Thiết kế chế tạo mô hình phun xăng đánh lửa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: PGS.TS HOÀNG ANH TUẤN Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thành Long MSSV: 1811250400 Lưu Nhật Quang MSSV: 1811250570 Dương Ngô Tiến Đạt MSSV: 1811251319 TP Hồ Chí Minh ngày 27 tháng 08 năm 2022 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv DANH MỤC HÌNH ẢNH viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xiii LỜI MỞ ĐẦU xiv Chƣơng 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Nội dung nhiệm vụ đề tài 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa thực tiễn đề tài 1.6 Kết cấu đồ án tốt nghiệp Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐỀ TÀI 2.1 Khái niệm chung hệ thống phun xăng điện tử động 1NZ-FE 2.1.1 Khái niệm chung 2.1.2 Sơ đồ cấu tạo chung hệ thống phun xăng 2.1.3 Hệ thống phun xăng 2.2 Hệ thống điều khiển điện tử ECU 2.2.1 Chức ECU 2.2.2 Các phận ECU 2.2.3 Các thông số hoạt động ECU 2.3 Hệ thống đánh lửa trực tiếp v 2.3.1 Nguyên lý làm việc 2.3.2 Cấu tạo hệ thống đánh lửa xe 2.3.3 Sơ đồ mạch điện cấu tạo hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp 2.4 Yếu tố ảnh hưởng góc đánh lửa sớm 15 2.5 Yếu tố ảnh hưởng đến lượng đánh lửa 17 2.6 Hệ thống nhiên liệu 17 2.6.1 Chức 17 2.6.2 Nguyên lý 17 2.6.3 Các phận 19 2.7 Yếu tố ảnh hưởng đến lưu lượng, áp suất nhiên liệu 24 2.7.1 Lưu lượng nhiên liệu 24 2.7.2 Lưu lượng khí nạp 25 2.7.3 Áp suất nhiên liệu 25 2.8 Hệ thống phun xăng đánh lửa đại 26 2.8.1 Thực trạng công nghệ giải pháp đánh lửa 26 Chƣơng 3: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA 29 3.1 Yêu cầu thông số kỹ thuật mơ hình 29 3.2 Lựa chọn phương án thiết kế 29 3.3 Tính tốn thiết kế giá đỡ mơ hình 30 3.3.1 Tính tốn kích thước phần giá đỡ 30 3.3.2 Vẽ mơ giá đỡ mơ hình phần mềm Solidwork 30 3.3.3 Khảo sát vật liệu phần khung giá đỡ mơ hình 31 3.3.4 Thi công lắp ráp phần giá đỡ mơ hình 34 3.4 Tính tốn thiết kế phần điện 40 3.4.1 Tính tốn thiết kế chi tiết điện mơ hình 40 vi 3.3.2 Vẽ sơ đồ phần mềm Cad E Simmulator 41 3.3.3 Khảo sát linh kiện phần điện 42 3.4.4 Thi công lắp ráp phần điện 45 3.5 Thi công, lắp đặt thử nghiệm mô hình 50 3.5.1 Khảo sát linh kiện mơ hình 50 3.5.2 Xây dựng bố trí linh kiện 56 3.5.3 Thi công lắp ráp mô hình 56 3.5.4 Kiểm tra thử nghiệm mơ hình 68 Chƣơng 4: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 69 4.1 Kết luận 69 4.1.1 Kết 69 4.1.2 Những mặt hạn chế đồ án 69 4.2 Hướng phát triển đề tài 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Sơ đồ cấu tạo chung hệ thống phun xăng đánh lửa .4 Hình 2: Sơ đồ bố trí cảm biến hệ thống phun xăng điện tử Hình 3: Các thành phần hệ thống đánh lửa trực tiếp Hình 4: Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa trực tiếp Toyota Yarris .10 Hình 5: Vị trí ECU xe 10 Hình 6: Vị trí cuộn đánh lửa bu-gi .11 Hình 7: Cấu tạo cuộn đánh lửa IC 11 Hình 8: Dịng điện cuộn sơ cấp .12 Hình 9: Ngắt dịng vào cuộn sơ cấp 12 Hình 10: Tín hiệu