Nghiên cứu chế tạo và thử nghiệm thiết bị thu thập dữ liệu động cơ toyota 2KD FTV hiace

Chương TỔNG QUAN 1.1 Lý chọn đề tài  Bước vào kỷ thứ 21 với tốc độ phát triển nhanh chóng củacơng nghệ nhu cầu học tập người ngày cao, phần lớn học sinhđều vào học hệ đại học cao đẳng, kể người làm trở lạihọc đại học, cao đẳng với chuyên ngành nâng cao ngày đông nhưhiện Do vậy, đổi phương pháp dạy học yêu cầu cấp bách, dựa trênnhững quan điểm phát huy tính tích cực người học, đề cao vai trị tự học củangười học, kết hợp với hướng dẫn giáo viên áp dụng rộngrãi Sự phát triển làm thay đổi không cách giảng mà cịn thay đổicả q trình tổ chức dạy học, ứng dụng cộng nghệ dạy học, phương tiện kỹthuật dạy học giảng dạy khắc phục nhược điểm phươngpháp cũ, đảm bảo chất lượng phương pháp cho giáo dục – đào tạo, đâycũng chủ trương nhà nước đề ra: đổi mạnh mẽ nội dung phươngpháp dạy học, học tập, trọng chất lượng không chạy theo số lượng Đặcbiệt ngành khí ơtơ, việc nghiên cứu chế tạo mơ hình phục vụcho cơng tác dạy học nhu cầu cấp thiết  Ngoài ra, nhằm cập nhật cơng nghệ tăng tính trựcquan hóa giảng dạy học tập, với mục đích nâng cao chất lượng dạyvà học Mơ hình thiết kế chế tạo gồm phần động phần sabàn với đầy đủ hệ thống điện động Song song cịn có giảngmẫu thiết kế dạng phiếu thực hành giúp cho việc giảng dạy họctập mơ hình đạt kết cao Chính lẽ đó, người nghiên cứu nhưchúng tơi định thiết kế, chế tạo mơ hình động phun xăng trực tiếp(GDI) với mong muốn giúp bạn sinh viên dễ dàng tiếp thu để việc học cóhiệu cao 1.2 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu  Nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy tạo điều kiện thuận lợicho giáo viên hướng dẫn sinh viên trình thực tập  Giúp cho sinh viên ứng dụng học lý thuyết vàothực hành  Sinh viên có điều kiện quan sát mơ hình cách trực quan, dễcảm nhận hình dạng vị trí chi tiết lắp đặt hệ thống phun xăngtrực tiếp GDI  Giúp sinh viên kiểm tra đo đạc thông số hệ thống phunxăng, đánh lửa động 3S-FSE  Góp phần đại hóa phương tiện phương pháp dạy thựchành giáo dục- đào tạo  Giúp sinh viên tiếp thu tốt 1.2.2 Nhiệm vụ  Thiết kế, chế tạo mơ hình động phun xăng trực tiếp GDI3S-FSE  Sơ lược phun xăng trực tiếp hệ thống điều khiển GDI  Thiết kế giảng thực hành phục vụ cho việc giảng dạy vàthực hành mơ hình 1.2.3 Phương pháp nghiên cứu  Để đề tài hồn thành chúng tơi kết hợp nhiều phươngpháp nghiên cứu Trong đặc biệt phương pháp tham khảo tài liệu, thuthập thông tin liên quan, học hỏi kinh nghiệm thầy cô, bạn bè, nghiêncứu mơ hình giảng dạy cũ,… từ tìm ý tưởng để hìnhthành đề cương đề tài, cách thiết kế mơ hình Song song với nó,chúng tơi cịn kết hợp phương pháp quan sát thực nghiệm để