Thi công mô hình động cơ toyota 4e FE đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN TÓM TẮT DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH CHƯƠNG TỔNG QUAN 10 1.1 Lý chọn đề tài: 10 1.2 Giới hạn đề tài 10 1.3 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 11 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu: 11 1.3.2 Nhiệm vụ nghiên cứu: 11 1.3.3 Đối tượng nghiên cứu: 11 1.3.4 Phạm vi nghiên cứu: 11 1.3.5 Phương pháp nghiên cứu: 11 1.3.6 Kế hoạch nghiên cứu: 11 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13 2.1 Giới thiệu chung 13 2.1.1 Giới thiệu chung động TOYOTA 4E – FE: 13 2.2 Các hệ thống điều khiển động TOYOTA 4E – FE: 14 2.3 Sơ đồ chân, chức cực ECU động TOYOTA 4E – FE 15 2.4 Các tín hiệu đầu vào hệ thống điều khiển 17 2.4.1 Cảm biến chân không MAP 18 2.4.2 Cảm biến vị trí bướm ga loại tuyến tính TPS 21 2.4.3 Cảm biến vị trí trục khuỷu Ne 23 2.4.4 Cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp THA 26 2.4.5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát THW 27 2.4.6 Cảm biến oxy 30 2.5 Hệ thống cấu chấp hành 32 2.5.1 Hệ thống cung cấp nguồn cho ECU động 32 2.5.2 Hệ thống khởi động 33 2.5.3 Hệ thống phun nhiên liệu điện tử (EFI) 34 2.5.3.1 Bơm nhiên liệu 34 2.5.3.2 Lọc nhiên liệu 40 2.5.3.3 Bộ dập dao động 40 2.5.3.4 Bộ điều áp 41 2.5.3.5 Kim phun 42 2.5.3 Hệ thống đánh lửa dùng chia điện (DELCO) 44 2.5.3.1 Mạch điện nguồn cung cấp cho ECU 45 2.5.3.2 Cảm biến Ne 45 2.5.3.3 Tín hiệu IGT 46 2.5.3.4 Sơ đồ hệ thống đánh lửa động 46 2.5.4 Hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng 47 2.5.5 Hệ thống chẩn đoán (OBD) 50 CHƯƠNG THI CƠNG MƠ HÌNH 53 3.1 Quy trình nghiên cứu, thi cơng mơ hình 53 3.1.1 3.2 Các bước thực đề tài 53 Các yêu cầu sử dụng mơ hình 60 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 61 4.1 Kết luận: 61 4.2 Đề nghị: 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ECU: Electronic Control Unit MAP: Manifold Absolute Pressure Sensor TPS: Throttle Position Sensor KNK: Knock Sensor OBD: On-Board Diagnostic DOHC: Double Overhead Camshaft EFI: Electronic Fuel Injection MIL: Malfunction Indicator Lamp ISC: Idle Speed Control ISCV: Idle Speed Control Valve NSW: Neutral Switch DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Động TOYOTA 4E – FE 14 Hình 2.2: Các tín hiệu đầu vào đầu ECU động 15 Hình 2.3: Sơ đồ vị trí giắc cắm thực tế động 4E – FE 15 Hình 2.4: Sơ đồ vị trí giắc cắm ECU động 4E – FE .16 Hình 2.5: Cảm biến chân khơng MAP mơ hình 19 Hình 2.6: Cấu tạo cảm biến MAP 19 Hình 2.7: Hình dạng màng silicon thay đổi theo áp suất 20 Hình 2.8: Mạch điện cảm biến MAP 20 Hình 2.9: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ điện áp áp suất đường ống nạp… 21 Hình 2.10: Cảm biến vị trí bướm ga động 22 Hình 2.11: Sơ đồ mạch điện đường đặc tính cảm biến vị trí bướm ga 22 Hình 2.12: Cảm biến vị trí trục khuỷu động 24 Hình 2.13: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu Ne 25 Hình 2.14: Tín hiệu cảm biển Ne dạng xung .25 Hình 2.15: Cảm biến nhiệt độ khí nạp mơ hình 26 Hình 2.16: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp 27 Hình 2.17: Vị trí cảm biến nhiệt độ nước làm mát động 28 Hình 2.18: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát 29 Hình 2.19: Mạch điện cảm