Thiết kế chế tạo mô hình giảng dạy động cơ 1MZ FE camry 2002

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN Tên đề tài: Thiết kế chế tạo mô hình giảng dạy động cơ 1MZ-FE Camry 2002 Họ và tê

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH GIẢNG DẠY

ĐỘNG CƠ 1MZ-FE CAMRY 2002

SVTH: NGUYỄN HOÀNG HẢI MSSV: 13145080

SVTH: NGUYỄN THANH TÂM MSSV: 13145229

GVHD: Ths ĐINH TẤN NGỌC

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

Tên đề tài

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH GIẢNG DẠY

ĐỘNG CƠ 1MZ-FE CAMRY 2002

SVTH: NGUYỄN HOÀNG HẢI MSSV: 13145080

SVTH: NGUYỄN THANH TÂM MSSV: 13145229

GVHD: Ths ĐINH TẤN NGỌC

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP.HỒ CHÍ MINH Độc Lập – Tự do – Hạnh Phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

TP.Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 7 năm 2017

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: 1 Nguyễn Hoàng Hải MSSV: 13145080

2 Nguyễn Thanh Tâm MSSV: 13145229

Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô Mã ngành đào tạo: 52510205

Hệ đào tạo: Đại học chính qui Mã hệ đào tạo: 1

Khóa: 2013-2017 Lớp: 131451C

1 Tên đề tài

Thiết kế chế tạo mô hình giảng dạy động cơ 1MZ-FE Camry 2002

2 Nhiệm vụ đề tài

- Giới thiệu tổng quan về động cơ 1MZ-FE

- Hệ thống điều khiển động cơ

- Thiết kế chế tạo mô hình giảng dạy

3 Sản phẩm của đề tài

1 mô hình động cơ 1MZ-FE, 1 đĩa CD gồm: 1file word, 1 file PDF, 1 file

PowerPoint

4 Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 24/3/2017

5 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 25/7/2017

TRƯỞNG BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Bộ môn động cơ

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên hướng dẫn)

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hoàng Hải MSSV:13145080 Hội đồng:…………

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thanh Tâm MSSV:13145229 Hội đồng:…………

Tên đề tài: Thiết kế chế tạo mô hình giảng dạy động cơ 1MZ-FE Camry 2002 Ngành đào tạo: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô Họ và tên GV hướng dẫn: Ths Đinh Tấn Ngọc Ý KIẾN NHẬN XÉT 1 Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)

2 Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(không đánh máy) 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

2.3.Kết quả đạt được:

2.4 Những tồn tại (nếu có):

3 Đánh giá:

4 Kết luận:

 Được phép bảo vệ

 Không được phép bảo vệ

TP.HCM, ngày tháng 07 năm 2017

Giảng viên hướng dẫn

(Ký, ghi rõ họ tên)

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa

học xã hội…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình

đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… 5

3 Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Bộ môn Động Cơ

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên phản biện)

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hoàng Hải MSSV: 13145080 Hội đồng…………

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thanh Tâm MSSV: 13145229 Hội đồng…………

Tên đề tài: Thiết kế chế tạo mô hình giảng dạy động cơ 1MZ-FE Camry 2002 Ngành đào tạo: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô Họ và tên GV phản biện: (2142) Ths Nguyễn Kim Ý KIẾN NHẬN XÉT 1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

3 Kết quả đạt được:

4 Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:

5 Câu hỏi:

6 Đánh giá:

7 Kết luận:

 Được phép bảo vệ

 Không được phép bảo vệ

TP.HCM, ngày tháng 07 năm 2017

Giảng viên phản biện

(Ký ghi rõ họ tên)

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa

học xã hội…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình

đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… 5

3 Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN

Tên đề tài: Thiết kế chế tạo mô hình giảng dạy động cơ 1MZ-FE Camry 2002

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hoàng Hải MSSV: 13145080

Nguyễn Thanh Tâm MSSV: 13145229

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện và các thành viên trong Hội đồng bảo vệ Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh theo yêu cầu về nội dung và hinh thức

Chủ tịch Hội đồng:

Giảng viên phản biện:

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20…

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới các thầy cô giáo

trong trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM nói chung và các thầy cô giáo trong

Khoa Cơ Khí Động Lực nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho chúng em những

kiến thức, kinh nghiệm thật quý báu trong suốt thời gian chúng em học tại trường

Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn tới Ths Đinh Tấn Ngọc, thầy Nguyễn Tấn

Lộc, các thầy đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn chúng em trong suốt quá

trình làm đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với các thầy, chúng em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho chúng em trong quá trình học tập và công tác sau này

Sau cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã động viên đóng góp ý kiến và giúp đỡ trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng không tránh khỏi những thiếu sót không mong muốn, chúng em mong được những đóng góp ý kiến từ quý thầy cô, bạn bè

Xin chân thành cảm ơn!