thời điểm đánh lửa IGT 13 Hình 11: Tín hiệu phản hồi đánh lửa IGF .14 Hình 12: Trình tự đánh lửa .14 Hình 13: Cấu tạo bu-gi 15 Hình 14: Hệ thống nhiên liệu 18 Hình 15: Sơ đồ khối hệ thống nhiên liệu 18 Hình 16: Cụm bơm nhiên liệu vị trí chi tiết 19 Hình 17: Cấu tạo bơm .20 Hình 18: Lọc nhiên liệu 20 Hình 19: Bộ dập dao động 21 Hình 20: Bộ điều áp 21 Hình 21: Vịi phun nhiên liệu 22 Hình 22: Cấu tạo vịi phun 22 Hình 23: Ví trí đặt vịi phun 23 Hình 24: Lắp vòi phun ống phân phối .23 viii Hình 25: Hệ thống phun nhiên liệu trước bướm ga (TBi) 27 Hình 26: Phun phân tầng nhiên liệu (FSI) 28 Hình 1: Các hình chiếu đứng, bằng, cạnh khung giá đỡ 30 Hình 2: Hình 3D khung giá đỡ mơ hình 31 Hình 3: Sắt hộp 31 Hình 4: Tấm mica 32 Hình 5: Bánh xe 32 Hình 6: Nút bịt 32 Hình 7: Máy khoan 32 Hình 8: Máy cắt 33 Hình 9: Máy hàn 33 Hình 10: Ke chữ V 33 Hình 11: Dây rút 34 Hình 12: Thước đo cuộn 34 Hình 13: Cắt sắt 35 Hình 14: Hàn lại với 35 Hình 15: Phần khung hoàn chỉnh 36 Hình 16: Đo cắt phần chân giá đỡ 37 Hình 17: Khung phần chân giá đỡ 38 Hình 18: Phần chân giá đỡ 39 Hình 19: Khung giá đỡ 40 Hình 20: Tính toán thiết kế chi tiết điện hệ thống phun xăng đánh lửa 41 Hình 21: Sơ đồ mạch điện hệ thống phun xăng đánh lửa 41 Hình 22: Dây điện 42 ix Hình 23: Màng co 42 Hình 24: Ống bọc dây điện 42 Hình 25: Giắc 43 Hình 26: Giắc đực 43 Hình 27: Băng keo đen 43 Hình 28: Đồng hồ VOM 44 Hình 29: Máy hàn nhiệt 44 Hình 30: Kẹp cá sấu 44 Hình 31: Cuộn chì hàn 45 Hình 32: Xác định chân giắc hộp 45 Hình 33: Xác định chân giắc hộp 46 Hình 34: Đấu dây cho Bobin 47 Hình 35: Đấu dây cho kim phun 47 Hình 36: Đấu dây cho linh kiện 48 Hình 37: Đấu dây cho trục khuỷu cam 48 Hình 38: Đấu dây cho chân giắc đo kiểm 49 Hình 39: Đi bó cho dây 49 Hình 40: Kim phun 50 Hình 41: Ổ khóa 50 Hình 42: Cầu chì 50 Hình 43: Relay 51 Hình 44: Motor dẫn động 51 Hình 45: Bánh quay vị trí trục khuỷu 51 Hình 46: Bánh quay vị trí trục cam 52 Hình 47: Gối đỡ 52 x Hình 48: Dây curoa 52 Hình 49: Cảm biến trục cam 53 Hình 50: Cảm biến trục cam 53 Hình 51: Đèn Led 53 Hình 52: Bình Accu 53 Hình 53: Bộ mạch điều tốc 54 Hình 54: Thanh thép 54 Hình 55: Bulong đai ốc 54 Hình 56: Thước đo cuộn 55 Hình 57: Càng chữ L 55 Hình 58: Càng chữ C 55 Hình 59: Dây rút 56 Hình 60: Đánh dấu chi tiết 56 Hình 61: Dùng chữ C cố định Bobin 57 Hình 62: Cố định Bobin 57 Hình 63: Dùng dây rút cố định kim phun 58 Hình 64: Cố định xong kim phun 59 Hình 65: Cố định Led 59 Hình 66: Cố định hộp ECM 60 Hình 67: Cố định ổ khóa 61 Hình 68 Cố định Relay 61 Hình 69: Cố định cầu chì 62 Hình 70: Cố định hộp điều tốc 63 Hình 71: Dùng chữ L để cố định cảm biến 63 Hình 72: Cố định cảm biết trục khuỷu 64 xi Hình 73: Cố định cảm biến trục cam 65 Hình 74: Cố định giắc đo kiểm cho Bobin 65 Hình 75: Cố định giắc đo kiểm cho kim phun 66 Hình 76: Khoan lỗ đo kiểm cho ECM 67 Hình 77: Mơ hình hệ thống phun xăng đánh lửa 68 xii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT EFI Hệ thống phun xăng