chếtạo mơ hình biên soạn thực hành mẫu cách hiệu 1.2.4 Các bước thực  Tham khảo tài liệu  Thiết kế khung đỡ động gá đặt động  Thiết kế sa bàn cách bố trí chi tiết sa bàn  Thiết kế chi tiết phụ  Tiến hành đo đạc, kiểm tra, thu thập thông số  Nghiệm thu thông số kiểm tra  Thiết kế giảng thực hành cho mơ hình  Viết báo cáo Chương 2.GIỚI THIỆU MƠ HÌNH 2.1 Cấu tạo mơ hình Hình 2.1:Mơ hình nhìn từ trước Hình 2.2: Mơ hình nhìn từ 2.1.1.Phần sa bàn: Hình 2.3: Sa bàn 1- Bàn đạp ga 2- Bảng chân ECU 3- Bảng đồng hồ 4- OBD II (check connector) 5- Công tắc máy 6- Hộp cầu chì 2.1.2.Phần động cơ: Mơ hình gắn động phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE Trên độngcơ gồm có:  Các cảm biến Cảm biến vị trí bướm ga loại tuyến tính với hai tín hiệu VTAvà VTA2 Cảm biến vị trí bàn đạp ga loại tuyến tính với hai tín hiệu VPAvà VPA2 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến nhiệt độ nước làm mát báo tableau Cảm biến nhiệt độ không khí nạp Cảm biến ơxy có dây nung HT Cảm biến áp lực nhớt báo tableau Hình 2.4: Động Toyota 3S- FSE Cảm biến áp suất ống Rail: PR Cảm biến áp suất đường ống nạp: PIM Cảm biến vị trí trục khuỷu: NE Cảm biến vị trí trục cam: G Cảm biến vị trí van xoáy: SCVP  Các cấu chấp hành Motor bướm ga điện tử: M+, MLy hợp bướm ga: CL+, CLVan xoáy: SCV+, SCVVan hồi nhiên liệu: FP+, FPCảm biến VVT-I :OSV+, OSCVan tuần hồn khí xả: EGR1, EGR2, EGR3, EGR4 04 kim phun động Kim phun khởi động lạnh: INJS Quạt làm mát động Bơm tiếp vận Bơm cao áp Bàn đạp ga Đường ống nhiên liệu đến 2.2 Sơ đồ mạch điện bảng chân ECU 2.2.1 Sơ đồ mạch điện Hình 2.5: Sơ đồ mạch điện động Toyota 3S-FSE 2.2.2 Sơ đồ vị trí chân ECU Hình 2.6: Sơ đồ chân ECU Bảng 2.1: Ký hiệu tên gọi chân ECU Kí hiệu Tên gọi E01 Mass kim phun E02 Mass kim phun #1 Tín hiệu phun máy #2 Tín hiệu phun máy #3 Tín hiệu phun máy #4 Tín hiệu phun máy INJF Tín hiệu hồi tiếp phun xăng BATT Dương thường trực ECU +B Dương cung cấp cho ECU sau rơle +B1 Dương cung cấp cho ECU sau rơle STA Tín hiệu khởi động THA Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp THW Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát FC Tín hiệu điều khiển bơm xăng VC Điện áp 5V cung cấp cho cảm biến PIM Tín hiệu MAP sensor gởi ECU IGF Tín hiệu hồi tiếp đánh lửa IGT1,2,3,4 Tín hiệu đánh lửa máy 1,2,3,4 G22 Tín hiệu báo vị trí xi lanh NE Mass tín hiệu vị trí xi lanh tốc độ động NE+ Tín hiệu tốc độ động OX Tín hiệu cảm biến ơxy E1 Mass ECU E2 Mass cảm biến M+,M- Tín hiệu điều khiển motor bướm ga CL+,CL- Tín hiệu điều khiển ly hợp từ motor bướm ga SCV+, SCV- Tín hiệu điều khiển van xốy FP+,FP- Tín hiệu điều khiển van áp suất bơm cao áp IREL Tín hiệu điều khiển relay kim