TP.HCM, ngày 29 tháng 07 năm 2017 Nhóm thực hiện

Nguyễn Hoàng Hải

Nguyễn Thanh Tâm

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Mục tiêu của đề tài là thiết kế chế tạo mô hình giảng dạy động cơ 1MZ-FE Toyota Camry 2002

Nội dung thực hiện là:

1 Giới thiệu tổng quan về động cơ 1MZ-FE

2 Hệ thống điều khiển động cơ

3 Thiết kế chế tạo mô hình giảng dạy

Trong đó đưa ra:

 Sơ đồ mạch điện, nguyên lý hoạt động và mô tả các cảm biến được sử dụng trong hệ thống điều khiển động cơ

 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống VVT-i, ETCS-i, ACIS

 Qui trình kiểm tra chẩn đoán lỗi và các lỗi thường gặp

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ĐỀ TÀI ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU iv

DANH MỤC CÁC HÌNH v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu 2

1.3 Phương pháp nghiên cứu 2

1.4 Giới hạn của đề tài 3

1.5 Các bước thực hiện 3

1.6 Kế hoạch nghiên cứu 3

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ 1MZ-FE 5

2.1 Cấu tạo mô hình hệ thống điện điều khiển động cơ 1MZ-FE Toyota Camry 2002 5

2.1.1 Phần khung 5

2.1.1.1 Thiết kế mô hình 5

2.1.1.2 Mô hình thực tế 7

2.1.2 Phần sa bàn 8

2.1.3 Phần động cơ, ECM và hộp rờ le 9

2.2 Sơ đồ mạch điện 11

2.3 Tổng quan về ECM và sơ đồ chân ECM 12

2.3.1 Tổng quan về ECM 12

2.3.2 Sơ đồ chân ECM 12

2.3.3 Tên, kí hiệu chân ECM và bảng giá trị điện áp: 16

2.3.4 Tổng quan về hộp rờ le 22

2.3.5 Biểu đồ dạng xung của các tín hiệu 23

2.3.5.1 Biểu đồ 1- Tín hiệu IGT và IGF 23

2.3.5.2 Biểu đồ 2- Tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu và vị trí trục cam 23

2.3.5.3 Biểu đồ 3- Tín hiệu kim phun 23

2.3.5.4 Biểu đồ 4-Tín hiệu cảm biến oxy 24

2.3.5.5 Biểu đồ 5-Tín hiệu cảm biến kích nổ 24

2.3.5.6 Biểu đồ 6-Tín hiệu cảm biến tốc độ xe 24

2.3.5.7 Biểu đồ 7-Tín hiệu chân M+ với chần ME01 của ECM 25

2.3.5.8 Biểu đồ 8-Tín hiệu chân M- với chân ME01 của ECM 25

2.3.5.9 Biểu đồ 9-Van điều khiển ngắt mở chân không 25

2.3.5.10 Biểu đồ 10-Tín hiệu tốc độ động cơ 26

2.3.5.11 Biểu đồ 11-Tín hiệu van điều khiển dầu phối khí trục cam 26

2.3.5.12 Biểu đồ 12-Tín hiệu điều khiển mạng can giữa 2 cực CANH-E1 26

2.3.5.13 Biểu đồ 13-Tín hiệu điều khiển mạng can giữa 2 cực CANL-E1 27

2.3.6 Sơ đồ giắc nối và cảm biến 27

2.3.6.1 Cảm biến lưu lượng gió loại MAF (giắc cái) 27

2.3.6.2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp (giắc cái) 27

2.3.6.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (giắc cái) 28

2.3.6.4 Cảm biến vị trí bướm ga (giắc cái) 28

2.3.6.5 Cảm biến OXY (giắc cái) 28

2.3.6.6 Cảm biến kích nổ (giắc cái) 29

2.3.6.7 Cảm biến vị trí trục khuỷu (giắc cái) 29

2.3.6.8 Cảm biến vị trí trục cam (giắc đực) 29

2.3.6.9 Cảm biến vị trí bàn đạp ga 30

2.3.6.10 Giắc nối IC đánh lửa (giắc cái) 30

2.4 Vị trí và sơ đồ các bộ phận của hệ thống điện điều khiển động cơ trên xe 31

2.4.1 Vị trí các bộ phận hệ thống điều khiển động cơ 31

2.4.2 Sơ đồ các bộ phận của hệ thống điều khiển động cơ 32

2.5 Hướng dẫn sử dụng mô hình động cơ 1MZ-FE Toyota Camry 2002 32

2.5.1 Yêu cầu khi sử dụng: 32

2.5.2 Các thao tác khi sử dụng: 33

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 1MZ-FE TOYOTA CAMRY 2002 34

