Thi công mô hình động cơ TOYOTA HIACE 2

Buồng cháy được tạora trên đỉnh piston để phù hợp với việc phun nhiên liệu trực tiếp của hệ thống CommonRail.. - Van cắt cửa nạp bướm ga: là loại hoạt động cuộn dây quay có tác dụng cải

Lời cảm ơn

Lời đầu tiên, nhóm chúng em xin gởi lời cảm ơn đến quý thầy cô trong Khoa Cơkhí động lực đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đề tài đồ án tốt nghiệp này Đối vớichúng em, đồ án này đánh dấu một cột mốc quan trọng trên bước đường trưởng thành sắptới, cũng như việc bước ra khỏi cổng trường Đại học để bước vào một cánh cổng lớn hơn– cánh cổng của cuộc đời Và mọi bước tiến thành công trên con đường này đều nhờ cônglao dạy dỗ và dìu dắt của quý thầy cô đối với chúng em Một lần nữa, xin gửi đến quýthầy cô sự kính trọng và lòng biết ơn của chúng em

Để hoàn thiện đồ án tốt nghiệp này, cho phép chúng em được bày tỏ sự cảm ơnchân thành và sâu sắc nhất đến Thầy giáo hướng dẫn – Kỹ sư Nguyễn Tấn Lộc Thầy đãtận tình, chu đáo và quan tâm giúp đỡ chúng em trong quá trình làm đồ án Thầy đã nhiệttình chỉ dạy cũng như hỗ trợ hết mình về các trang thiết bị, dụng cụ, cách thức tiến hành

và phương pháp cụ thể để chúng em có thể hoàn thành tốt nhất đề tài này

Xin chân thành cám ơn quý Thầy cô của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thànhphố Hồ Chí Minh Đặc biệt là quý Thầy cô trong Bộ môn Động cơ Khoa Cơ Khí ĐộngLực đã tận tình chỉ dẫn, trực tiếp giúp đỡ và tạo điều kiện cho em làm việc trong môitrường rất tốt trong suốt quá trình thực hiện chuyên đề này

Cuối cùng, xin cảm ơn sự đóng góp ý kiến của các bạn sinh viên trong Khoa CơKhí Động Lực để nhóm hoàn thành đồ án này

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Nhóm sinh viên thực hiện

Phan Tấn Hoài Duy Phạm Nhật Trí

Tóm tắt

1 Vấn đề nghiên cứu:

- Tìm hiểu tống quan về động cơ TOYOTA 2KD - FTV

- Mô hình động cơ TOYOTA 2KD - FTV

- Nghiên cứu hệ thống điện điều khiển và hệ thống nhiên liệu của động cơ

2 Các hướng tiếp cận:

- Nắm rõ vị trí, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phương pháp kiểm tra các cảmbiến và cơ cấu chấp hành trên động cơ

3 Cách giải quyết vấn đề:

- Tìm hiểu tài liệu về động cơ TOYOTA 2KD - FTV và những dòng xe tương tự

- Tìm kiếm tài liệu trên Internet

- Tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn

- Triển khai trên mô hình thực tế

4 Kết quả đạt được:

- Thiết kế, thi công phần mô hình động cơ TOYOTA 2KD - FTV

- Thiết kế hệ thống điện điều khiển động cơ

- Tài liệu về các cảm biến và cơ cấu chấp hành trên động cơ

Mục lục

Lời cảm ơn i

Tóm tắt ii

Mục lục iii

Danh sách kí hiệu viết tắt vi

Danh mục phụ lục hình vii

Danh mục phụ lục bảng xiii

CHƯƠNG 1: TỐNG QUAN VỀ MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ 1

1 Lý do chọn đề tài 1

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ TOYOTA HIACE 2KD-FTV 2

1.Đặc điểm động cơ : 2

2.Sơ lược về lịch sử hệ thông Common Rail : 2

3.Các cơ cấu chính của động cơ: 4

3.1.Thân máy: 4

3.2.Piston: 4

3.3.Thanh truyền và bạc thanh truyền: 5

3.4.Trục khuỷu và bạc trục khuỷu: 6

3.5.Cơ cấu xupap và cam: 7

3.6.Hệ thống làm mát: 8

3.7.Hệ thống bôi trơn: 9

3.8.Hệ thống nạp: 10

3.9.Tua bin tăng áp: 11

3.10.Van EGR: 12

CHƯƠNG 3: THI CÔNG MÔ HÌNH 13

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL TRÊN ĐỘNG CƠ TOYOTA HIACE 2KD-FTV 20