phun OSV+, OSV Tín hiệu điều khiển van dầu VVT-i EGR1,2,3,4 Tín hiệu điều khiển motor van EGR INJS Tín hiệu điều khiển kim phun khởi động lạnh HT Tín hiệu điều khiển sấy cảm biến oxy PSSW Tín hiệu trợ lực lái PB Tín hiệu áp suất chân khơng bầu trợ lực phanh (servo) PR Tín hiệu áp suất nhiên liệu ống phân phối KNK Tín hiệu cảm biến kích nổ VTA , VTA2 Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga SCVP Tín hiệu cảm biến van xốy VPA, VPA2 Tín hiệu cảm biến vị trí bàn đạp ga FC Tín hiệu điều khiển bơm tiếp vận FAN Tín hiệu điều khiển quạt làm mát động SIL Tín hiệu chẩn đốn OBD II L Tín hiệu đèn báo nạp IGSW Tín hiệu báo bật cơng tắt IG MREL Tín hiệu điều khiển relay EFI TACH Tín hiệu tốc độ động ELS Tín hiệu phụ tải điện 2.3 Các yêu cầu sử dụng mơ hình Sinh viên phải học cấu tạo nguyên lý hoạt động hệthống phun xăng trực tiếp động Toyota trước thao tác mơhình Sinh viên phải nhận biết cấu tạo tổng qt mơ hình Điện áp sử dụng cho mơ hình 12V, ý khơng phép lắp ắcquy vào động sai cực tính Sử dụng nhiên liệu xăng khơng chì Chú ý u cầu làm mát bôi trơn động Đặc biệt quan tâm đến vấn đề chống cháy nổ an toàn lao động khisử dụng mơ hình 10 - Sơ đồ mạch điện Hình 4.45: Sơ đồ mạch điện van EGR 4.17.4 Các bước thực hiện: - Kiểm tra điện trở van EGR Tháo giắc cắm van EGR Dùng VOM đo điện trở chân 2,5 với chân cịn lại Hình 4.46: Kiểm tra điện trở van EGR 97 - Kiểm tra hoạt động van EGR: Tháo giắc cắm van EGR Cấp nguồn cho hai chân 5, chân và4 nhịp mass, quan sát hoạt động van để tìm cách khắc phục sửa chữanếu bị hỏng Hình 4.47: Kiểm tra hoạt động van EGR KẾT LUẬN: (Sinh viên đưa kết luận sau kiểm tra so sánh với giá trị chuẩn) - 98 4.18 Kiểm tra hệ thống VVT-i Trường ĐHSPKT Tên mô đun Khoa CKĐL Thực hành động phun xăng Bộ môn động Phiến thực hành: Số 18 Số tiết Kiểm tra hệ thống thay đổi góc phối khí VVT-i BÀI 18: KIỂM TRA HỆ THỐNG THAY ĐỔI GĨC PHỐI KHÍ VVT-i 4.18.1 Mục đích: Kiểm tra hoạt động van điều khiển dầu, phát hư hỏng điện VVT-i, sở tìm hướng khắc phục 4.18.2 An tồn: Khi kiểm tra khơng lắp sai đầu dây cáp ắc quy Khi dùng đồng hồ đo không để sai thang đo 4.18.3 Chuẩn bị: Các dụng cụ cần thiết như: VOM, ắc quy Một số dụng cụ cần thiết - Cấu tạo van điều khiển dầu Hình 4.48: Cấu tạo van điều khiển dầu 99 4.18.4 Các bước thực hiện: Kiểm tra hoạt động van điều khiển dầu Dùng VOM đo điện trở hai chân OSC+ OSV- Hình 4.49: Đo điện trở hai chân OSC+ OSVKiểm tra máy sóng dạng sóng van điều khiển dầu.Khi chạy khơng tải kiểm tra dạng sóng cực OSV+, OSV- E1 ECU.Dạng sóng hình vẽ Hình 4.50: Dạng xung tín hiệu điều khiển van VVT-i VI KẾT LUẬN: (Sinh viên đưa kết luận sau kiểm tra so sánh với giá trị chuẩn) -100 4.19 Kiểm tra