3.1 Mô tả chung 34

3.1.1 Tổng quan 34

3.1.2 Thông số kỹ thuật động cơ 1MZ-FE 34

3.2 Hệ thống điều khiển điện động cơ 36

3.2.1 Tổng quát 36

3.2.2 Các cảm biến của hệ thống phun xăng 1MZ-FE 36

3.2.2.1 Cảm biến lưu lượng gió loại dây nhiệt (Mass Air Flow Sensor) 36

3.2.2.2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp (Intake Air Temperature Sensor) 38

3.2.2.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ (Engine Coolant Temperature sensor) 40 3.2.2.4 Cảm biến vị trí bướm ga (Throttle Position Sensor) 41

3.2.2.5 Cảm biến vị trí bàn đạp ga ( Accelerator Pedal Position Senser) 43

3.2.2.6 Cảm biến vị trí trục khuỷu NE+ (Crankshaft Position Sensor) và cảm biến vị trí trục cam G22+ (Camshaft Position Sensor) 45

3.2.2.7 Cảm biến OXY (Oxygen Sensor) 48

3.2.2.8 Cảm biến kích nổ (Knock Sensor) 50

3.2.2.9 Cảm biến nhiệt độ khí thải EGR (EGR Temperature Sensor) 52

3.2.2.10 Cảm biến vị trí van EGR (EGR Valve Position Sensor) 54

3.2.2.11 Cảm biến tốc độ xe (Vehicle Speed Sensor) 55

3.2.3 Các mạch điều khiển cơ bản 57

3.2.3.1 Mạch cấp nguồn cho ECM 57

3.2.3.2 Mạch nối đất 58

3.2.3.3 Mạch điều khiển bơm nhiên liệu 59

3.2.3.4 Mạch khởi động 61

3.2.4 Hệ thống nhiên liệu 62

3.2.4.1 Tổng quát 62

3.2.4.2 Các bộ phận của hệ thống nhiên liệu 63

3.2.4.2.1 Bơm nhiên liệu (Fuel Pump) 63

3.2.4.2.2 Bộ điều áp 63

3.2.4.2.3 Bộ dập dao động 64

3.2.4.2.4 Kim phun 64

3.2.4.2.5 Hệ thống luân hồi nhiên liệu 65

3.2.4.2.6 Bộ lọc nhiên liệu/ lưới lọc của bơm nhiên liệu 66

3.2.4.3 Điều khiển hệ thống nhiên liệu 67

3.2.4.3.1 Sơ đồ mạch điều khiển kim phun 67

3.2.4.3.2 Đặc điểm và nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển kim phun 67