biến đường đặc tuyến nhiệt độ nước làm mát .29 Hình 2.20: Cảm biến oxy .30 Hình 2.21: Đặc tính sơ đồ mạch điện cảm biến oxy .31 Hình 2.22: Hệ thống cung cấp nguồn cho ECU 32 Hình 2.23: Sơ đồ mạch khởi động .33 Hình 2.24: Cấu tạo bơm xăng 35 Hình 2.25: Mạch điện điều khiển bơm xăng 37 Hình 2.26: Mạch điều khiển bơm xăng động nổ 38 Hình 2.27: Mạch điện điều khiển bơm xăng động tắt máy .39 Hình 2.28: Lọc nhiên liệu 40 Hình 2.29: Cấu tạo kim phun .42 Hình 2.30: Biểu đồ thời điểm phun theo nhóm động .43 Hình 2.31: Sơ đồ mạch điện kim phun mơ hình… 43 Hình 2.32: Mạch điện nguồn cung cấp cho ECU động 45 Hình 2.33: Sơ đồ hệ thống đánh lửa động 46 Hình 2.34: Bướm ga van ISC động .47 Hình 2.35: Van ISC 48 Hình 2.36: Cấu tạo van ISC 48 Hình 2.37: Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng 49 Hình 2.38: Đèn check engine tableau 50 Hình 2.39: Đầu giắc chẩn đoán 51 Hình 2.40: So sánh mã lỗi mã bình thường 52 Hình 3.1: Bảng điện mơ hình 53 Hình 3.2: Tháo gỡ chi tiết bảng điện .53 Hình 3.3: Hệ thống điều hịa khơng khí mơ hình 54 Hình 3.4: Khung đỡ động chưa sơn .55 Hình 3.5: Động 4E – FE tháo rã .55 Hình 3.6: Làm bề mặt sơn cũ 56 Hình 3.7: Hàn bánh xe 56 Hình 3.8: Khung mơ hình sau sơn 57 Hình 3.9: Vệ sinh động 58 Hình 3.10: Vệ sinh chi tiết động 58 Hình 3.11: Sơn động 59 Hình 3.12: Hồn thiện mơ hình động .59 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Lý chọn đề tài: Ngành công nghiệp ô tô không giữ vị trí quan trọng việc thúc đẩy kinh tế quốc dân phát triển thông qua đáp ứng nhu cầu giao thơng vận tải, góp phần phát triển sản xuất kinh doanh thương mại mà ngành kinh tế mang lại lợi nhuận cao nhờ sản xuất sản phẩm có giá trị vượt trội Xuất phát từ chủ trương Nhà nước nâng cao chất lượng giáo dục, đổi phương pháp dạy học Việc giảng dạy cần có mơ hình minh họa, vật thật để tăng khả truyền đạt kích thích tính tự học sinh viên Trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM trọng đến việc trang bị đồ dùng dạy học, đặc biệt đồ dùng tự thiết kế Việc thiết kế chế tạo đồ dùng dạy học mục đích tiết kiệm kinh phí cho nhà trường cịn giúp phát huy tính sáng tạo, đam mê nghiên cứu khoa học giáo viên sinh viên trường Việc chế tạo mơ hình động phục vụ cho việc giảng dạy quan tâm lớn khoa Cơ Khí Động Lực đặc biệt mơ Động Cơ Các sản phẩm mơ hình động phân xưởng Động Cơ nhiều, nhiên mơ hình động phun xăng đánh lửa trực tiếp chưa phổ biến Xuất phát từ yêu cầu đó, đề tài “THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 4E - FE” thực Đề tài cung cấp cho sinh viên điều kiện tiếp xúc với thực tế động Toyota 4E - FE mà giúp sinh viên trang bị thêm kiến thức hệ thống điều khiển điện tử sử dụng ô tô như: hệ thống nhiên liệu, hệ thống đánh lửa, vị trí, cấu tạo nguyên lý hoạt động cảm biến, 1.2 Giới hạn đề tài - Tìm hiểu thơng số, cấu tạo, nguyên lý hoạt động động 4E - FE - Tháo rã, làm mới, làm chi tiết động - Thay thế, bổ sung chi tiết động cịn thiếu 10 - Hồn thiện mơ hình kiểm tra hoạt động động 1.3 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu: - Nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên hướng dẫn sinh viên trình thực tập - Giúp cho sinh viên ứng dụng học lý thuyết vào học thực hành - Sinh viên có điều kiện khảo sát mơ hình cách trực quan, dễ cảm nhận hình dạng