Thi công mô hình động cơ toyota 1NZ FE

Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động cơ Hình 3-1 : Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động cơ ESA Bobine Igniter Bugi VVT-i Van dầu điều khiển cam nạp iều khiển bơm nhiên iệu Re ay mở

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

GVHD : ThS NGUYỄN KIM

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2016

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2016

CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Kim ĐT: 0919377870

Ngày nhận đề tài: 2/3/2016 Ngày nộp đề tài: 18/7/2016

1 Tên đề tài: Thi công mô hình động cơ Toyota 1NZ-FE

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

- Giáo trình thực tập động cơ II – Nguyễn Tấn Lộc – ĐHSPKT Tp.HCM

- Toyota service training – TCCS

- Tài liệu động cơ 1NZ-FE

3 Thực hiện đề tài bao gồm các nội dung sau:

- Giới thiệu động cơ 1NZ-FE

- Các đặc điểm của động cơ 1NZ-FE

- Hệ thống điều khiển động cơ 1NZ-FE

- Biên soạn bài giảng thực hành cho mô hình

4 Sản phẩm:

- Hệ thống bài giảng thực hành động cơ 1NZ-FE

- Mô hình động cơ 1NZ-FE

- 02 quyển thuyết minh đề tài

- 02 đĩa CD thuyết minh đề tài

TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

ộc ập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

PHI U NHẬN X T CỦA GIÁO VI N HƯỚNG DẪN

Họ và tên Sinh viên: MSSV:

Ngành:

Tên đề tài:

Họ và tên Giáo viên hướng dẫn:

NHẬN X T 1 Về nội dung đề tài khối lư ng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

5 Đánh giá loại:

6 Điểm: B ng ch : )

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20

Giáo viên hướng dẫn

Ký ghi rõ họ tên)

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

ộc ập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

PHI U NHẬN X T CỦA GIÁO VI N PHẢN IỆN

Họ và tên Sinh viên: MSSV:

Ngành:

Tên đề tài:

Họ và tên Giáo viên hướng dẫn:

NHẬN X T 6 Về nội dung đề tài khối lư ng thực hiện:

7 Ưu điểm:

8 Khuyết điểm:

9 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

10 Đánh giá loại:

6 Điểm: B ng ch :

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20

Giáo viên phản biện

Ký ghi rõ họ tên

LỜI NÓI ẦU

Nền công nghiệp chế tạo ô tô trên thế giới ngày càng phát triển mạnh mẽ Ở Việt Nam, trong thời gian không lâu n a từ tình trạng lắp ráp xe hiện nay, chúng ta

sẽ tiến đến tự chế tạo ô tô Bởi vậy, việc đào tạo đội ngũ kỹ sư có trình độ năng lực cao đáp ứng nh ng 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 trường đại học danh tiếng cả nước về đào tạo chuyên ngành ô tô Với cơ sở vật chất phong phú

đa dạng và đội ngũ giảng viên đào tạo trình độ cao, tận tụy trong sự nghiệp giáo dục Trường luôn áp dụng nh ng phương pháp hiện đại vào việc giảng dạy để cho 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 ỘNG CƠ TOYOTA 1NZ-FE” với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Kim

Với giới thiệu sơ lư c về dòng xe TOYOTA VIOS, động cơ 1NZ-FE cũng như nh ng module thưc hành giúp cho sinh viên có nh ng kiến thức sơ khảo về động cơ và nh ng kỹ năng thực tế trên xe

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian theo học tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ thuật Tp.HCM chúng em đã học và tiếp thu nh ng kiến thức quý báu từ quý thầy cô để làm nền tảng trong việc nghiên cứu thêm tài liệu mới, giúp chúng em hoàn thiện thêm rất nhiều lĩnh vực nhất là về lĩnh vực chuyên môn

Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp chúng em xin 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.HCM đã tạo điều kiện thuận l i cho chúng em theo học lớp Đại Học chuyên ngành ô tô

 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 nh ng kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường

 Quý thầy cô trong Khoa Cơ Khí Động Lực đã trang bị nh ng kiến thức giúp chúng em có thể làm việc sau này, cũng như đã tạo điều kiện tốt nhất để chúng em có thể học tập và thực hiện đư c đề tài này

 Xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Kim đã tận tình giúp đỡ,

hướng dẫn chúng em thực hiện đề tài để có đư c thành công như hôm nay

 Chúng em cũng xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy Lộc , thầy Ca, thầy Ấm và các quý thầy ở xưởng động cơ xăng và Diesel đã tận tình giúp đỡ chúng

em trong quá trình làm mô hình Thầy Lộc, thầy Ấm đã nhiêt tình chỉ bảo giúp chúng em khắc phục đư c nh ng lỗi lầm, thiếu sót trong quá trình làm mô hình động cơ Thầy Ca đã hỗ tr các thiết bị cần thiết để giúp chúng em làm việc tốt hơn

Chúng em xin kính chúc quý thầy cô luôn dồi dào sức khỏe để tiếp tục cống hiến cho sự nghiệp giáo dục nước nhà

Sinh viên thực hiện Nguyễn Trung Hiếu Nguyễn Đại Hùng

MỤC LỤC

Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp i

Trang phiếu nhận xét của giáo viên hướng dẫn ii

Trang phiếu nhận xét của giáo viên phản biện iii

Tóm tắt iv

Lời cảm ơn v

Mục lục vi

Danh mục các ch viết tắt ix

Danh mục các bảng biểu xi

Danh mục các hình ảnh, biểu đồ xii

Chương 1 DẪN NHẬP 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 nghiên cứu: 2

1.3 Phương pháp nghiên cứu 2

1.4 Các bước thực hiện 2

1.5 Kế hoạch nghiên cứu 2

Chương 2 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH VÀ CÁC HỆ THỐNG TR N ỘNG CƠ 3