3.2.4.3.3 Đặc điểm và nguyên lý hoạt động mạch bơm nhiên liệu 68

3.2.5 Hệ thống điều khiển đánh lửa 69

3.2.5.1 Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa 69

3.2.5.2 Tín hiệu IGT thời điểm đánh lửa 69

3.2.5.3 Tín hiệu xác nhận đánh lửa IGF 70

3.2.6 Hệ thống điều khiển thời điểm mở xu páp thông minh VVT-i và Dual VVT-i 71

3.2.6.1 Khái quát 71

3.2.6.2 Cấu tạo hệ thống 73

3.2.6.3 Bộ điều khiển VVT-i 73

3.2.6.4 Van điều khiển dầu phối khí trục cam 74

3.2.6.5 Hoạt động của hệ thống 74

3.2.6.5.1 Làm sớm thời điểm phối khí 75

3.2.6.5.2 Làm muộn thời điểm phối khí 75

3.2.6.5.3 Giữ thời điểm phối khí 76

3.2.7 Hệ thống luân hồi khí thải EGR 76

3.2.7.1 Motor bước điều khiển van EGR 76

3.2.7.2 Sơ đồ mạch điện van EGR 76

3.2.7.3 Tác dụng EGR bên trong hệ thống VVT-i 77

3.2.8 Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh ETCS-i 78

3.2.8.1 Các chế độ điều khiển 80

3.2.8.1.1 Chế độ bình thường 80

3.2.8.1.2 Chế độ đường tuyết 80

3.2.8.1.3 Chế độ công suất 80

3.2.8.1.4 Điều khiển tốc độ cầm chừng 80

3.2.8.1.5 Điều khiển giảm va đập khi chuyển số 80

3.2.8.1.6 Điều khiển chạy tự động 80

3.2.8.1.7 Điều khiển lực kéo 81

3.2.8.1.8 Điều khiển phối hợp VSC 81

3.2.8.2 Mạch điện điều khiển mô tơ 81

3.2.8.2.1 Vị trí hạn chế 81

3.2.8.2.2 Bướm ga đóng 81

3.2.8.2.3 Bướm ga mở 82

3.2.8.2.4 Giữ bướm ga 82

3.2.8.2.5 Điều khiển tốc độ cầm chừng 82

3.2.8.3 Cấu trúc hệ thống không kết nối 83

3.2.8.3.1 Cảm biến vị trí bàn đạp ga 83

3.2.8.3.2 Cảm biến vị trí bướm ga 84

3.2.8.3.3 Motor điều khiển bướm ga 84

3.2.9 Hệ thống điều khiển chiều dài đường ống nạp ACIS 87

3.2.9.1 Cấu trúc của hệ thống 87

3.2.9.1.1 Van điều khiển không khí nạp IACV 88

3.2.9.1.2 Công tắc chân không VSV (Vaccum Switching Valve) 89

3.2.9.1.3 Bình chân không 90

3.2.9.2 Nguyên lý hoạt động 90

3.2.9.2.1 Khi tải lớn – tốc độ chậm 90

3.2.9.2.2 Tải lớn – tốc độ trung bình 91

3.2.9.2.3 Tốc độ cầm chừng, tải nhẹ và tốc độ cao 91

3.2.10 Hệ thống chẩn đoán OBD-II 92

3.2.10.1 Mô tả 92

3.2.10.2 Kiểm tra đèn báo hiệu 92

3.2.10.3 Phát hiện mã lỗi (TEST CODE) 92

3.2.10.4 Tham khảo cách đọc mã chẩn đoán OBD II 93 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN

4.1 Kết luận

4.2 Đề nghị

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

ABS Anti-lock Brake System Hệ thống phanh chống bó cứng

A/C Air Conditioning Hệ thống điều hòa không khí

A/F Air/Fuel Ration Tỉ lệ không khí/ nhiên liệu

AM Amplitude Modulation Biến điệu biên độ

APPS Accelerator Pedal Position

Sensor Cảm biến vị trí bàn đạp ga

BDC Bottom Dead Center Điểm chết dưới

CAN Controller Area Network Mạng CAN

CC Cubic Cemtimeter Cemtimet khối

CKPS Crankshaft Position Sensor Cảm biến vị trí trục khuỷu

CMPS Camshaft Position Sensor Cảm biến vị trí trục cam

DLC3 Data Link Connector 3 Giắc kết nối dữ liệu ( giắc chẩn

đoán) DOHC Double Overhead Camshafts Cam đôi đặt trên nắp máy

DTC Diagnostic Trouble Code Mã chẩn đoán hư hỏng

EBD Electronic Brake-Force

Distribution Hệ thống phân bổ lực phanh điện tử ECM Engine Control Unit Module điều khiển động cơ

ECTS Engine Coolant Temperature

Sensor

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ

ECU Engine Control Unit Hộp điều khiển động cơ

EFI Electronic Fuel Ịnection Hệ thống phun xăng điện tử

EGR Exhaust Gas Recirculation Hệ thống tuần hoàn khí xả

EHPS Electronic-Hydraulic Power

ETCS-i Electronic Thorrtle Control

System-intelligent

Hệ thống điều khiển bướm ga điện

tử thông minh

FM Frequency Modulation Biến điệu tần số

HID High-Intensity Discharge Đèn Xê Non

IATS Intake Air Temperature

Sensor Cảm biến nhiệt độ khí nạp

IC Integrated Circuit Mạch tích hợp

IGSW Ingition Switch Khóa điện

ISC Idle Speed Control Van điều khiển tốc độ không tải

ISCV Idle Speed Control Valve Van điều khiển tốc độ không tải

LED Light Emitting Diode Đèn điốt phát quang

MAF Mass Air Flow Bộ đo gió dây nhiệt

SFI Squential Fuel Injection Phun nhiên liệu tuần tự

MIL Malfunction Indicator Light Đèn báo lỗi

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1: Hình chiếu trục đo khung gá đặt động cơ………5