4.1.Sơ đồ hệ thông nhiên liệu: 20

4.2.Bơm cao áp (loại HP3) : 20

4.2.1 Bơm tiếp vận: 24

4.2.2 Van điều áp bơm tiếp vận: 25

4.2.3 Van SCV: 25

4.3.Ống phân phối: 27

4.4.Vòi phun: 29

4.5.Lọc nhiên liệu: 32

CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN TRÊN ĐỘNG CƠ TOYOTA HIACE 2KD-FTV 34

5.1.ECU va EDU 34

5.1.1.ECU 34

5.1.1.1.Sơ đồ các cực của ECU, chức năng các cực: 34

5.1.1.2 Mạch nguồn ECU: 47

5.1.2.EDU 48

5.1.2.1.Điều khiển kim phun 48

5.1.2.2.Ý nghĩa của chân EDU: 49

5.2.Cơ cấu chấp hành 50

5.2.1.Điều khiển lượng phun và thời điểm phun: 50

5.2.1.1.Điều khiển lượng phun: 50

5.2.1.2.Điều khiển thời điểm phun: 52

5.2.2.Điều khiển phun khởi động: 52

5.2.3.Điều khiển tốc độ cầm chừng: 54

5.2.4.Điều khiển giai đoạn phun: 54

5.2.5.Điều khiển van SCV 55

5.2.6.Điều khiển bướm ga: 57

5.2.7.Điều khiển van EGR: 58

5.2.8.Điều khiển xông máy 59

5.2.9.Điều khiển quạt làm mát: 61

5.3.Các cảm biến 62

5.3.1.Cảm biến áp suất tăng áp (sau tuabin tăng áp): 62

5.3.2.Cảm biến áp suất nhiên liệu: 64

5.3.3.Cảm biến vị trí trục khuỷu và cảm biến vị trí trục cam: 67

5.3.4.Cảm biến vị trí bướm ga: 71

5.3.5.Cảm biến vị trí bàn đạp ga : 74

5.3.6.Cảm biến nhiệt độ nước làm mát: 77

5.3.7.Cảm biến nhiệt độ khí nạp: 81

5.3.8.Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu: 84

5.3.9.Cảm biến tốc độ xe: 88

5.3.10.Cảm biến vị trí van EGR: 89

CHƯƠNG 6: CHẨN ĐOÁN MÃ LỖI BẰNG PHẦN MỀM 92

6.1 Giới thiệu phần mềm Techstream: 92

6.2 Sử dụng phần mềm chuẩn đoán: 92

CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

Tài liệu tham khảo 116

Danh sách kí hiệu viết tắt

Danh mục phụ lục hình

Hình 2.1: Xe Toyota Fortuner và động cơ 2KD-FTV 3

Hình 2.2: Xe Toyota Hiace và động cơ 2KD-FTV 2.5 3

Hình 2.3 Hình dáng của thân máy 4

Hình 2.4: Hình dáng piston 5

Hình 2.5: Hình dáng của thanh truyền và bạc thanh truyền 6

Hình 2.6: Hình dáng trục khuỷu và bạc trục khuỷu 7

Hình 2.7: Cơ cấu xupap và cam 8

Hình 2.8: Hệ thống làm mát động cơ 2KD-FTV 9

Hình 2.9: Hệ thống bôi trơn 10

Hình 2.10: Cảm biến và motor điều khiển được lắp trên bướm ga 11

Hình 2.11: Hình dáng của Tuabin tăng áp 11

Hình 2.12 Hình dáng cấu tạo van EGR 12

Hình 3.1: Chân trụ động cơ 13

Hình 3.2: Hộp cầu chì relay 14

Hình 3.3: Tablaeu 14

Hình 3.4: Bảng mica, tableau, contact máy giắc OBD-II, Bàn đạp ga 15

Hình 3.5: Kẹp dây chắc chắn trong thùng 17

Hình 3.6 Mô hình nhìn từ phía trước 17

Hình 3.7: Mô hình nhìn từ bên trái 18

Hình 3.8: Mô hình nhìn từ bên phải 18

Hình 3.9: Mô hình nhìn từ phía sau 19

Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống nhiện liệu 20

Hình 4.2 Cấu tạo của bơm cao áp 21

Hình 4.3: Nguyên lý hoạt động của bơm cao áp 23

Hình 4.4: Bơm tiếp vận 24

Hình 4.5: Cấu tạo của can điều áp bớm tiếp vận 25

Hình 4.6 Van SCV mở nhiều 26

Hình 4.7: Van SCV mở ít 27

Hình 4.8: Cấu tạo và vị trí lắp đặt của ống phân phối 28

Hình 4.9.Van xả áp 29

Hình 4.10 Cấu tạo kim phun 30