A GIỚI THIỆU MÔ HÌNH VÀ ỘNG CƠ 3

2.1 Giới thiệu mô hình 3

2.1.1 Phần khung mô hình 3

2.1.2 Phần sa bàn 4

2.2 Phần động cơ 5

2.3 Hướng dẫn sử dụng mô hình 9

2.3.1 Yêu cầu khi sử dụng 9

2.3.2 Các thao tác khi sử dụng 9

2.4 Sơ đồ mạch điện tổng thể và chân ecu 10

2.5 Điện áp so sánh với mass 11

2.6 Sơ đồ cụm rơle và cầu chì 14

2.7 Táp-lô 14

KHÁI QUÁT CÁC HỆ THỐNG IỀU KHIỂN ỘNG CƠ 15

2.8 Hệ thống điều khiển 15

2.9 Vị trí các bộ phận điều khiển trên xe 16

Chương 3

HỆ THỐNG IỀU KHIỂN 17

3.1 Tổng quát 17

3.2 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động cơ 17

3.2.1 Tín hiệu đầu vào 18

3.2.1.1 Tín hiệu số vòng quay động cơ G, Ne 18

3.2.1.2 Tín hiệu nhiệt độ khí nạp 18

3.2.1.3 Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát 18

3.2.1.4 Tín hiệu bướm ga 18

3.2.1.5 Tín hiệu tốc độ xe 18

3.2.1.6 Tín hiệu accu 18

3.2.1.7 Tín hiệu lưu lư ng khí nạp 18

3.2.1.8 Tín hiệu máy khởi động 19

3.2.1.9 Tín hiệu kích nổ 19

3.2.1.10 Tín hiệu cảm biến Oxy 19

3.2.2 Tín hiệu đầu ra (hệ thống điều khiển) 19

3.2.2.1 Hệ thống ISC 19

3.2.2.2 Hệ thống ESA 19

3.2.2.3 Hệ thống chẩn đoán 19

3.2.2.4 Hệ thống điều khiển phối khí thông minh VVT-i (Variable Valve Timing-intelligent) 20

3.2.2.5 Hệ thống điều khiển bộ sấy của cảm biến Oxy 20

3.2.2.6 Hệ thống điều khiển quạt làm mát động cơ 20

3.2.2.7 Hệ thống dự phòng 20

3.2.3 Sơ đồ mạch điện trên mô hình 21

3.3 Vị trí các cảm biến trên động cơ 22

3.3.1 Bộ đo gió dây nhiệt 23

3.3.2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 25

3.3.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 26

3.3.4 Cảm biến vị trí trục khuỷu 28

3.3.5 Cảm biến vị trí trục cam 30

3.3.6 Cảm biến vị trí bướm ga 32

3.3.7 Cảm biến Oxy 35

3.3.8 Cảm biến kích nổ 38

3.4 Mạch nguồn và mạch khởi động cơ bản 40

3.4.1 Mạch nguồn và mạch VC 40

3.4.2 Mạch khởi động 41

3.5 Cơ cấu chấp hành 42

3.5.1 Hệ thống VVT-i: 42

3.5.1.1 Cấu tạo: 43

3.5.1.2 Hoạt động 44

3.5.1.3 Dạng xung điều khiển 44

3.5.2 Hệ thống đánh lửa trực tiếp 47

3.5.3 Hệ thống nhiên liệu 47

3.5.4 Van ISC (Idle Speed Control) 51

3.5.4.1 Mô tả 51

3.5.4.2 Khi khởi động 51

3.5.4.3 Điều khiển phản hồi và điều khiển dự tính 51

3.5.4.4 Khi hâm nóng động cơ 51

3.5.4.5 Chức năng của ISC 52

3.5.4.5.1 Hoạt động của loại cuộn dây quay 52

Chương 4 CÁC ÀI THỰC HÀNH 55

Bài 1 : Kiểm tra điện áp 55

Bài 2 : Kiểm tra mạch cấp nguồn 57

Bài 3: Kiểm tra bộ đo gió dây nhiệt và cảm biến nhiệt độ khí nạp 64

Bài 4 : Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát 68

Bài 5 : Kiểm tra cảm biến ôxy, cảm biến kích nổ 71

Bài 6 : Kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga 74

Bài 7 : Kiểm tra tín hiệu G,Ne 80

Bài 8 : Kiểm tra mạch tín hiệu IGT, IGF 84

Bài 9 : Kiểm tra mạch điều khiển bơm nhiên liệu 87

Bài 10 : Kiểm tra kim phun 90

Bài 11 : Kiểm tra hệ thống thay đổi góc phối khí VVT-I 93

Bài 12 : Pan động cơ 96

Bài 13 : Tìm pan thông qua hệ thống tự chuẩn đoán OBDII trên động cơ 1NZ-FE 99

Chương 5 K T LUẬN VÀ Ề NGHỊ .114

TÀI LIỆU THAM KHẢO .115

DANH MỤC CÁC CHỮ VI T TẮT

Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt

#10,#20,#30,#40 Kin phun

A/D Analog to Digital Chuyển đổi từ lý học

Sau điểm chết dưới

AC Alternating Current Dòng xoay chiều

ALT Alternator Máy phát điện

ATDC After Top Dead Center Sau điểm chết trên

BATT Battery Nguồn điện 12V

BBDC Befor Bottom Dead

Center

Trước điểm chết dưới

BTDC Before Top Dead Center Trước điểm chết trên DIS Direction Ignition

FAN Fan Quạt làm mát

FC Fuel Control Điều khiển bơm xăng G2+ Position Camshaft

Sensor

Cảm biến vị trí trục cam

HTL Bộ sấy cảm biến oxy IGF Tín hiệu phản hồi đánh

lửa

IGT Tín hiệu đánh lửa

ISC Idle Speed Control Điều khiển tốc độ cầm

VC Nguồn của các cảm biến

VG Volume Air Flow Sensor Cảm biến khối lư ng khí

nạp

VTA Throttle Position Sensor Cảm biến vị trí bướm ga

DANH MỤC CÁC ẢNG IỂU

Bảng 2-1: Đặc tính kỹ thuật của động cơ 1NZ-FE

Bảng 2-2: Thông số bảo dưỡng

Bảng 2-3: Điện áp so sánh với mass

Bảng 4-1: Các giá trị điện áp

Bảng 4-2: Điện áp của các cực của cảm biến bộ đo gió

Bảng 4-3 : Điện áp cực van điều khiển tốc độ cầm chừng

Bảng 4-4 : Giá trị nhiệt độ tương đương giá trị điện trở của cảm biến nhiệt độ khí nạp

Bảng 4-5 : Nhiệt độ nước làm mát tương ứng với mức điện trở

Bảng 4-6 : Mức điện áp của cảm biến

Bảng 4-7 Kiểm tra điện trở của cảm biến

Bảng 4-8 : Điện trở của cuộn nhận tín hiệu NE

Bảng 4-9 : Điện trở của cuộn nhận tín hiệu G

Bảng 4-10 : Triệu chứng của các pan

Bảng 4-11 : Bảng mã hư hỏng

Hình 2-8: Cụm kim phun, IC và bobine

Hình 2-9: Van điều khiển cầm chừng

Hình 2-10: Van dầu điều khiển phối khí hệ thống VVT-i

Hình 3-1: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động cơ

Hình 3-2: Sơ đồ cụm Relay và cầu chì

Hình 3-3: Sơ đồ cảm biến trên động cơ

Hình 3-4: Bộ đo gió dây nhiệt

Hình 3-5: Sơ đồ mạch điện và cấu tạo bộ đo gió

Hình 3-6: Cảm biến nhiệt độ khí nạp trong bộ đo gió

Hình 3-7: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 3-8: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 3-9: Mạch điện và đặc tính cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 3-15: Tín hiệu dạng sóng cảm biến trục cam