Hình 2.2: Hình chiếu đứng khung gá đặt động cơ……… 6

Hình 2.3: Hình chiếu bằng khung gá đặt động cơ……… 6

Hình 2.4: Mô hình từ phải……… 7

Hình 2.5: Mô hình từ trái……… 7

Hình 2.6: Mô hình từ trên………8

Hình 2.7: Sa bàn……….…….8

Hình 2.8: Sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ 1MZ-FE……… 11

Hình 2.9: Sơ đồ chân ECM thực tế………12

Hình 2.10: Sơ đồ chân ECM……… 14

Hình 2.11: Hộp rờ le động cơ 1MZ-FE……… 22

Hình 2.12: Tín hiệu IGT-IGF……….23

Hình 2.13: Tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu và trục cam……… 23

Hình 2.14: Tín hiệu kim phun………23

Hình 2.15: Tín hiệu cảm biến Oxy……….… 24

Hình 2.16: Tín hiệu cảm biến kích nổ……… 24

Hình 2.17: Tín hiệu cảm biến tốc độ xe……….24

Hình 2.18: Tín hiệu chân M+ với chân ME01 của ECM……… 25

Hình 2.19: Tín hiệu chân M- với chân ME01 của ECM……… 25

Hình 2.20: Van điều khiển ngắt mở chân không……… 25

Hình 2.21: Tín hiệu tốc độ động cơ……… 26

Hình 2.22: Tín hiệu van điều khiển dầu phối khí trục cam……… 26

Hình 2.23: Tín hiệu điều khiển mạng can giữa 2 cực CANH-E1……… 26

Hình 2.24: Tín hiệu điều khiển mạng can giữa 2 cực CANL-E1……… 27

Hình 2.25: Cảm biến lưu lượng gió loại MAF……… 27

Hình 2.26: Cảm biến nhiệt độ khí nạp……… 27

Hình 2.27: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát……….28

Hình 2.28: Cảm biến vị trí bướm ga……… 28

Hình 2.29: Cảm biến Oxy……… 28

Hình 2.30: Cảm biến kích nổ……….29

Hình 2.31: Cảm biến vị trí trục khuỷu ……… 29

Hình 2.32: Cảm biến vị trí trục cam ……….29

Hình 2.33: Cảm biến vị trí bàn đạp ga……… 30

Hình 2.34: Giắc nối IC đánh lửa………30

Hình 2.35: Vị trí tổng quát các bộ phận trên động cơ……… ………….31

Hình 2.36: Sơ đồ tổng quát các bộ phận trên động cơ……… 32

Hình 3.1: Hình dạng và vị trí cảm biến đo gió dây nhiệt……… 36

Hình 3.2: Sơ đồ mạch điện cảm biến MAF……… 37

Hình 3.3: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp……… 38

Hình 3.4: Biểu đồ mô tả cảm biến……….39

Hình 3.5: Hình dạng cảm biến nhiệt độ nước làm mát……… 40

Hình 3.6: Sơ đồ mạch điện cảm biến THW……… 40

Hình 3.7: Hình dạng cảm biến vị trí bướm ga……… 41

Hình 3.8: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga……….41

Hình 3.9: Hình dạng cảm biến vị trí bàn đạp ga………43

Hình 3.10: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga………44

Hình 3.11: Mô tả cảm biến vị trí bàn đạp ga……….44

Hình 3.12: Hình dạng cảm biến G-Ne……… 46

Hình 3.13: Vị trí cảm biến Ne………46

Hình 3.14: Sơ đồ mạch điện cảm biến G-Ne……….47

Hình 3.15: Mô tả cảm biến Ne……… 47

Hình 3.16: Mô tả cảm biến G………48

Hình 3.17: Hình dạng và vị trí cảm biến Oxy ……….49

Hình 3.18: Sơ đồ mạch điện cảm biến Oxy……… 49

Hình 3.19: Sơ đồ mạch điện cảm biến kích nổ……….50

Hình 3.20: Mô tả cảm biến kích nổ……… 51

Hình 3.21: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ khí thải EGR……… 53