Hình 4.11: Nguyên lý hoạt động của kim phun 30

Hình 4.12: Mã hiệu chỉnh và mã QR trên kim phun 31

Hình 4.13: Cấu tạo của lọc nhiên liệu 32

Hình 4.14: Hoạt động của công tắc cảnh báo lọc nhiên liệu 33

Hình 5.1 Sơ đồ các chân trên ECU

Hình 5.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống

Hình 5.3 Sơ đồ mạch nguồn chính ECU

Hình 5.4: Sơ đồ nguyên lý của EDU

Hình 5.5: Mạch điều khiển EDU

Hình 5.6: Lượng phun cơ bản

Hình 5.7: Lượng phun tối đa

Hình 5.8: Lượng phun cuối cùng

Hình 5.10: Điều khiển lượng phun khởi động

Hình 5.11: Điểu khiển thời điểm phun khởi động

Hình 5.12: Điều khiển tốc độ cầm chừng

Hình 5.13: So sánh khi có phun trước và khi phun thông thường

Hình 5.14: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống nhiên liệu

Hình 5.15: Sơ đồ mạch điện điều khiển áp suất nhiên liệu

Hình 5.16: Sơ đồ nguyên lý điều khiển bướm ga

Hình 5.17: Sơ đồ mạch điện điều khiển bướm ga

Hình 5.18: Sơ đồ điều khiển van EGR

Hình 5.19 Sơ đồ mạch điện điều khiển van EGR

Hình 5.20: Sơ đồ mạch điện của điều khiển xông máy

Hình 5.21 Đặc tính của điều khiển xông máy

Hình 5.22 Sơ đồ mạch điện điều khiển quạt làm mát

Hình 5.23: Cảm biến áp suất khí nạp và sơ đồ tín hiệu đầu ra

Hình 5.24: Sơ đồ mạch điện của áp xuất tăng áp

Hình 5.25: Các giắc nối của cảm biến áp suất tăng áp với ECU

Hình 5.26: Các giắc nối của cảm biến ápsuất tăng áp với ECU

Hình 5.27: Sơ đồ cấu tạo và đặc tính của cảm biến áp suất nhiên liệu

Hình 5.28: Sơ đồ mạch điện của cảm biến áp suất nhiên liệu

Hình 5.29: Các giắc nối của cảm biến áp suất nhiên liệu với ECU

Hình 5.30: Các giắc nối của cảm biến áp xuất nhiên liệu nối ECU

Hình 5.31: Vị trí cảm biến vị trí trục khuỷu và cảm biến vị trí trục cam

Hình 5.32: Dạng sóng tín hiệu đầu ra của cảm biến

Hình 5.33: Sơ đồ mạch điện của cảm biến vị trí trục cam và trục khuỷu

Hình 5.34: Giắc nối cảm biến vị trí trục khuỷu

Hình 5.35: Vị trí giắc nối cảm biến vị trí trục khuỷu với ECU

Hình 5.36: Giắc nối cảm biến vị trí trục cam

Hình 5.37: Vị trí giắc nối của cảm biến vị trí trục cam với ECU

Hình 5.38: Sơ đồ cấu tạo và đặc tính của cảm biến vị trí bướm ga

Hình 5.39: Sơ đồ mạch điện của cảm biến vị trí bướm ga

Hình 5.40: Vị trí các giắc nối cảm biến vị trí bướm ga

Hình 5.41: Sơ đồ nguyên lý và đặc tính của cảm biến

Hình 5.42: Sơ đồ đấu dây của cảm biến vị trí bàn đạp ga

Hình 5.43: Vị trí các giắc nối cảm biến vị trí bàn đạp ga và ECU

Hình 5.44: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 5.45: Đặc tính của cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 5.46: Sơ đồ mạch điện của cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 5.47: Đặt tính của cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 5.48: Vị trí các chân giắc nối của cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 5.49: Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Hình 5.50: Sơ đồ mạch điện của cảm biến nhiệt độ khí nạp