Hình 3-16: Sơ đồ mạch điện cảm biến trục cam

Hình 3-17: Cảm biến vị trí bướm ga

Hình 3-18: Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga

Hình 3-19: Các cực trên giắc cảm biến

Hình 3-20: Mạch cảm biến vị trí bướm ga

Hình 3-21: Đồ thị thể hiện mối quan hệ điện áp ra và góc mở bướm ga

Hình 3-22: Cảm biến oxy

Hình 3-23: Cấu tạo cảm biến oxy

Hình 3-24: Biểu đồ thể hiện đặc tính của cảm biến oxy

Hình 3-25: Sơ đồ mạch điện cảm biến oxy

Hình 3-26: Vị trí cảm biến kích nổ trên động cơ

Hình 3-27: Vị trí cảm biến kích nổ

Hình 3-28: Cấu tạo cảm biến kích nổ

Hình 3-29 : Sơ đồ mạch điện cảm biến kích nổ

Hình 3-35: Cấu tạo hệ thống VVT-i

Hình 3-36: Dạng xung điều khiển van VVT-i

Hình 3-37: Hệ thống đánh lửa trực tiếp

Hình 3-38: Sơ đồ của hệ thống đánh lửa 1NZ-FE

Hình 3-39: Cụm Bobine và kim phun

Hình 3-40: Sơ đồ mạch điện điều khiển bơm nhiên liệu

Hình 3-41: Cấu tạo bơm nhiên liệu

Hình 3-42: Mạch điều khiển kim phun

Hình 3-43: Cấu tạo kim phun

Hình 3-44: Các cảm biến điều khiển van ISC

Hình 3-45: Sự phụ thuộc của van ISC vào nhiệt độ nước

Hình 3-46: Sự phụ thuộc của tốc độ không tải vào nhiệt độ nước

Hình 3-47: Vị trí của van ISC theo nhiệt độ

Hình 4-5: Kiểm tra điện áp cấp cho ECU

Hình 4-6: Kiểm tra rơle EFI

Hình 4-7: Kiểm tra điện áp mạch VC

Hình 4-8: Kiểm tra thông mạch của mạch nối mass

Hình 4-9: Bộ đo gió trên động cơ 1NZ-FE

Bảng 4-2: Điện áp của các cực của cảm biến bộ đo gió

Bảng 4-3: Điện áp cực van điều khiển tốc độ cầm chừng

Bảng 4-4: Giá trị nhiệt độ tương đương giá trị điện trở của cảm biến nhiệt độ khí nạp

Hình 4-10: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nuớc

Bảng 4-11: Mức điện áp của cảm biến

Bảng 4-6: Nhiệt độ nước làm mát tương ứng với mức điện trở

Hình 4-12: Kiểm tra điện trở cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 4-13: Đo điện trở cảm biến kích nổ

Hình 4-14: Sơ đồ mạch điện cảm biến ôxy

Hình 4-15: Dạng sóng cảm biến oxy

Hình 4-16: Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga

Hình 4-17: Mạch cảm biến vị trí bướm ga

Hình 4-18: Đồ thị thể hiện mối quan hệ điện áp ra và góc mở bướm ga

Hình 4-19: Vị trí các chân

Hình 4-20: Kiểm tra điện áp nguồn

Hình 4-21: Kiểm tra điện áp ra của cảm biến

Bảng 4-12: Kiểm tra điện trở của cảm biến:

Hình 4-22: Mạch điện và dạng xung tín hiệu G, NE

Bảng 4-13: Điện trở của cuộn nhận tín hiệu NE

Hình 4-23: Dạng xung tín hiệu Ne

Hình 4-24: Dạng xung tín hiệu G

Bảng 4-14: Điện trở của cuộn nhận tín hiệu G

Hình 4-25: Xung của tín hiệu IGF

Hình 4-26: Xung của tín hiệu IGT

Hình 4-15: Sơ đồ cấu tạo rơle bơm

Hình 4-27: Sơ đồ mạch điện điều khiển bơm nhiên liệu

Hình 4-28: Hình dạng kim phun

Hình 4-29: Kiểm tra điện trở kim phun

Hình 4-30: Xung tín hiệu kim phun đo thực tế

Hình 4-31: Cấu tạo van điều khiển dầu

Hình 4-32: Đo điện trở gi a hai chân OSC+ và OSV-

Hình 4-33: Dạng xung tín hiệu điều khiển van VVT-i

Hình 4-34: Bảng công tắc pan

Hình 4-35: Biểu tư ng đèn “check engine” trên táp-lô

Hình 4-36: Kết nối máy chẩn đoán cầm tay với động cơ

Hình 4-37: Máy chẩn đoán

CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP 1.1 Lý do chọn đề tài:

- Hệ thống điện – điện tử trên ô tô ngày càng đư c sử dụng nhiều vì nh ng hiệu quả của nó Không chỉ tiết kiệm nhiên liệu mà còn hạn chế ô nhiễm môi trường, tính tiện nghi, tính an toàn của hệ thống mang lại Vì vậy hệ thống điện trong động cơ đư c các nhà sản xuất đặc biệt chú ý quan tâm vì động cơ đư c các chuyên gia đầu ngành của ô tô ví như là trái tim của xe ô tô

- Để xác định chính xác nh ng hư hỏng và kịp thời sửa ch a nh ng hư hỏng

đó chúng ta không nh ng cung cấp cho người học nh ng kiến thức cơ bản mà còn phải có nh ng tài liệu thực hành trên nh ng chiếc xe cụ thể nh m giúp cho người học có cái nhìn khách quan và thực tế để khi ra ngoài đi làm có thể nắm bắt các kiến thức mới mau lẹ

- Xuất phát từ thực tế đó, nhóm chúng tôi đã thực hiện đề tài “THI CÔNG

MÔ HÌNH ỘNG CƠ 1NZ-FE” nh m tạo ra nh ng bài giảng thực hành thực tế

trên xe Toyota Vios Khi đó người học sẽ có điều kiện tương tác trực tiếp với động

cơ còn lắp trên xe Vì vậy sẽ giúp cho sinh viên nắm v ng nh ng kiến thức chuyên môn đồng thời cũng làm cho sinh viên cảm thấy thích thú khi làm một động cơ trên một chiếc xe thực tế như thế này

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu:

1.2.1 Mục tiêu:

- Tạo điều kiện thuận l i cho giáo viên có thể hướng dẫn các sinh viên chi tiết từng bài thực hành trong suốt quá trình thực tập

- Cũng cố kiến thức, rèn luyện kỹ năng kiểm tra chuẩn đoán và thực hành, giúp chúng

em có nhiều kinh nghiệm trong việc thực hiện mô hình động cơ và các kỹ năng khác

- Giúp sinh viên ứng dụng ngay nh ng kiến thức mới học vào trong thực hành vì vậy

sẽ làm cho sinh viên nhớ sâu và cặn kẽ hơn

- Tạo điều kiện cho sinh viên có cái nhìn thực tế khi làm bài thực hành trực tiếp trên

xe, tạo môi trường giống như khi sinh viên ra ngoài đi làm

- Thông qua nh ng Module sẽ giúp sinh viên rút ra nh ng phương pháp kiểm tra và phát hiện ra hư hỏng cũng như nh ng kinh nghiệm quý báu ban đầu

- Đóng góp vào kho bài giảng thực hành, bài giảng có tính thực tế cao, giúp ích cho việc giảng dạy và tiếp thu bài của sinh viên nh m nâng cao hiệu quả học tập của

sinh viên.Góp phần hiện đại hóa phương tiện và phương pháp dạy thực hành trong giáo dục-đào tạo

1.2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu:

- Thu thập các tài liệu liên quan đến động cơ 1NZ-FE

- Nghiên cứu về hệ thống điện điều khiển động cơ phun xăng 1NZ-FE

- Thực hành kiểm tra chẩn đoán trực tiếp trên xe

- Biên soạn bài giảng thực hành hệ thống điện động cơ 1NZ-FE

1.3 Phương pháp nghiên cứu:

- Tham khảo tài liệu, thu thập các thông tin liên quan

- Học hỏi kinh nghiệm từ thầy cô, bạn bè

- Nghiên cứu các mô hình giảng dạy cũ

- Quan sát và ghi lại các hình ảnh liên quan đến hệ thống điện động cơ 1NZ-FE

- Nghiên cứu cách đọc sơ đồ mạch điện của dòng xe thuộc hãng Toyota

1.4 Các bước thực hiện:

- Thu thập tài liệu

- Tham khảo tài liệu

- Phân tích tài liệu

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

- Thiết kế các bài giảng thực hành cho mô hình

- Viết thuyết minh hoàn chỉnh đề tài

1.5 Kế hoạch nghiên cứu:

Đề tài đư c thực hiện trong vòng 15 tuần, các công việc đư c bố trí như sau:

- Viết thuyết minh

- Hoàn thiện đề tài

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH VÀ CÁC HỆ THỐNG TR N ỘNG

CƠ TOYOTA 1NZ-FE

A GIỚI THIỆU MÔ HÌNH VÀ ỘNG CƠ

2.1 Giới thiệu mô hình

Hình 2-1: Mô hình nhìn từ phải

2.2 Phần động cơ

Giới thiệu về động cơ 1NZ-FE

Hình 2-4 : Động cơ 1NZ-FE

hàng, dung tích xylanh 1.5 liter, trục cam kép DOHC 16 xupáp dẫn động b ng xích,

hệ thống van nạp thông minh VVT-i, hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS đư c sử dụng trong động cơ này để đạt đư c hiệu suất cao, êm, tiết kiệm nhiên liệu và thải sạch

hơn

Moment xoắn tối đa 145N.m @ 4400v/p

Thời điểm phối

khí

Nạp Mở -7

0 ~ 330 BTDC Đóng 520 ~ 120 ABDC

Xả Mở 34

0

BBDC Đóng 20 ATDC Trị số Octan nhiên liệu 91 hoặc hơn

Bảng 2-1 đặc tính kỹ thuật của động cơ 1NZ-FE

Có thay lọc nhớt 3,6 (lít) Không thay lọc nhớt 3,4 (lít) Dung tích nước làm mát 6,3 (lít)

Tỉ trọng accu 1,25-1,27

Bảng 2-2 Thông số bảo dưỡng

- Các cảm biến:

Bộ đo gió dây nhiệt Nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến vị trí trục cam Cảm biến số vòng quay trục khuỷu

Cảm biến vị trí cánh bướm ga Cảm biến Ôxy

Cảm biến kích nổ Cảm biến áp suất nhớt

- Các cơ cấu chấp hành:

1 Cụm IC và 4 bôbin đánh lửa

2 Hệ thống điều khiển nhiên liệu và 4 kim phun ứng với 4 xy lanh

3 Van điều khiển tốc độ không tải ISC

4 Bộ sấy trong cảm biến Oxy

5 Các Rơle

6 Đèn báo lỗi check engine

7 Quạt làm mát động cơ

8 Hệ thống điều khiển phân phối khí thông minh VVT-i

9 Ngoài ra trên động cơ còn có các bộ phận khác như: bộ phận truyền đai, các đường ống nhiên liệu, đường ống nước làm mát

2.4 Hướng dẫn sử dụng mô hình

2.4.1 Yêu cầu khi sử dụng

- Sinh viên phải đư c học về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phun

xăng trên động cơ 1NZ-FE trước khi thao tác trên mô hình

- Sinh viên phải nhận biết đư c cấu tạo tổng quát của mô hình

- Điện áp sử dụng cho mô hình là ắc quy12V, chú ý không đư c phép lắp ắc quy vào động cơ sai cực tính

- Sử dụng nhiên liệu xăng không chì

- Chú ý kiểm tra 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

2.4.2 Các thao tác khi sử dụng

- Khi công tắc ở vị trí IG thì đèn “check engine”, báo nhớt, báo nạp phải sáng

- Khi động cơ hoạt động thì đèn “check engine” phải tắt

- Sau khi khởi động, động cơ hoạt động ta có thể tiến hành theo các đơn nguyên học tập

2.5 Sơ đồ mạch điện tổng thể và chân ecu:

Hình 2-5 : Sơ đồ chân ECU

2.6 iện áp so sánh với mass:

BATT Accu Luôn luôn 8-14

FC Điều khiển bơm xăng Khóa điện bật ON 8-14

FC Điều khiển bơm xăng Không tải <1.5

W Đèn CHK ENG Không tải 8-14

Đèn CHK ENG Khóa điện bật ON <3.5 +B Nguồn của ECU Khóa điện bật ON 8-14

STP Công tắc đèn phanh Khóa điện bật ON,

STA Tín hiệu máy đề Quay khởi động 7 hoặc hơn

OXL1 Cảm biến oxy có sấy Duy trì tốc độ động

cơ 2500v/p trong thời gian 2 phút sau khi hâm nóng động cơ

Tạo ra xung

HTL1 Bộ sấy cảm biến oxy Khoá điện bật ON 8-14

PS Cảm biến áp suất dầu tr

Tạo xung điện

TACH Tốc độ động cơ Không tải Tạo xung

điện

VC Nguồn của cảm biến Khoá điện bật ON 4.5-5.5

VG Cảm biến khối lư ng

8-14

Công tắc khởi động số trung gian

G2+ Cảm biến vị trí trục cam Không tải Tạo xung

PRG VSV cho EVAP Khoá điện bật ON 9-14

VTA Cảm biến vị trí bướm ga Khoá điện bật ON

Bướm ga đóng hoàn toàn

0.3-1.0

Cảm biến vị trí bướm ga Khoá điện bật ON

Bướm ga mở hoàn toàn

3.2-4.9

#1 Vòi phun Khoá điện bật ON 9-14

#2 Vòi phun Khoá điện bật ON 9-14

#3 Vòi phun Khoá điện bật ON 9-14

#4 Vòi phun Khoá điện bật ON 9-14

IGT1 IC và cuộn dây

2.7 Thiết kế sơ đồ cụm rơ e và cầu chì:

Hình 2-6 : Cụm Relay và cầu chì

2.8 Táp-lô

Hình 2-7 : Bảng Táp-lô

KHÁI QUÁT CÁC HỆ THỐNG IỀU KHIỂN ỘNG CƠ

Hệ thống điều khiển động cơ dùng một ECU động cơ để điều khiển toàn bộ hoạt động của động cơ và các hệ thống có liên quan

2.9 Hệ thống điều khiển:

1 Hệ thống EFI Electronic Fuel Injection

2 Hệ thống ESA Electronic Spark Advance

3 Hệ thống ISC Idle System Control

4 Hệ thống điều khiển bơm nhiên liệu:

5 Hệ thống điều khiển phối khí thông minh VVT-i (Variable Valve intelligent)

Timing-6 Hệ thống điều khiển bộ sấy của cảm biến Oxy

7 Hệ thống điều khiển quạt làm mát động cơ

8 Hệ thống tự chẩn đoán

9 Hệ thống dự phòng

2.10 Vị trí một số các bộ phận điều khiển trên xe

Hình 2-8 : Cụm kim phun, IC và bobine

Hình 2-9: Van điều khiển cầm chừng Hình 2-10: Van dầu điều khiển phối

khí hệ thống VVT-i

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG IỀU KHIỂN TR N ỘNG CƠ 1NZ-FE 3.6 Tổng quát

Hệ thống điều khiển động cơ dùng một ECU động cơ để điều khiển toàn bộ động cơ

và các hệ thống có liên quan

3.7 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động cơ

Hình 3-1 : Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động cơ

ESA Bobine

Igniter Bugi

VVT-i Van dầu điều khiển cam

nạp

iều khiển bơm nhiên iệu

Re ay mở mạch bơm

Mạch sấy cảm biến oxy

iều khiển khởi động

3.7.1 Tín hiệu đầu vào

3.7.1.1 Tín hiệu số vòng quay động cơ (G, Ne)

Tín hiệu số vòng quay động cơ đư c nhận biết bởi cảm biến số vòng quay trục khuỷu Tín hiệu vị trí trục cam đư c gửi về ECU qua cực G2+, tín hiệu số vòng quay trục khuỷu đư c gửi về ECU thông qua cực Ne+ Hai tín hiệu này rất quan trọng trong việc điều khiển tín hiệu đánh lửa IGT

3.7.1.2 Tín hiệu nhiệt độ khí nạp

Cảm biến nhiệt độ khí nạp đư c kết h p trên đường ống nạp của bộ đo gió dây nhiệt

và phát hiện nhiệt độ khí nạp Nó đư c đưa vào cực THA của ECU động cơ như một tín hiệu điều khiển

3.7.1.3 Tín hiệu nhiệt độ nước àm mát

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát đư c bố trí trên đường nước ra khỏi động cơ và có một nhiệt điện trở âm bên trong với điện trở thay đổi tỉ lệ nghịch theo nhiệt độ nước làm mát Nó đư c đưa vào cực THW của ECU động cơ như một tín hiệu điều khiển

3.7.1.4 Tín hiệu bướm ga

Cảm biến vị trí bướm ga phát hiện góc mở bướm ga như là một tín hiệu điều khiển

Nó đư c đưa vào cực VTA của ECU động cơ

3.7.1.7 Tín hiệu ưu ượng khí nạp

Lư ng khí nạp đư c tính toán chuyển thành tín hiệu điện áp đưa về chân VG+ của ECU động cơ như là một tín hiệu điều khiển Đây cũng là một tín hiệu rất quan trọng