Hình 3.22: Đặc tính cảm biến nhiệt độ khí thải………53

Hình 3.23: Sơ đồ mối quan hệ của hệ thống luân hồi khí thải EGR ……… 54

Hình 3.24: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí van EGR……… 55

Hình 3.25: Mô tả cảm biến tốc độ xe………56

Hình 3.26: Sơ đồ mạch cấp nguồn cho ECM………57

Hình 3.27: Sơ đồ mạch nối đất……… 58

Hình 3.28: Sơ đồ mạch điện điều khiển bơm nhiên liệu……… 59

Hình 3.29: Sơ đồ mạch khởi động……….61

Hình 3.30: Hệ thống nhiên liệu tổng quát……….62

Hình 3.31: Hình dạng bơm nhiên liệu……… 63

Hình 3.32: Bộ điều áp………63

Hình 3.33: Bộ dập dao động……… 64

Hình 3.34: Kim phun……….64

Hình 3.35: Hệ thống luân hồi nhiên liệu………65

Hình 3.36: Bộ lọc nhiên liệu……… 66

Hình 3.37: Sơ đồ mạch điều khiển kim phun………67

Hình 3.38: Nguyên lý hoạt động bơm nhiên liệu……… 68

Hình 3.39: Sơ đồ mạch hệ thống đánh lửa………69

Hình 3.40: Xung điều khiển đánh lửa……… 70

Hình 3.41: Mạch xác nhận tín hiệu đánh lửa……….70 Hình 3.42: Giản đồ điều khiển phối khí của hệ thống VVT-i ……… 72 Hình 3.43: Cấu tạo hệ thống VVT-i ……….73 Hình 3.44: Làm sớm thời điểm phối khí ……… 75 Hình 3.45: Làm muộn thời điểm phối khí ………75 Hình 3.46: Giữ thời điểm phối khí ……… 76 Hình 3.47: Sơ đồ mạch điện van EGR ……….77 Hình 3.48: Dạng xung tín hiệu điều khiển mô tơ van EGR……… 77 Hình 3.49: Tác dụng EGR bên trong hệ thống VVT-i……… 78 Hình 3.50: Hệ thống điều khiển bướm ga thông minh ETCS-i thực tế……… … 78 Hình 3.51: Hệ thống điều khiển bướm ga thông minh ETCS-i……….………79 Hình 3.52: Các chế độ điều khiển……… 80 Hình 3.53: Mô tơ điều khiển bướm ga đóng……… 82 Hình 3.54: Mô tơ điều khiển bướm ga mở ……… 82 Hình 3.55: Mô tả cảm biến vị trí bàn đạp ga……….83 Hình 3.56: Biểu đồ hiển thị quan hệ giữa góc mở bàn đạp ga và điện áp……….84 Hình 3.57: Biểu đồ hiển thị quan hệ giữa góc mở bướm ga và điện áp………85 Hình 3.58: Mô tơ điều khiển bướm ga……… 85 Hình 3.59: Mạch điện một tín hiệu cảm biến bàn đạp ga bị lỗi………86 Hình 3.60: Mạch điện hai tín hiệu cảm biến bàn đạp ga bị lỗi……….86 Hình 3.61: Mạch cảm biến bướm ga hỏng……… 87 Hình 3.62: Hệ thống điều khiển chiều dài đường ống nạp ACIS.………88 Hình 3.63: Van điều khiển không khí nạp IACV……… 88 Hình 3.64: Công tắc chân không VSV……… 89 Hình 3.65: Sơ đồ mạch điện công tắc chân không VSV……… 90 Hình 3.66: Nguyên lý hoạt động van chân không……….91

Hình 3.67: Các chế độ điều khiển của van chân không………92 Hình 3.68: Giắc chẩn đoán OBD II……… ………… 92 Hình 3.69: Cách đọc mã chẩn đoán……… 93

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Bảng giải thích ý nghĩa từng chân……….14 Bảng 2.2: Bảng ký hiệu chân ECM và điện áp……… 16 Bảng 3.1: Bảng thông số kỹ thuật động cơ………34 Bảng 3.2: Bảng mã chẩn đoán hư hỏng OBD ………94

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Lý do chọn đề tài

Khoa học và kỹ thuật công nghệ ngày nay đã và đang phát triển một cách nhanh chóng và liên tục được ứng dụng trong lĩnh vực ôtô Ở các nước phát triển và đang phát triển đều chú trọng việc phát triển ngành công nghiệp ôtô vì sự phát triển của ngành này kéo theo sự phát triển cũng như tạo ra diện mạo mới cho nhiều ngành nghề, lĩnh vực khác như: cơ khí chế tạo, điện tử, điện, trang trí nội thất, cơ điện tử, điều khiển tự động, điện lạnh,…

Nhận thấy tầm quan trọng của việc phát triển ngành công nghiệp ôtô đối với nền kinh tế nước nhà nên việc giảng dạy ngành cơ khí ôtô ở nước ta đăc biệt là tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đã có từ cách đây hơn 35 năm Cùng với việc ứng dụng khoa học công nghệ ngày càng nhiều trên ôtô thì việc dạy học cũng không ngừng thay đổi