vị trí chi tiết lắp đặt động Toyota 4E - FE - Giúp sinh viên kiểm tra đo đạc thông số hệ thống nhiên liệu, hệ thống đánh lửa trực tiếp… - Góp phần đại hóa phương tiện phương pháp dạy thực hành giáo dục - đào tạo 1.3.2 Nhiệm vụ nghiên cứu: - Thi cơng mơ hình động Toyota 4E – FE - Đạt kiến thức hệ thống điều khiển động 1.3.3 Đối tượng nghiên cứu: - Động Toyota 4E – FE 1.3.4 Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu phạm vi giảng dạy sinh viên - Nghiên cứu từ tài liệu, giáo trình dùng làm phương tiện giảng dạy cho sinh viên - Quy mô nghiên cứu đề tài sở khai thác trang thiết bị đại có nhà trường khai thác bên ngồi để hoàn thành đề tài 1.3.5 Phương pháp nghiên cứu: Để hoàn thành mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu, nhóm kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu: phương pháp nghiên cứu lý thuyết, thu thập tài liệu, học hỏi kinh nghiệm từ thầy cô, bạn bè, nghiên cứu mơ hình giảng dạy cũ… 1.3.6 Kế hoạch nghiên cứu: Kế hoạch thực đề tài nhóm chia thành giai đoạn: 11 ❖ Giai đoạn 1: - Nghiên cứu tài liệu, xác định nhiệm vụ, đối tượng mục tiêu nghiên cứu - Chuẩn bị dụng cụ thiết bị cần thiết - Thiết kế mơ hình - Thi cơng mơ hình ❖ Giai đoạn 2: - Hoàn chỉnh tập thuyết minh - Hoàn thiện đề tài 12 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu chung 2.1.1 Giới thiệu chung động TOYOTA 4E – FE: Động Toyota 4E – FE động xăng hút khí tự nhiên kỳ xy-lanh thẳng hàng (I4) dung tích 1.3L (1331cc) thuộc dòng động E Động sản xuất năm 1989 ngừng sản xuất sau năm 1999 Động Toyota 4E – FE có khối đúc gang nắp máy nhôm với trục cam kép (DOHC) bốn xupap trên xy lanh (tổng cộng 16 xupap) Tỷ số nén 9.6 : Đường kính xy-lanh 74.00mm, hành trình piston 77.4mm Động sử dụng hệ thống phun xăng điện tử hệ thống đánh lửa với chia điện (delco) Động sản sinh cơng suất cực đại 99 HP 6600 vịng/phút đạt momen xoắn cực đại 117 Nm 4000 vòng/phút Ý nghĩa tên động Toyota 4E – FE: – Động hệ thứ tư E – Thuộc dòng động E Toyota F – Sử dụng trục cam đôi tiết kiệm nhiên liệu E – Phun nhiên liệu đa điểm 13 2.5.4.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động van ISC Hình 2.35: Van ISC Hình 2.36: Cấu tạo van ISC - Một nam châm vĩnh cửu có dạng hình trụ đặt đầu trục van Dưới tạc dụng từ trường nam châm điện làm cho nam châm vĩnh cửu xoay qua lại làm cho van chuyển động 48 - Ở đầu trục van người ta bố trí cuộn dây đặt đối xứng với Khi cho dòng điện chạy qua hai cuộn dây lực từ nam châm điện làm cho nam châm vĩnh cửu chuyển động - Van lắp trục nam châm vĩnh cửu xoay van xoay theo để điều khiển lượng khơng khí tắt qua bướm ga 2.5.4.2 Các chế độ hoạt động Hình 2.37: Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng Hệ thống bao gồm tín hiệu đầu vào từ cảm biến gửi tới ECU động cơ, sau ECU hiểu điều kiện làm việc động đưa tín hiệu điều khiển cho cấu chấp hành van không tải (ISCV) để điều khiển lượng gió vào động cho phù hợp cụ thể chế độ sau: - Khi khởi động, tín hiệu STA gửi ECU điều khiển van mở lớn vào nhiệt độ nước làm mát để động khởi động dễ dàng - Sau khởi động van ISC khép lại dừng lại vị trí tương ứng với nhiệt độ nước làm mát động 49 - Ở tốc độ cầm chừng, nhiệt độ động thấp van mở lớn, nhiệt độ động tăng dần van khép dần giữ độ mở ổn định nhiệt độ nước làm mát đạt 80°C