khuếch đại điện áp BÀI 19: KIỂM TRA BỘ KHUẾCH ĐẠI ĐIỆN ÁP EDU Trường ĐHSPKT Tên mô đun Khoa CKĐL Thực hành động phun xăng Bộ môn động Phiến thực hành: Số 19 Số tiết Kiểm tra khuếch đại điện áp EDU 4.19.1 Mục đích: Kiểm tra nguồn cấp cho EDU Kiểm tra hoạt động EDU 4.19.2 An tồn: Khơng lắp sai đầu dây cáp âm dương ắc quy Sử dụng đồng hồ đo phải thang đo Kiểm tra lại mối nối để tránh chập mạch, chạm mass 4.19.3 Chuẩn bị: Dụng cụ cần thiết để đo kiểm: đồng hồ VOM, Led điện trở 1K Những phụ kiện khác dùng để sửa chữa, thay như: dây dẫn, giắc cắm… - Sơ đồ mạch điện: Hình 4.51: Sơ đồ khối mạch điện kim phun 101 Hình 4.52: Mạch điện điều khiển kim phun 4.19.4 Các bước thực hiện: Kiểm tra điện áp cực +B E1: Chuẩn bị:bậc công tắc sang vị trí ON Kiểm tra: dùng VOM đo điện áp cực +B E1 EDU, đem giá trị đo VOM so sánh với giá trị tiêu chuẩn đến 14 V Kiểm tra hở mạch hay ngắn mạch dây điện giắc nối cực E1 - mass động cơ: Dùng VOM kiểm tra thông mạch cực E1 EDU mass động Nếu không thông mạch ta kiểm tra kỹ lại giắc cắm, mối nối để tiến hành sửa chữa thay - Kiểm tra relay INJ: Hình 4.53: Sơ đồ chân relay INJ Tháo relay INJ khỏi động Dùng VOM kiểm tra thông mạch relay INJ 102 Kiểm tra thông mạch cực Kiểm tra không thông mạch cực - Kiểm tra hoạt động relay: Cấp điện ắc quy cho cực Dùng Ôm kế kiểm tra thông mạch cực - Kiểm tra tín hiệu đầu vào #1, #2, #3, #4: Chuẩn bị: Tháo giắc nối EDU Kiểm tra: Dùng LED điện trở 1K để kiểm tra Đề máy quan sát LED có chớp tắt hay khơng Nếu LED chớp tắt có tín hiệu đầu vào, ngược lại khơng có tín hiệu đầu vào EDU -Nếu khơng có tín hiệu đầu vào ( LED khơng chớp tắt) kiểm tra dây dẫn từ ECM tới LEG, kiểm tra giắc cắm ECM có lỏng hay khơng Hình 4.54: Kiểm tra tín hiệu đầu vào EDU - Kiểm tra tín hiệu đầu ra: Chuẩn bị: Tháo giắc nối kim phun Kiểm tra: Dùng LED điện trở 1K để kiểm tra Khởi động động quan sát LED có chớp tắt hay khơng Nếu LED chớp tắt có tín hiệu đến kim phun, ngược lại khơng có tín hiệu đến kim phun Nếu khơng có tín hiệu đầu vào ( LED không chớp tắt) kiểm tra dây dẫn từ EDU tới LED, từ LED mass động cơ, kiểm tra giắc cắm EDU có lỏng hay khơng 103 Hình 4.55: Kiểm tra tín hiệu đầu EDU KẾT LUẬN: ( Sinh viên đưa kết luận sau tiến hành kiểm tra) - 104 Trường ĐHSPKT Tên mô đun Khoa CKĐL Thực hành động phun xăng Bộ môn động Phiến thực hành: Số 20 Số tiết Tìm pan thơng qua hệ thống tự chuẩn đốn OBD-II động 3S-FSE 4.20 Tìm Pan thơng qua hệ thống tự chuẩn đốn OBD- II BÀI 20: TÌM PAN THƠNG QUA HỆ THỐNG TỰ CHUẨN ĐỐN OBD-II 4.20.1 Mục đích: Mơ tả cách xuất code, xố code hệ thống tự chẩn đốn Có khả phát hư hỏng thơng qua hệ thống tự chẩn đốn Xác định số hư hỏng thông thường dựa mã chẩn đoán so