để phù hợp với sự phát triển đó 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, tạo ra 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 cơ khí ôtô, việc nghiên cứu và chế tạo mô hình phục vụ cho công tác dạy và học

là nhu cầu cấp thiết của xã hội

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 Chính vì lẽ đó, người nghiên cứu như chúng tôi quyết định thiết kế chế tạo mô hình động cơ 1MZ-FE Toyota Camry 2002 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

 Mục tiêu

 Nhằm 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 bài học 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 hệ thống phun xăng điện tử SFI

 Giúp sinh viên kiểm tra và đo đạc các thông số của hệ thống phun xăng, đánh lửa trên động cơ 1MZ-FE Toyota Camry 2002

 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

 Nhiệm vụ

 Tổng quan về động cơ 1MZ-FE Toyota Camry 2002

 Hệ thống điều khiển động cơ 1MZ-FE Toyota Camry 2002

 Thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy động cơ

1.3 Phương pháp nghiên cứu

Để đề tài được hoàn thành chúng tôi 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 Song song với nó, chúng tôi còn kết hợp cả phương pháp quan sát và thực nghiệm để có thể chế tạo được mô hình và biên soạn tài liệu hướng dẫn một cách dễ hiểu nhất

1.4 Giới hạn của đề tài

Việc thiết kế, thi công, sưu tầm tài liệu thích hợp, thu thập thông tin, soạn thuyết minh, kiểm tra đòi hỏi phải có rất nhiều thời gian, kinh phí cũng như kiến thức Do đó đề tài chỉ tập trung giải quyết một số vấn đề sau:

 Thiết kế, thi công mô hình

 Tổng quan về động cơ 1MZ-FE Toyota Camry 2002

 Hệ thống điều khiển động cơ 1MZ-FE Toyota Camry 2002

1.5 Các bước thực hiện

- Tham khảo tài liệu

- 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

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

- Nghiệm thu các thông số kiểm tra

- Viết báo cáo

1.6 Kế hoạch nghiên cứu

Đề tài được thực hiện trong vòng 14 tuần, các công việc được bố trí như sau:

- Chỉnh sửa của giáo viên hướng dẫn

- Hoàn thiện đề tài

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ 1MZ-FE 2.1 Cấu tạo mô hình hệ thống điện điều khiển động cơ 1MZ-FE Toyota Camry 2002

cơ đã đề ra nhằm thuận lợi cho viêc bố trí động cơ trên mô hình, dễ xếp đặt trong xưởng,

có tính thẩm mỹ và thống nhất chung giữa các mô hình trong xưởng Đồng thời, giúp sinh viên dễ dàng di chuyển mô hình và an toàn trong quá trình thực tập

Hình 2.2: Hình chiếu đứng khung gá đặt động cơ

Hình 2.3: Hình chiếu bằng khung gá đặt động cơ

2.1.1.2 Mô hình thực tế

Hình 2.4: Mô hình từ phải

Hình 2.5: Mô hình từ trái

2.1.2 Phần sa bàn

Bảng chân giắc ECM được bố trí một cách trực quan tương ứng với các chân trong ECM, giúp cho người học có thể dễ dàng, thuận tiện trong việc kiểm tra các thông số như điện trở, điện áp Ngoài ra hộp rơle cũng được bố trí trên bề mặt sa bàn

2.1.3 Phần động cơ, ECM và hộp rờ le

Động cơ 1MZ-FE trên xe Camry đời 2002 được thiết kế nhỏ gọn với hệ thống phun xăng độc lập SFI kết hợp với hệ thống đánh lửa trực tiếp (Direct Ignition System) mỗi cuộn dây tích hợp IC đánh lửa cho mỗi xy lanh

Trên động cơ có các bộ phận sau:

 Các cảm biến:

 Cảm biến đo gió loại dây nhiệt ( Mass Air Flow Meter)

 Cảm biến vị trí cánh bướm ga (Throttle Position Sensor)

 Cảm biến vị trí bàn đạp ga (Accelerator Pedal Position Sensor)

 Cảm biến nhiệt độ khí nạp (Intake Air Temperature Sensor)

 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (Engine Coolant Temperature Sensor)

 Cảm biến vị trí van EGR ( EGR Valve Position Sensor)

 Cảm biến Oxy 2 nhánh 1 (Heated Oxygen Sensor 2 bank 1)

 Cảm biến Oxy 2 nhánh 2 (Heated Oxygen Sensor 2 bank 2)

 Cảm biến kích nổ (Knock Sensor)

 Cảm biến tỉ lệ hòa khí 1 nhánh 1 (Air Fuel Ration Sensor 1 bank 1)

 Cảm biến tỉ lệ hòa khí 2 nhánh 1(Air Fuel Ration Sensor 1 bank 1)