Hình 5.51: Đặc tính của cảm biến nhiệt độ khí nạp

Hình 5.52: Vị trí các chân giắc nối của cảm biến khí nạp

Hình 5.53: Cảm biến nhiệu độ nhiên liệu

Hình 5.54: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nhiên liệu

Hình 5.55: Đặc tính của cảm biến nhiệt độ nhiên liệu

Hình 5.56: Vị trí các chân giắc nối của cảm biến nhiệt độ nhiên liệu

Hình 5.57: Sơ đồ nguyên lý của cảm biến tốc độ xe

Hình 5.58: Sơ đồ mạch điện từ tableau nối với ECU

Hình 5.59: Cảm biến vị trí van EGR

Hình 5.60: Biểu đồ đặt tính của van EGR

Hình 5.61: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí van EGR

Hình 5.62: Các giắc nối của cảm biến vị trí van EGR

Hình 6.1: Bước 1

Hình 6.2: Bước 2 93

Hình 6.3: Bước 3 93

Hình 6.4: Bước 4 94

Hình 6.5: Bước 5 94

Hình 6.6: Bước 6 95

Hình 6.7: Bước 7 95

Hình 6.8: Bước 8 96

Hình 6.9: Bước 9 96

Hình 6.10: Bước 10 97

Hình 6.11: Bước 11 97

Hình 6.12: Bước 12 98

Hình 6.13: Bước 13 98

Hinh 6.14: Bước 14 99

Hình 6.15: Bước 15 99

Hình 6.16: Bước 16 100

Hình 6.17: Bước 17 100

Danh mục phụ lục bảng

Trang

Bảng 5.1: Ý nghĩ các chân EDU 49

Bảng 5.2: Trị điện trở của hệ thống điều khiển xông máy

Bảng 5.3: Bảng mã lỗi cảm biến áp xuất tăng áp

Bảng 5.4: Trị điện trở của cảm biến áp suất tăng áp

Bảng 5.5: Trị điện áp của cảm biến áp suất tăng áp

Bảng 5.6: Bảng mã lỗi cảm biến áp xuất nhiên liệu

Bảng 5.7: Trị điện trở của cảm biến áp xuất nhiên liệu

Bảng 5.8: Trị điện trở của cảm biến áp xuất nhiên liệu

Bảng 5.9: Trị điện áp của cảm biến áp xuất nhiên liệu

Bảng 5.10: Bảng mã lỗi cảm biến vị trí trục cam và trục khuỷu

Bảng 5.11: Trị điện trở của cảm biến vị trí trục khuỷu

Bảng 5.12: Trị điện trở của cảm biến vị trí trục khuỷu

Bảng 5.13: Trị điện trở của cảm biến vị trí trục cam

Bảng 5.14: Trị điện trở của cảm biến vị trí trục cam

Bảng 5.15: Bảng mã lỗi cảm biến vị trí bướm ga

Bảng 5.16: Trị điện trở của cảm biến vị trí bướm ga

Bảng 5.17: Trị điện áp của cảm biến vị trí bướm ga

Bảng 5.18: Bảng mã lỗi cảm biến vị trí bàn đạp ga

Bảng 5.19: Trị số điện trở cảm biến vị trí bàn đap ga

Bảng 5.20: Trị điện áp của cảm biến vị trí bàn đạp ga

Bảng 5.21: Bảng mã lỗi cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Bảng 5.22: Giá trị tiêu chuẩn của cảm biến nhiệt độ làm mát

Bảng 5.23: Trị điện áp của cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Bảng 5.24: Bảng mã lỗi cảm biến nhiệt độ khí nạp

Bảng 5.25: Trị số điện trở cảm biến nhiệt độ khí nạp

Bảng 5.26: Trị số điện trở cảm biến nhiệt độ khí nạp

Bảng 5.27: Trị số điện áp cảm biến nhiệt độ khí nạp

Bảng 5.28: Bảng mã lỗi cảm biến nhiệt độ nhiên liệu

Bảng 5.29: Trị số điện trở của cảm biến nhiệt độ nhiên liệu

Bảng 5.30: Trị số điện áp của cảm biến nhiệt độ nhiên liệu

Bảng 5.31: Bảng mã lỗi cảm biến tốc độ xe

Bảng 5.32: Bảng mã lỗi cảm biến vị trí van EGR

Bảng 5.33: Trị điện trở của cảm biến vị trí van EGR

Bảng 5.34: Trị điện áp của cảm biến vị trí van EGR 91

CHƯƠNG 1:

TỐNG QUAN

VỀ MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA HIACE 2KD - FTV

1 Lý do chọn đề tài

- Trong những năm gần đây lĩnh vực đào tạo về công nghệ và cơ khí ô tô nói riêng,phục vụ cho ngành giao thông vận tải nói chung đã có những bước phát triển mới.Được sự quan tâm đầu tư giúp đỡ từ nhiều phía, cả trong nước lẫn các đối tác nướcngoài Từ đó đã tạo điều kiện để công tác đào tạo ngành công nghệ ô tô được tiếpthu những công nghệ tiên tiến trên thế giới từ sự giúp đỡ hợp tác của các nước cónền công nghệ ô tô phát triển

- Với chính sách đi tắt đón đầu, chúng ta phải tìm ra con đường tiếp thu nhanh nhất

và hiệu quả tối ưu nhất trong công tác đào tạo, làm cho quá trình đào tạo mang tínhchất hiện đại, dễ cho người học tiếp thu kiến thức, kỹ thuật mới tiên tiến nhất màkhông phải mất thời gian, điều đó rất cần có sự học hỏi tiếp thu những công nghệmới từ các nước tiên tiến và những sáng tạo trong việc tổ chức giảng dạy, các biệnpháp giáo dục tiên tiến , sử dụng các kỹ thuật, trang thiết bị trong đào tạo, huấnluyện hiện đại, thường xuyên cập nhật đáp ứng được yêu cầu của thực tiễn