3.7.1.8 Tín hiệu máy khởi động

Để xác định động cơ có đang quay khởi động hay không, điện áp cấp đến máy khởi động trong quá trình quay khởi động đư c phát hiện và tín hiệu đư c cấp đến cực

STA của ECU động cơ như là một tín hiệu điều khiển

3.7.1.9 Tín hiệu kích nổ

Cảm biến kích nổ đư c chế tạo b ng phần tử áp điện Khi động cơ xảy ra hiện

tư ng kích nổ, tín hiệu dạng xung điện áp 6 - 13kHz gửi về ECU qua cực KNK, qua

đó ECU sẽ điều khiển đánh lửa trễ cho đến khi hiện tư ng kích nổ không còn xảy

ra Khi hết hiện tư ng kích nổ, động cơ trở lại trạng thái hoạt động bình thường

3.7.1.10 Tín hiệu cảm biến Oxy

Cảm biến Oxy so sánh nồng độ O2 trong khí thải với nồng độ O2 trong không khí

và gửi tín hiệu về ECU thông qua cực OXL, qua đó ECU sẽ nhận biết hòa khí đậm hay nhạt và điều khiển cho h p lý

3.7.2 Tín hiệu đầu ra (hệ thống điều khiển)

3.7.2.1 Hệ thống ISC

Hệ thống ISC làm thay đổi số vòng quay và tạo ra sự ổn định không tải cho chế độ không tải nhanh khi động cơ còn nguội và khi tốc không tải bị giảm xuống do tải điện v.v ECU động cơ đánh giá tín hiệu từ các cảm biến tín hiệu đầu vào và dòng điện đư c phát ra để điều khiển van ISC

3.7.2.2 Hệ thống ESA

Hệ thống ESA thông qua các tín hiệu đư c gửi đến từ các cảm biến tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước, cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí trục cam, cảm biến kích nổ, cảm biến oxy, Góc đánh lửa tối ưu đư c xác định dựa trên các d liệu này và d liệu lưu tr trong ECU động cơ từ đó điều khiển tín hiệu phát ra đến cực IGT1, IGT2, IGT3, IGT4 theo d liệu đã đư c tính toán và lưu trong ECU Tín hiệu này điều khiển IC đánh lửa để tạo ra thời điểm đánh lửa tốt nhất theo các chế

độ của động cơ

3.7.2.3 Hệ thống chẩn đoán

Khi có hư hỏng trong hệ thống tín hiệu của ECU động cơ, hư hỏng đư c ghi trong

bộ nhớ Hệ thống bị hư hỏng có thể sau đó đư c tìm thấy b ng cách hiển thị mã qua đèn báo kiểm tra động cơ

3.7.2.4 Hệ thống điều khiển phối khí thông minh VVT-i (Variable Valve

Timing-intelligent)

ECU động cơ tính toán thời điểm phối khí tối ưu dựa trên tín hiệu từ các cảm biến, sau đó so sánh với thời điểm phối khí thực tế từ tín hiệu cảm biến VVT-i và điều khiển van dầu đến vị trí cần chỉnh, thay đổi góc phối khí trục cam nạp tối ưu theo

các chế độ hoạt động của động cơ nh m nâng cao momen xoắn, tính kinh tế nhiên liệu và giảm khí xả ô nhiễm

3.7.2.5 Hệ thống điều khiển bộ sấy của cảm biến Oxy

ECU căn cứ vào tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát và cảm biến lưu lư ng khí nạp điều khiển dòng điện qua bộ sấy cuộn dây nhiệt nh m duy trì nhiệt độ của cảm biến oxy tại mức thích h p để tăng độ nhạy của cảm biến

3.7.2.6 Hệ thống điều khiển quạt àm mát động cơ

ECU căn cứ vào tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát điều khiển quạt làm mát động cơ nh m duy trì nhiệt độ làm việc tối ưu cho động cơ

3.7.2.7 Hệ thống dự phòng

Khi có hư hỏng xảy ra trong một vài hệ thống và có khả năng động cơ sẽ bị trục trặc

do tiếp tục điều khiển dựa trên các tín hiệu từ hệ thống đó Hệ thống dự phòng hoặc

là điều khiển hệ thống b ng cách sử dụng các d liệu các giá trị tiêu chuẩn ghi trong ECU động cơ

3.7.3 Sơ đồ mạch điện trên mô hình

Hình 3-2 : Sơ đồ cụm Relay và cầu chì