 Cảm biến vị trí trục khuỷu (Crankshaft Position Sensor)

 Cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor)

 Cảm biến tốc độ xe (Vehicle Speed Sensor)

 Cảm biến áp suất hơi nhiên liệu (Vapor Pressure Sensor)

 Cảm biến nhiệt độ khí EGR (EGR Temperature Sensor)

 Các cơ cấu chấp hành:

 Hệ thống đánh lửa sớm điện tử và bugi

 Hệ thống điều khiển bướm ga thông minh

 Hệ thống điều khiển bơm nhiên liệu

 Hệ thống điều khiển sấy cảm biến hòa khí

 Hệ thống điều khiển sấy cảm biến oxy

 Hệ thống kiểm soát bốc hơi nhiêu liệu

 Đèn báo lỗi “check engine”

 Các van điện từ của hệ thống VVT-i và hộp số tự động

Ngoài ra trên động cơ còn có các bộ phận khác như: các đường ống nhiên liệu, đường ống nước làm mát, máy phát điện,

2.2 Sơ đồ mạch điện

Hình 2.8: Sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ 1MZ-FE

2.3 Tổng quan về ECM và sơ đồ chân ECM

dự phòng dùng các giá trị được lập trình sẵn để điều khiển xe có thể chạy trong điều hoạt động được Nếu hệ thống có lỗi thì ECM thông báo bằng việc nháy sáng đèn MIL (Malfunction Indicator Light)

 ECM có chức năng tự chẩn đoán, nếu hệ thống điều khiển động cơ bị lỗi ECM xuất mã lỗi DTC (Data trouble Code) bằng việc chẩn đoán cầm tay hoặc sử dụng máy scan

2.3.2 Sơ đồ chân ECM

Hình 2.9: Sơ đồ chân ECM thực tế

Hình 2.10:Sơ đồ chân ECM

Bảng 2.1: Bảng giải thích ý nghĩa từng chân

IGSW Tín hiệu báo bật công tắc IG

+B2 Dương cấp cho ECM sau rờ le chính

+BM Dương cấp cho mô tơ điều khiển bướm ga

FC Tín hiệu điều khiển rờ le bơm xăng

VC Điện áp 5V cung cấp cho các cảm biến

VTA1 Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga (dùng điểu khiển động cơ) VTA2 Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga (dùng để phát hiện hư hỏng) VPA Tín hiệu cảm biến vị trí bàn đạp ga (dùng điều khiển động cơ) VPA2 Tín hiệu cảm biến vị trí bàn đạp ga (dùng chẩn đoán hư hỏng) VCPA Nguồn cảm biến vị trí bàn đạp ga (dùng điều khiển động cơ) VCPA2 Nguồn cảm biến vị trí bàn đạp ga (dùng chuẩn đoán hư hỏng) M+, M- Tín hiệu điều khiển mô tơ bướm ga

VG Tín hiệu cảm biến đo khối lượng gió

NE+ Tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu

NE- Mass tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu và trục cam

G22+ Tín hiệu cảm biến vị trí trục cam

THA Tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp

THW Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát

STA Tín hiệu khởi động

IGT 1, 2, 3, 4, 5, 6 Tín hiệu điều khiển đánh lửa máy 1, 2, 3, 4, 5, 6

IGF1 Phản hồi tín hiệu đánh lửa

ACIS Tín hiệu điều khiển chiều dài đường ống nạp

AICV Van điều khiển hệ thống nạp khí

KNK 1,2 Tín hiệu cảm biến kích nổ 1,2

EKNK 1,2 Mass tín hiệu cảm biến kích nổ 1,2

TACH Tín hiệu tốc độ động cơ

MREL Tín hiệu điều khiển rờ le chính EFI

HT1 Tín hiệu sấy dây cảm biến oxy 1

HT2 Tín hiệu sấy dây cảm biến oxy 2

E03 Mass dây sấy cảm biến oxy

E04 Mass dây sấy cảm biến A/F nhánh phải

E05 Mass dây sấy cảm biến A/F nhánh trái

EPA Mass cảm biến vị trí bàn đạp ga (dùng điều khiển động cơ)

EPA2 Mass cảm biến vị trí bàn đạp ga (dùng chuẩn đoán hư hỏng) E2G Mass của cảm biến đo gió dây nhiệt

2.3.3 Tên, kí hiệu chân ECM và bảng giá trị điện áp:

Bảng 2.2: Bảng kí hiệu chân ECM và bảng giá trị điện áp:

Tên và kí hiệu Điều kiện

Điện áp chuẩn (V)