điện tử (Electronic Fuel Injection) ECU (ECM) Engine Control Unit ESA Đánh lửa sớm điện tử IC Integrated circuit xiii Hình 64: Cố định xong kim phun Bước 4: Khoan lỗ cho bốn Led kim phun Hình 65: Cố định Led Tiếp theo đo đường kính Led Chúng em dùng thước đo khoảng cách từ kim phun xuống Led bảng thiết kế hình 3.20 Sauk hi đo đánh dấu xong chúng em dùng khoan có đường kính mũi khoan mm để khoan lỗ cố định Led Bước 5: Tiếp theo khoan lỗ đánh dấu để dùng bu long đai ốc để cố định góc hộp ECM 59 Hình 66: Cố định hộp ECM Ở bước chúng em dùng bút để dánh dấu theo thiết kế ba lỗ hộp ECM Sau dùng khoan với đường kính mũi khoan mm để khoan lỗ cố định hộp Để cố định hộp ECM chúng em dùng bu long đai ốc với đường kính mũi khoan mm Tương tự bước cố định Bobin chúng em dùng tay giữ đai ốc tay dùng tơ vít vặn cố định bu long Bước 6: Tiếp theo đo đường kính ổ khóa để khoan lỗ cố định ổ khóa Ở bước chúng em dùng thước đo đường kính ổ khóa trước sau dùng bút đánh dấu cho ổ khóa bảng tính tốn đường kính ổ khóa 35 mm Sau chúng em dùng khoan với mũi khoan tháp khoan lỗ có đường kính trùng với kích thước ổ khóa để khoan lên bảng Ở bước không cần dùng bu long đai ốc ổ khóa vừa khít với lỗ khoan 60 Hình 67: Cố định ổ khóa Bước 7: Tiếp đến đo theo khoảng cách tính tốn phần tính, tiến hành đục lỗ để cố định Relay bảng Hình 68 Cố định Relay 61 Sau khoan xong cố định cho ổ khóa chúng em tiếp tục đo chiều dài rộng cho Relay Đầu tiên chúng em dùng bút thước để đánh dấu lên bảng sau chúng em dùng khoan để khoan bốn góc đánh dấu Tiếp theo chúng em dùng dũa để mài theo hình Relay để cố định Relay Bước 8: Đánh dấu cho cầu chì, đục lỗ để vừa với cầu chì khơng lỏng hay chặt tránh tình trạng bị rơi rớt Hình 69: Cố định cầu chì Tương tự bước chúng em dùng bút để đánh dấu dùng dũa để mài lỗ cho hộp cầu chì sau cố định cầu chì lên bảng thiết kế Bước 9: Sau cố định xong cầu chì cố định hộp điều tốc keo nến bố trí thiết kế Tận dụng hộp đựng đồ dùng hình 3.70 để bảo vệ mạch cho hộp điều tốc, Hộp điều tốc có núm vặn để điều chỉnh tốc độ đánh lửa bugi 62 Hình 70: Cố định hộp điều tốc Bước 10: Tiếp theo đo khoảng cách để cố định cảm biến vị trí trục khuỷu Cố định cảm biến chữ L giúp chắn Hình 71: Dùng chữ L để cố định cảm biến 63 Ở bước chúng em tiếp tục đo đánh dấu cho cảm biến trục khuỷu, khoan lỗ dùng chữ L cố định Cố định chữ L với cảm biến bu long đai ốc có kích thước mm, dùng tơ vít để vặn chặt cố định cảm biến Tiếp theo khoan lỗ để cố định bánh cảm biến trục khuỷu Dùng thép có đường kính mm để nối cố định bánh cảm biến với bảng hình 3.72 Hình 72: Cố định cảm biết trục khuỷu Bước 11: Cố định cảm biến trục cam Tương tự bước 10 chúng em tiếp tục đo khoảng cách từ cảm biến trục khuỷu đến trục cam sau đánh dấu dùng khoan khoan lỗ để cố định cảm biến trục cam, chúng em dùng chữ L để cố định cảm biến lại Tiếp theo dùng thép tương tụ cố định bánh cảm biến trục khuỷu để cố định bánh quay vị trí trục cam Giữa thép hai cảm biến