- Với tiêu chí như vậy, nhằm nâng cao chất lượng dạy và học, cho nên nhóm chúng

em chọn thực hiện đề tài “THI CÔNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ PHUN DẦU ĐIỆN TỬ TOYOTA HIACE 2KD-FTV” Phần lý thuyết thực hiện biên soạn tài

liệu nội dung giảng dạy thực hành được phân chia thành từng nội dung rõ ràng.Phần mô hình thi công theo đúng phần lý thuyết biên soạn, giúp giáo viên có sựchủ động, linh hoạt trong việc tổ chức và thực hiện giảng dạy thực hành, giúp họcviên đạt hiệu quả cao trong đào tạo

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ TOYOTA HIACE 2KD-FTV

1.Đặc điểm động cơ : Động cơ 2KD – FTV của hãng Toyota là loại động cơ Diesel 4

kỳ,4 xylanh thẳng hàng, sử dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail, 16 valve DOHCvơi tuabin tăng áp

 Hệ thống phân phối khí : 16 valve , DOHC , dẫn động bằng đai và bánh răng

 Đường kính xylanh * Hành trình piston : 92 * 93.8 mm

 Buồng cháy : Kiểu phun nhiên liệu trực tiếp

 Công suất cực đại : 80 kw / 3600 rpm

75 kw / 3600 rpm (1)

 Momen xoắn cực đại : 260 N.m / 1600 - 2600 rpm

260 N.m / 1600 – 2400 rpm(1)

 Loại dầu (nhớt) theo độ nhớt : CF-4 ,10W-30

(1) : Models không có bộ giải nhiệt cho khí nạp trong hệ thống tăng áp

2.Sơ lược về lịch sử hệ thông Common Rail :

Hệ thống Common Rail đầu tiên được phát minh bởi Robert Huber, ngườiSwitzerland vào cuối những năm 60 Công trình này sau đó được tiến sĩ Marco Gansercủa viện nghiên cứu kỹ thuật Thụy Sĩ tại Zurich tiếp tục nghiên cứu và phát triển Đếngiữa những năm 90, tiến sĩ Shohei Itoh và Masahiko Miyaki, của tập đoàn Denso -một nhà sàn xuất phụ từng ô tô lớn của Nhật Bàn đã phát triển tiếp và ứng dụng trêncác xe tài nặng hiệu Hino, và bán rộng rãi ra thị trường vào 1995, sau đó ứng dụngrộng rãi trên các xe du lịch

Hiện nay, hầu như tất cả các hãng ô tô đã sử dụng phổ biến hệ thống này trên xecủa họ, cũng như sử dụng trên các động cơ xe cơ giới, tàu thủy với nhiều tên gọikhác nhau như: Toyota với tên D-4D, Mercedes với tên CDI, Huyndai với tên CRDi,Peugoet với tên HDI

Hãng Toyota cũng sử dụng rộng rãi hệ thống này cho các dòng xe từ xe du lịch 4chổ, 7 chổ, 10, 12 chổ với tên gọi D-4D ( Direct Injection-4 stroke Diesel Engine) VàToyota Việt nam cũng bắt đầu lắp ráp và tung ra thị trường xe có sử dụng hệ thốngCommon Rail này từnăm 2005, trên xe Hiace Đến nay, năm 2009 có thêm 2 dòng xenữa của Toyota Việt nam có sử dụng hệ thống này là xe FORTUNER grade G và xebán tài HILUX

Hình 2.1: xe Toyota Fortuner và động cơ 2KD-FTV

Hình 2.2: Xe Toyota Hiace và động cơ 2KD-FTV 2.5

3.Các cơ cấu chính của động cơ:

3.1.Thân máy:

- Nắp bảo vệ: Được làm bằng nhựa để giảm khối lượng và tiếng ồn

- Nắp xylanh (nắp máy): Được làm bằng hợp kim nhôm, vị trí vòi phun được đặt trungtâm buồng cháy Mỗi xylanh có 2 đường nạp và xả, một bugi sấy giữa các cửa nạp.Đường tuần hoàn khí xả EGR được nằm trong nắp máy

- Thân máy: Được chế tạo bằng thép hợp kim thép, bổ sung nhiều gân tăng cứng giúpgiảm rung động

Hình 2.3 Hình dáng của thân máy

3.2.Piston:

- Đỉnh piston cùng với xy lanh tạo thành dạng kết cấu buồng cháy Buồng cháy được tạo

ra trên đỉnh piston để phù hợp với việc phun nhiên liệu trực tiếp của hệ thống CommonRail

- Để đảm bảo chức năng bao kín trên đầu piston có 2 rãnh xéc măng khí và 1 rảnh xécmăng dầu dùng để lắp các xéc măng