Đây chế độ cầm chừng nhanh - Tốc độ cầm chừng giữ cố định vào chuẩn nhớ Nếu tốc độ động bị sai lệch so với chuẩn ECU điều khiển van đóng mở để ổn định tốc độ cầm chừng - Khi ECU nhận tín hiệu từ contact tay số NSW, hệ thống điều hòa A/C, tải điện,… điều khiển van ISC mở để ổn định tộc độ cầm chừng động Các thông số tải cài đặt sẵn nhớ 2.5.5 Hệ thống chẩn đoán (OBD) ECU động trang bị hệ thống chẩn đoán nhằm giúp cho người lái xe phát tình trạng làm việc bình thường khơng bình thường hệ thống điện điều khiển động , đồng thời giúp cho người kỹ thuật viên xác định vùng hư hỏng hệ thống điện để dễ dàng công việc kiểm tra sửa chữa Đèn kiểm tra động (Check Engine) gọi đèn MIL (Malfunction Indicator Lamp) trí bảng tableau, ánh sáng đèn màu cam có biểu tượng hình động chữ Check hay Check Engine Hình 2.38: Đèn check engine tableau 50 Khi bật contact máy on, đèn sáng sáng khoảng đến giây tắt tuỳ theo hãng để kiểm tra đèn có hoạt động hay khơng Khi động hoạt động số vòng quay 500 v/p, đèn tắt biểu thị hệ thống điện bình thường, ECU động phát có hư hỏng mạch điện, điều khiển đèn Check sáng người lái xe nhận biết ECU động thực chức chẩn đốn xe OBD, thường xuyên theo dõi cảm biến chấp hành Nếu phát thấy hư hỏng ghi lại dạng mã chẩn đoán bật đèn MIL Nhiệm vụ người kỹ thuật viên phải xác định vùng hư hỏng hệ thống Tuỳ theo hãng xe năm sản xuất mà phương pháp xuất mã lỗi từ nhớ ECU động khác • Cách Chẩn đốn động Toyota Đèn kiểm tra động bố trí bảng tableau, đầu chẩn đoán đặt buồng máy gần giá đỡ giảm chấn trước bố trí bên bảng tableau bên trái người lái xe Ở kiểu động cũ đầu kiểm tra bố trí cực T Thế hệ sau đầu kiểm tra bố trí cực TE1 TE2 Hình 2.39: Đầu giắc chẩn đoán a) b) c) d) e) f) g) h) i) ❖ Kiểm tra mã lỗi: Điện áp ắc quy khoảng 12V Để tay số vị trí N Tắt tất phụ tải xe Xoay tact máy On Nối tắt cực T TE1 với E1 đầu kiểm tra Đọc mã lỗi đèn MIL Mã báo từ thấp đến cao Tra tài liệu để xác định vùng hư hỏng Kiểm tra sửa chữa Xố mã lỗi cách tháo cầu chì EFI cầu chì STOP thời gian tối thiểu 15 giây 51 j) Kiểm tra lại mã lỗi Hình 2.40: So sánh mã lỗi mã bình thường 52 CHƯƠNG THI CƠNG MƠ HÌNH 3.1 Quy trình nghiên cứu, thi cơng mơ hình 3.1.1 Các bước thực đề tài ❖ Tham khảo tài liệu: ❖ Tháo rã mô hình gồm: - Tháo bảng điện, hệ thống dây điện động Hình 3.1: Bảng điện mơ hình Hình 3.2: Tháo gỡ chi tiết bảng điện - Tháo chi tiết bảng điện: hộp ECU, hộp điều khiển, hộp role, công tắc, tableu Cất giữ gọn gàng, tránh để thất lạc 53 - Tháo rã hệ thống điều hịa Hình 3.3: Hệ thống điều hịa khơng khí mơ hình - Để cẩu động khỏi khung đỡ, ta cần tháo gỡ số chi tiết động trước: đường ống nạp, đường ống xả, bình nhiên liệu, đường ống dẫn nhiên liệu - Cẩu động khỏi khung đỡ 54 Hình 3.4: Cẩu động khỏi khung đỡ - Tháo rã động Hình 3.5: Động 4E – FE tháo rã ❖ Thi công phần khung đỡ động cơ: 55 - Dùng máy đánh cước máy đánh nhám để làm bề mặt sơn cũ Hình 3.6: Làm bề mặt sơn cũ - Hàn, sữa chữa bánh xe khung đỡ - Sơn lót, sơn màu, sơn bóng Hình 3.7: Hàn bánh xe 56 Hình 3.8: Khung mơ hình sau sơn 57 ❖ Thi công phần động cơ: - Vệ sinh chi tiết động Hình 3.8: Vệ sinh động Hình 3.9: Vệ sinh chi tiết động - Sơn động chi tiết 58 Hình 3.10: Sơn động - Lắp ráp, hồn thiện động phần động Hình 3.11: Hồn thiện mơ hình động ❖ Phần bảng