với tài liệu nhà chế tạo 4.20.2 An tồn: Khi có tượng bất thường xảy ta ngắt nguồn ắc quy kịp thời Thực trình kiểm tra phải theo hướng dẫn 4.20.3 Chuẩn bị dụng cụ: Ắc quy, VOM, dây kiểm tra(check wire), … 4.20.4 Các bước thực hiện: Quá trình pan thơng qua hệ thống tự chẩn đốn động tiến hành theo hai cách sau: - Kiểm tra đèn báo kiểm tra động (check engine lamp): Đèn báo kiểm tra động sáng lên bật cơng tắc sang vị trí ON khơng khởi động động Hình 4.56: Biểu tượng đèn “check engine” tableau 105 Khi động khởi động đèn báo kiểm tra động phải tắt Nếu đèn cịn sáng có nghĩa hệ thống tự chẩn đốn tìm thấy hư hỏng hay bất thường hệ thống - Kiểm tra mã chẩn đốn máy cầm tay: Hình 4.57: Máy chẩn đốn cầm tay Toyota Nối máy kiểm tra cầm tay vào giắc kiểm tra Kiểm tra giữ liệu ECU theo lời nhắc hình máy kiểm tra Đo giá trị cực ECU hộp ngắt máy kiểm tra cầm tay Nối hộp ngắt máy kiểm tra cầm tay vào giắc kiểm tra Đọc giá trị đầu vào đầu theo lời nhắc hình máy kiểm tra Chú ý: Máy kiểm tra cầm tay có chức chụp nhanh Nó ghi lại giá trị đo có tác dụng việc chẩn đốn hư hỏng chập chờn Xem hướng dẫn sử dụng máy cầm tay để biết thêm chi tiết - Cách xoá mã chẩn đốn: Bậc cơng tắc máy sang vị trí OFF Tháo cầu chì EFI tháo cọc âm ắc quy 30 giây Có thể thực xóa mã lỗi máy chuẩn đoán cầm tay qua giắc nối OBD- II Cho động chạy kiểm tra lại KẾT LUẬN: (Sinh viên đưa kết luận sau đọc mã chẩn đoán hư hỏng.) -106 Tham khảo:BẢNG MÃ CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG OBD-II Bảng 4.2: Mã Code chẩn đoán khu vực hư hỏng Mã Code Hạng mục phát Khu vực hư hỏng 12 P0335 NE+, NE- Mạch tín hiệu NE,G 12 P0340 N2+, NE- Mạch tín hiệu NE 13 P0335 NE+, NE- Mạch tín hiệu NE 13 P1335 NE+, NE- Mạch tín hiệu NE 14 P1300 IGT1, IGF Mạch tín hiệu đánh lửa máy 14 P1315 IGT4, IGF Mạch tín hiệu đánh lửa máy 15 P1305 IGT2, IGF Mạch tín hiệu đánh lửa máy 15 P1310 IGT3, IGF Mạch tín hiệu đánh lửa máy 18 P1346 OCV+, OCV-, Mạch điều khiển van VVT-i NE+, NE19 P1120 VC, VPA, Mạch tín hiệu vị trí bàn đạp ga VPA2, E2 19 P1121 VPA, VPA2 Mạch tín hiệu vị trí bàn đạp ga 21 P0135 HT Mạch xông cảm biến oxy 22 P0115 THW, E2 Mạch tín hiệu nhiệt độ nước làm mát 31 P0105 PIM, VC, E2 Mạch tín hiệu áp suất đường ống nạp 31 P0106 PIM, VC, E2 Mạch tín hiệu áp suất đường ống nạp 39 P1656 OCV+, OCV- Mạch điều khiển van VVT-i 41 P0120 VTA, VTA2, Mạch tín hiệu vị trí bướm ga VC, E2 41 P0121 VTA, VTA2 Mạch tín hiệu vị trí bướm ga 42 P0500 SPD Mạch tín hiệu tốc độ xe 49 P0190 PR, VC, E2 Mạch tín hiệu áp suất nhiên liệu 52 P0325 KNK Mạch tín hiệu cảm biến kích nổ 107 58 P1415 SCVP, E2 58 P1416 SCVP, Mạch tín hiệu cảm biến vị trí van xốy E2, Mạch tín hiệu cảm biến vị trí van xốy