Hình 2.4: Hình dáng piston

3.3.Thanh truyền và bạc thanh truyền:

- Thanh truyền được làm bằng vật liệu có độ bền cao để phù hợp môi trường làm việcchịu tác động nhiều lực

- Giữa 2 nắp đầu to thanh truyền có chốt định vị để tăng tính ổn định khi lắp ráp

- Bạc thanh truyền được làm bằng nhôm và cấu vấu định vị có khả năng giữ bạc không

bị xoay hay dịch chuyển dọc

Hình 2.5: Hình dáng của thanh truyền và bạc thanh truyền

3.4.Trục khuỷu và bạc trục khuỷu:

- Cấu tạo trục khuỷu gồm 5 ổ trục và 8 đối trọng

- Bạc trục khuỷu gồm 2 nữa hình trụ được chế tạo bằng cách doa tinh để đạt được khe hởdầu tối ưu, cải thiện được hiệu suất khi khởi động lạnh và giảm rung động cho động cơ

- Nữa bạc trên của trục khuỷu có rãnh dầu dọc theo chu vi

Hình 2.6: Hình dáng trục khuỷu và bạc trục khuỷu

3.5.Cơ cấu xupap và cam:

-Trong động cơ mỗi xylanh có 2 xupap nạp và 2 xupap xả được bố trí theo phương ánxupap treo với các cửa nạp thải rộng hơn sẽ tăng cường hiệu quả nạp và thải

- Các xupap được điều khiển đóng và mở trực tiếp bởi 2 trục cam

- Trục cam nạp được dẫn động bằng đai cam, đồng thời trục cam xả được dẫn động bởitrục cam nạp thông qua bánh răng

Hình 2.7: Cơ cấu xupap và cam

Hình 2.9: Hệ thống bôi trơn

3.8.Hệ thống nạp: Cấu tạo gồm bộ lọc khí, tua bin tăng áp, các cổ góp nạp và van EGR

- Bộ lọc khí: lọc khí sạch không cho bẩn bụi lọt vào động cơ khi nạp

- Cổ góp nạp: có 2 cổng nạp với hình dạng khác nhau cho mỗi xylanh trên phía nắp máyvới mục đích nhằm tối ưu hóa luồng xoáy khí nạp

- Van cắt cửa nạp (bướm ga): là loại hoạt động cuộn dây quay có tác dụng cải thiện tínhnăng của hệ thống được điều khiển hoàn toàn bằng điện tử thông qua cảm biến góc mởbướm ga cùng với 1 số tín hiệu khác ECU tính ra lượng nhiên liệu phun cơ bản cho độngcơ

Hình 2.10: Cảm biến và motor điều khiển được lắp trên bướm ga

3.9.Tua bin tăng áp:

- Tua bin tăng áp trên động cơ 2KD-FTV là loại gọn nhẹ, được làm mát bằng áo nước tại

ổ bạc giúp cải thiện tính năng nạp Van cửa xả sẽ điều khiển áp suất tăng áp tua bin, vậnhành bằng cơ cấu cơ khí tùy vào áp suất của tuabin

Hình 2.11: Hình dáng của Tuabin tăng áp

3.10.Van EGR:

- Van tuần hoàn khí xả (EGR) đưa khí xả vào lại đường ống nạp làm giảm nhiệt độ buồngcháy động cơ, do đó làm giảm nồng độ NOx Van này được lắp trên đường nạp, do đượclàm mát nên cho phép lượng khí xả lớn đi qua

- Một cảm biến van EGR sẽ đo trực tiếp vị trí mở của van, giá trị đo này được ECU động

cơ theo dõi để điều chỉnh chính xác độ mở của van

Hình 2.12 Hình dáng cấu tạo van EGR

CHƯƠNG 3: THI CÔNG MÔ HÌNH

Các bước thực hiện phần mô hình động cơ 2KD-FTV

Bước 1: Kích thước bố trí động cơ là (dài x rộng x cao) 1.3m x 0.8m x 0.65m, nên kích

thước của khung lắp đặt động cơ (bao gồm phần thùng) là 2m x 1m x 1m Phần phía sauđược bao phủ bởi tấm thép dạng lưới, phần trên phía trước là thùng hình chữ nhật

Bước 2: Thi công khung mô hình:

- Hàn khung mô hình theo đúng kích thước đã chọn

- Đo vị trí chính xác để hàn các chân trụ của động cơ

Yêu cầu: + Các chân trụ động cơ phải có độ cứng vững cao

+ Chân trụ phải được làm bằng sắt dày và phải thẳng đứng

Hình 3.1:Chân trụ động cơ

- Sơn khung mô hình theo thứ tự: sơn lót xám, sơn chính (màu xanh dương ), phủ bóng2K.

