều cao xéc-măng
Hình 2.24: Đo khe hở chiều cao xéc măng
Trang 37- Cho xéc măng vào rãnh trên pistông dùng căn lá để kiểm tra Khi kiểm tra, yêu cầu xéc măng phải xoay tròn tự do trong rãnh Khe hở càng về phía đỉnh pistông thì càng lớn
- Khe hở này theo tiêu chuẩn từ 0.030 mm – 0.070mm
- Nếu khe hở nhỏ, xéc măng sẽ bị kẹt trong rãnh, nếu lớn quá thì nhớt sẽ bị lọt vào trong buồng đốt
Lưu ý: Không nên vệ sinh rãnh piston bằng vít vặn hay lưỡi cưa vì làm như thế sẽ bị
hư rãnh
Xoáy xupap
Sau khi sử dụng một thời gian thì sự tiếp xúc xupap và bệ không còn kín và đối với các cây xupap được thay mới cũng cần phải xoáy để tạo độ kín Phương pháp xoáy xú pap:
- Làm sạch bề mặt bệ và xupap, dùng cát thoa một vài điểm trên các bề mặt tiếp xúc
- Thoa nhớt lên thân xupap và cho vào đúng vị trí trên bệ Dùng núm cao su có cán phù hợp với đường kính đầu xupap và chụp lên
- Kéo cán lên cho bề mặt của xupap rời khỏi bệ từ 5mm đến 10mm Đẩy cán xuống cho hai bề mạt tiếp xúc và đồng thời xoay một khoảng 300.
- Cứ thực hiện như vậy và dùng xăng kiểm tra độ hở cho đến khi hai bề mặt tiếp xúc hoàn toàn
Hình 2.25: Xoáy xupap bằng tay
Trang 38Hình 2.26: Dùng xăng để kiểm tra độ kín của xupap với nắp máy
Kiểm tra khe hở xupap
Khi động cơ hoạt động, các chi tiết sẽ bị giãn nở vì nhiệt, đặc biệt là xupap tiếp xúc trực tiếp với khí cháy Nếu khe hở nhiệt giữa con đội xupap và vấu cam quá nhỏ thì sẽ dẫn đến hiện tượng xupap đóng không kín, làm giảm áp suất cuối kì nén, giảm công suất động cơ, ngoài ra xupap sẽ bị rỗ bề mặt đế và tạo khe hở Nếu khe hở nhiệt quá lớn sẽ ảnh hưởng đến quá trình nạp và thải, làm giảm công suất và hiệu suất động
cơ
Các bước kiểm tra :
Vì nắp máy chưa lắp lên thân động cơ nên không cần phải điều chỉnh piston
- Xoay trục cam sao cho vấu cam không đội lên con đội xupap
- Dùng thước lá đo khe hở:
+ Khe hở nhiệt xupap nạp từ 0.28 - 0.38 mm
+ Khe hở nhiệt xupap thải từ 0.19-0.29 mm
+ Đo lần lượt khe hở các xupap, ghi lại các thông số và lựa chọn các khe hở to nhất và nhỏ nhất để đổi miếng sim cho nhau, đảm bảo các khe hở đồng đều nhau và nằm trong khoảng cho phép
Trang 39 Kiểm tra áp suất trong buồng đốt
Khi lắp ráp xong phần nắp máy, nhóm tiến hành kiểm tra áp suất trong buồng đốt bằng cách dùng bộ đo đạc áp suất ( đồng hồ áp suất, dây nối + đầu nối bằng núm cao su) gắn vào đường ống bu-gi Đề máy và theo dõi áp suất trong buồng đốt có đảm bảo tỉ số nén Áp suất nén phải đảm bảo nằm trong khoảng 11 – 13 KPa
Kiểm tra chất lượng kim phun
Hình 2.27: Bàn thử kim phun
- Gắn ống nhiên liệu vào máy thử áp suất
- Đẩy cần bơm nhiên liệu đầy ống và áp suất lên khoảng 2000 Lbs/sq.inch
- Đo điện trở giữa các giắc điện kim phun, giá trị điện trở vào khoảng 2-3 Ohm
- Dùng bình ắc-quy kích, quan sát bằng mắt và dùng cách nghe thử kim có nhấc, tạo ra
âm thanh và chất lượng nhiên liệu phun ra
Bước 3: Lắp ráp động cơ
Sau khi tháo rã các chi tiết, kiểm tra và khắc phục Nhóm tiến hành lắp lại động cơ và hoàn chỉnh nó
Các yêu cầu khi lắp ráp động cơ
- Các chi tiết như gối đỡ trục cam và trục khuỷu cần phải cho nhớt vào
- Chắc chắn các chi tiết phải đảm bảo được lắp ráp đúng ( đúng chiều, đúng vị trí ) theo yêu cầu của nhà sản xuất
- Lực siết tại các gối đỡ phải đúng lực theo nhà sản xuất qui định
Trang 40- Dùng keo đỏ dán các bộ phận như cacte nhớt, bơm nước, nắp máy… trước khi gắn
ốc vào, nhằm làm kín các bộ phận khi ráp lại với nhau
- Khi gắn dây đai phải đảm bảo dấu puly trục khuỷu và trục cam ở vị trí mà nhà sản xuất qui định Để khi động cơ hoạt động tránh trường hợp bị đội giữa piston và xupap Lắp sai vị trí cũng dẫn đến việc động cơ hoạt động không bình thường ( ảnh hưởng đến quá trình nạp, thải, nổ không đều….)
Bảng 2.3: Bảng thông số lực siết một số chi tiết cơ bản:
2 Bulong nắp nhựa ốp dây đai 6.5
3 Bulong, đai ốc ống góp nạp 28
10 Bulong nắp đậy bánh răng ăn khớp trục
cam
19
12 Đai ốc bơm cao áp nhiên liệu 25
14 Đai ốc ống nhiên liệu ống phân phối 30