SCV+, SCVMạch điều khiển van xoáy 58 P1653 SCV+, SCV- 71 P0401 EGR1, EGR2, Mạch điều khiển van luân hồi khí thải EGR3, EGR4 78 P1235 FP+, FP- Mạch điều khiển bơm cao áp 89 P1125 M+, M- Mạch điều khiển motor bướm ga 89 P1126 CL+, CL- Mạch điều khiển ly hợp từ motor bướm ga 89 P1127 +BM, RLY+, Mạch nguồn ECU RLY- 92 P1210 INJS, E1 Mạch điều khiển kim phun khởi động lạnh 97 P1215 #1, #2 , #3, #4 Mạch điều khiển kim phun tín hiệu INJF, E1 phản hồi PB, VC, E2 Mạch tín hiệu áp suất chân không servo 98 C1200 phanh 108 Chương 5.KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Sau thời gian nghiên cứu thực hiện, mơ hình đời.Trướcmắt mơ hình giúp cho nhóm thực hồn thành tốt chương trình học trướckhi tốt nghiệp đồng thời góp phần củng cố kiến thức học, bên cạnh cịncó thể góp phần tạo điều kiện thuận lợi cho trình giảng dạy học tập sau này.Đề tài thực thời gian ngắn nên nhóm thực tậptrung nghiên cứu, giải vấn đề xung quanh nội dung đề tàinhư: chế tạo khung gá, gá đặt động lên khung, tiến hành dây điện cho độngcơ điều khiển phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE, bố trí sa bàn, thiết kế cácphiếu thực hành,… Với kết cấu gọn gàng mơ hình cách bố trí hợp lý sa bàn, đãlàm tăng mức độ trực quan người học, qua sinh viên tiến nghiên cứu đo đạc mơ hình thực tế Kích thích khả tìm tịi sáng tạo học tập củasinh viên Do thời gian hạn chế, trình độ có hạn nên nhóm thực tậptrung giải vấn đề đề tài Nếu điều kiện thuận lợi nhómthực muốn giải thêm số vấn đề như: sâu vào hệ thống điện điềukhiển GDI hệ thống như: bướm ga thơng minh, van điều khiển xốy,van ln hồi khí thải… 109 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Tấn Lộc -Thực tập động xăng II, Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Thành Phố Hồ Chí Minh PGS TS Đỗ Văn Dũng (2000) Trang bị điện điện tử ôtô đại,Đại học Sư Phạm Kỹ thuật, Thành phố Hồ Chí Minh Toyota 3S-FSE (1996-2000) Mitchell repair Engine repair manual 3S-FE, RAV4, 1MZ-FE Toyota Lexus course: engine control systems http://www.alflash.com http://howtuffworks.com http://bosch.com 110 111 ... giá thiết kế nó.Cơng nghệGDI giúp cải thiện 10-30% hiệu suất tiêu hao nhiên liệu so với độngcơ phun xăng truyền thống Hình 3.3: Động Toyota D4 12 Bên động GDI, nhiên liệu phun trực tiếp vào xilanh.Giúp... nhiên liệu khơng làm việc Khố điện vị trí START: Khi động quay khởi động, mộttín hiệu STA (tín hiệu máy khởi động) truyền đến ECU độngcơ từ cực ST khố điện Khi tín hiệu STA đưa vào ECUđộng cơ, động. .. thực nghiệm để ch? ?tạo mơ hình biên soạn thực hành mẫu cách hiệu 1.2.4 Các bước thực  Tham khảo tài liệu  Thiết kế khung đỡ động gá đặt động  Thiết kế sa bàn cách bố trí chi tiết sa bàn  Thiết