- Chỉnh sửa hệ thống làm mát hợp lý, lắp két nước phía sau mô hình

- Hộp cầu chì – Relay

Hình 3.2: Hộp cầu chì relay

- Gá tableau vào khung mô hình

Hình 3.2: Tablaeu

- Bố trí cảm biến bàn đạp ga và bàn đạp ga vào khung mô hình

- Thiết kế bảng mica, lắp đặt contact máy, giắc chẩn đoán OBD-II, các giắc đo điện vàobảng mica

Hình 3.2: Bảng mica, tableau, contact máy giắc OBD-II, Bàn đạp ga

- Gá ECU vào bên trong thùng của mô hình

Bước 3: Bố trí đường ống nước làm mát:

- Sử dụng ống bằng vật liệu cao su bền

- Xác định khoảng cách từ két nước tới động cơ sao cho phù hợp

- Hàn các mối nối chắc chắn và có tính thẩm mỹ cao

Bước 4: Vệ sinh động cơ, sơn động cơ theo yêu cầu:

- Làm sạch động cơ, hộp số, kim phun, máy phát, máy đề…

- Sơn động cơ: sơn bạc, sơn đen và phủ bóng 2K theo từng phần của động cơ

Bước 5: Sử dụng cầu nâng để lắp động cơ lên khung.

- Sử dụng cao su dày ở phần tiếp xúc giữa chân động cơ và chân trụ để giảm chấn tránh

hư hỏng mô hình

Bước 6:- Bố trí lại ống giảm thanh cho phù hợp

- Bố trí bình nhiên liệu phía trong thùng mô hình

- Sửa chửa, bảo dưỡng, lắp đặt lọc nhiên liệu vào khung mô hình

Bước 7: Sửa chữa, khắc phục các giắc nối bị hư hỏng

Bước 8: Đấu dây mạch điện điều khiển động cơ đúng kỹ thuật và có tính thẩm mỹ cao:

- Phân tích sơ đồ mạch điện

- Đấu dây các cảm biến

- Đấu dây các mạch bộ chấp hành

- Kiểm tra hộp cầu chì – rơ le và đấu dây mạch điện nguồn cung cấp cho hệ thống

- Đấu dây điện cho tableau, contact máy và giắc OBD-II

Bước 9: Kiểm tra lại mạch điện điều khiển động cơ.

Bước 10: Vận hành động cơ và khắc phục một số sự cố nhỏ

Bước 11: Hoàn chỉnh hệ thống điện, kẹp dây chắc chắn

-Hình 3.3: Kẹp dây chắc chắn trong thùng

Bước 12: Thử lại động cơ lần cuối

Bước 13: Sau khi hoàn thiện, mô hình có hình dáng như sau:

+

Hình 3.4 Mô hình nhìn từ phía trước

Hình 3.5:Mô hình nhìn từ bên trái

Hình 3.6: Mô hình nhìn từ bên phải

Hình 3.7:Mô hình nhìn từ phía sau

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL TRÊN ĐỘNG CƠ

TOYOTA HIACE 2KD-FTV 4.1.Sơ đồ hệ thông nhiên liệu:

Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống nhiện liệu

4.2.Bơm cao áp (loại HP3) :

- Bơm cao áp có nhiệm vụ tạo ra nhiên liệu có áp suất cao cho quá trình phun Bơm nàyđược lắp đặt giống như vị trí đặt bơm phân phối trước đây (của các động cơ cổ truyền)

- Cấu tạo của bơm cao áp:

Hình 4.2 Cấu tạo của bơm cao áp.

1- Trục dẫn động; 2- piston; 3- Van nạp; 4- Van thoát; 5- Bơm tiếp vận; 6- Cam lệchtâm; 7- Vành cam; 8- Van nạp; 9- Piston; 10- Cam lệch tâm; 11- Vành cam

- Nguyên lý hoạt động:

 Bơm tiếp vận bố trí bên trong bơm cao áp, đưa nhiên liệu từ bình chứa qua bộlọc đến bơm cao áp Nó đẩy nhiên liệu qua van SCV đến hai piston của bơmcao áp Nhiên liệu được đưa vào hai piston bơm cao áp ít hay nhiều phụ thuộcvào độ mở của van SCV dưới sự điều khiển của ECU Nhiên liệu dư của bơmtiếp vận đi qua van điều áp bơm tiếp vận và theo đường dầu hồi trở về buồngnạp bơm tiếp vận hoặc bình chứa