điện: - Sơn lại đỡ kim loại hộp điện mặt sau bảng điện - Vệ sinh mặt trước, giắc cắm, bó dây bảng điện 59 3.2 - - Thay thế, nối lại, sửa chữa giắc cắm, cảm biến hư hỏng - Bố trí gọn gàng đường dây điện Các yêu cầu sử dụng mơ hình Trước hết phải nắm vững nguyên lý hoạt động, chức phận mơ hình - Biết sơ đồ tổng qt mơ hình - Mơ hình sử dụng nguồn điện chiều 12-14V (ắc quy) - Trước vận hành cần kiểm tra điều kiện an tồn đặc biệt sử dụng ECU Mục đích để tránh hư hỏng ECU đồng thời kiểm tra rò rỉ đường ống nhiên liệu để tránh hỏa hoạn ❖ Khi vận hành máy ta thực bước sau: - Chú ý vị trí cực accu - Bật cơng tắc máy vị trí IG - Khi cơng tắc máy vị trí IG đèn check phải sáng - Bật cơng tắc máy vị trí ST để khởi động động - Sau động hoạt động ta đo thơng số thơng qua bảng giắc đo kiểm… 60 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận: Nhờ hướng dẫn tận tình Thầy Nguyễn Tấn Lộc, quan tâm giúp đỡ thầy bạn bè, với nổ lực nhóm, chúng em hồn thành nội dung Đồ án Thi cơng mơ hình ĐỘNG CƠ TOYOTA 4E - FE Sau thời gian nghiên cứu thực hiện, mơ hình hồn thành Nó mang lại nhiều ý nghĩa thực tiễn khoa học Mơ hình giúp cho nhóm thực hồn thành tốt chương trình học trước tốt nghiệp Góp phần củng cố kiến thức học đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho trình giảng dạy học sau Đồ án giúp sinh viên hiểu rõ hệ thống điện động ơtơ dựa vào tản để vận dụng vào thực tế Từ giảng giúp cho giáo viên sinh viên khai thác tối đa mơ hình, có điều kiện áp dụng kiến thức học vào thực tế 4.2 Đề nghị: Do tình hình dịch bệnh COVID19 căng thẳng nước, Thành phố Hồ Chí Minh Đề tài thực thời gian ngắn nên nhóm tập trung, nghiên cứu vấn đề xung quanh đề tài như: Thi cơng mơ hình, gá đặt động lên khung, tiến hành dây điện cho động cơ, soạn tập thuyết minh động cơ… Kính mong q thầy bạn sinh viên đóng góp ý kiến để đề tài phát triển hoàn thiện Cuối cùng, chúng em mong muốn sau có nhiều trường đại học, cao đẳng có hướng phát triển rộng với phương thức học đơi với hành để sinh viên có hội tìm tịi, nghiên cứu thực tế đồng thời kích thích óc sáng tạo, động tuổi trẻ sản phẩm có khả ứng dụng cao, đặc biệt công tác giảng dạy 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Ths Nguyễn Tấn Lộc, Giáo trình Thực tập động xăng II, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, 3-2017 [2] PGS – TS Đỗ Văn Dũng, Điện động điều khiển động cơ, NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh, 2013 Tài liệu online: - https://www.engine-specs.net/toyota/4efe.html?fbclid=IwAR37hmDVxO8HzlupB7l4NcmmlvPVVOcAICoJI43qAt9veX653V7AdmC1HE - http://www.autoelectric.ru/auto/toyota/corolla/4e-fe/4e-fe.htm 62 ... đồ chân, chức cực ECU động TOYOTA 4E – FE ❖ Các giắc cắm từ ECU Hình 2.3: Sơ đồ vị trí giắc cắm thực tế động 4E – FE 15 Hình 2.4: Sơ đồ vị trí giắc cắm ECU động 4E – FE ❖ Tên đầu dây từ ECU động. .. DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Động TOYOTA 4E – FE 14 Hình 2.2: Các tín hiệu đầu vào đầu ECU động 15 Hình 2.3: Sơ đồ vị trí giắc cắm thực tế động 4E – FE 15 Hình 2.4: Sơ đồ vị trí... phát từ yêu cầu đó, đề tài ? ?THI? ??T KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 4E - FE? ?? thực Đề tài cung cấp cho sinh viên điều kiện tiếp xúc với thực tế động Toyota 4E - FE mà giúp sinh viên trang bị thêm