 Trục bơm cao áp có cam lệch tâm làm di chuyển 2 piston lên xuống hút nén đốixứng nhau Nhiên liệu qua van SCV đẩy van nạp mở, được hút vào xi lanh bơmcao áp, tại đây nhiên liệu được nén dưới áp suất cao, khi áp suất nhiên liệu từbơm piston thắng áp suất nhiên liệu trong ống phân phối, lúc này van thoát mở

ra nhiên liệu thoát ra ngoài ống phân phối

 Piston tiếp tục cung cấp nhiên liệu cho đến khi nó đi đến điểm chết trên, Piston

đi xuống áp xuất bị giảm xuống nên van thoát đóng lại Khi áp suất trong buồngbơm của thành phần bơm giảm xuống thì van nạp mở ra và quá trình lập lại lầnnữa

Hình 4.3: Nguyên lý hoạt động của bơm cao áp

- Khi động cơ hoạt động, trục bơm quay làm cam lệch tâm quay kéo vòng cam dịch

chuyển xuống tạo chân không trong buồng bơm A => Van nạp piston A mở thì nhiên liệuđược hút vào buồng bơm A đồng thời với piston A hoạt động ở pha hút, piston B bị vòngcam di chuyển xuống đẩy xuống dưới, nhiên liệu trong buồng piston B bị nén đến khi ápsuất trong buồng bơm lớn hơn áp suất ở ống phân phối => van bi phía xả mở nhiên liệuthoát ra ngoài đi đến ống phân phối Khi gối cam lệch tâm quay xuống vị trí thấp nhất,piston A cũng di chuyển hết hành trình hút, piston B di chuyển hết hành trình nén nhiênliệu, quá trình diễn ra ngược lại piston A bắt đầu nén, piston B bắt đầu hút.

4.2.1 Bơm tiếp vận:

- Được sử dụng loại bơm roto và được lắp bên trong bơm cao áp, trục cùng với bơm cao

áp Bơm tiếp vận làm nhiệm vụ hút nhiên liệu từ bình chứa cung cấp đến bơm piston củabơm cao áp

Hình 4.4:Bơm tiếp vận

l.Rô to ngoài; 2 Rô to trong; 3 Buồng hút; 4 Buồng đẩy

- Hoạt động: Khi trục bơm quay theo chiều kim đồng hồ, rô to trong quay, kéo theo rô to

ngoài quay => thể tích buồng 3 tăng dần thì áp suất buồng 3 giảm => hút nhiên liệu vào

buồng 3 Sau đó nhiên liệu được đẩy sang buồng 4, do thể tích buồng 4 giảm dần khi quay

=> áp suất nhiên liệu tăng lên và thoát ra cửa ra

4.2.2 Van điều áp bơm tiếp vận:

- Để ổn định áp suất tiếp vận khoảng 1.5 bar với bất kỳ tốc độ động cơ, phía đường ra củabơm tiếp vận được lắp van điều áp để xả áp suất nhiên liệu tiếp vận khi tốc độ động cơtăng

Hình 4.5: Cấu tạo của can điều áp bớm tiếp vận

Hoạt động: Khi tốc độ động cơ tăng =>áp suất nhiên liệu tiếp vận tăng, nếu áp suất

nhiên liệu ngỏ ra bơm tiếp vận cao hơn 1.5 bar =>lực đè lên piston 2 thắng lực lò xo 3 =>

piston dịch chuyển xuống, mở cửa xả => nhiên liệu xả về buồng nạp bơm tiếp vận =>áp suất nhiên liệu giảm => khi áp suất vừa nhỏ hơn 1.5 bar =>lò xo đẩy piston 2 đi lên đóng

cửa xả => áp suất tăng lên rồi tiếp tục xả Hoạt động này lặp đi lặp lại liên tục =>ổn định

áp suất nhiên liệu đầu ra của bơm tiếp vận

4.2.3 Van SCV:

- Van SCV dùng loại van điện từ, nó là kiểu thường đóng Hoạt động nhờ tín hiệu xung hệ

số tác dụng từ ECU, có công dụng điều khiển lượng nhiên liệu nạp vào buồng bơm Khivan mở nhiều => nhiên liệu nạp vào buồng bơm nhiều => áp suất nhiên liệu trong ốngphân phối tăng và ngược lại

- Van SCV mở nhiều (thời gian cấp điện dài) :

+ Khi van SCV mở lớn, lượng nhiên liệu cung cấp cho bơm cao áp nhiều, áp suấttrong ống phân phối tăng.

+ Dòng điện điều khiển qua van SCV dài: mở lớn => lượng nhiên liệu cung cấppiston bơm nhiều => áp suất phân phối cao

Hình 4.6 Van SCV mở nhiều

• Van SCV mở ít (thời gian cấp điện ngắn) :

+ Khi van SCV mở ít, lượng nhiên liệu cung cấp cho bơm cao áp ít, áp suất trong ống phân phối giảm

+ Dòng điện điều khiển qua van SCV ngắn: mở ít => lượng nhiên liệu cung cấp piston bơm nhỏ => áp suất phân phối thấp