chúng em có lắp thêm puly gồm 12 Con puly dùng để nối dấy dây Curoa để liên kết cảm biến trục khuỷu trục cam lại với 64 Hình 73: Cố định cảm biến trục cam Bước 12: Tiếp theo khoan lỗ đo cho giắc đo kiểm Bobin Hình 74: Cố định giắc đo kiểm cho Bobin 65 Chúng em xác định chân giắc Bobin sau dùng khoan để khoan lỗ giắc đo kiểm cho Bobin Chúng em dùng khoan mm để khoan lỗ cho giắc, em dùng giắc có màu đỏ đen lắp xen kẽ vừa tang tính thẩm mỹ vữa dễ dàng phân biệt chân âm dương Bobin Bước 13: Tiếp theo khoan lỗ đo cho giắc đo kiểm kim phun Hình 75: Cố định giắc đo kiểm cho kim phun Cũng tương tụ bước 12 chúng em đo xác định khoảng cách giắc kim phun sau dùng khoan mm khoan lỗ giắc đo kiểm cho kim phun Chúng em mua loại giắc có đai ốc nên chúng em dùng tay để vặn cố định giắc Bước 14: Tiếp theo đo khoảng cách theo phần bố trí linh kiện, khoan lỗ đo kiểm lại hộp ECM Ở bước chúng em bố trí giắc đo kiểm cho phù hợp với chân giắc Bobin hình 3.76 Sau dùng thước đo khoảng cách chân giắc dùng bút để đánh dấu dùng khoan có kích thước mũi khoan mm khoan lỗ chân giắc Tiếp theo lắp cố định chân giắc lên bảng tính tốn thiết kế 66 Hình 76: Khoan lỗ đo kiểm cho ECM Qua bước làm em hoàn thành xong phần thi cơng láp ráp mơ hình hoàn chỉnh Sau lắp xong chi tiết linh kiện lên bảng tính tốn thiết kế Sau chúng em dựng bảng lên ướm cố định bảng linh kiện với phần khung giá đỡ mà chúng em hồn thành trước Chúng em dùng ke chữ V với kích thước 80 x 80 mm để khoan vào bốn góc bảng vào với khung giá đỡ hình 3.77 Dưới hình mơ hình hồn chỉnh có mặt trước mắt sau nhóm chúng em Mặc dù trình thực nhóm chúng em cịn gặp nhiều khó khăn nhờ giúp đỡ thầy bạn nhóm chúng em hồn thiệt xong phần thi cơng lắp ráp mơ hình hệ thống phun xăng đánh lửa 67 Hình 77: Mơ hình hệ thống phun xăng đánh lửa 3.5.4 Kiểm tra thử nghiệm mơ hình Sau hồn tất mơ hình nhóm chúng em kiểm trai lại chi tiết linh kiện, chân giắc Chỗ cịn lỏng siết chặt lại Kiểm tra giá đỡ mơ hình có đứng vững hay khơng, có lung lay hay khơng Sau q trình thực nghiệm mơ hình bình accu, nhóm em nhận thấy mơ hình hoạt động tốt Thấy rõ thứ tự nổ Led, thứ tự nổ 1-3-4-2 Mặc dù hồn chỉnh mơ hình cịn mặt hạn chế như: motor quay yếu làm cho cảm biến có lúc khơng nhận tín hiệu Thơng qua mơ hình chúng em muốn thể thứ tự nổ Bobin Đồng thời nêu lên nguyên lý hoạt động quy trình hoạt động hệ thống phun xăng đánh lửa Tạo sở tiền đề để giúp sinh viên có hướng nghiên cứu sâu hệ thống 68 Chƣơng 4: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 4.1 Kết luận 4.1.1 Kết Nhóm chúng em hoàn thành mục tiêu đề ra: - Hiểu nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống phun xăng đánh lửa - Giới thiệu hệ thống phun xăng đánh lửa động 1NZ-FE xe Toyota Yaris 2008 - Tính tốn thiết kế phần khí mơ hình - Tính tốn thiết kế phần điện mơ hình - Hồn thành mơ hình hệ thống phun xăng đánh lửa - Viết báo cáo đồ án 4.1.2 Những mặt hạn chế đồ án Trong q trình thực mơ hình, cịn hạn chế thời gian, kinh phí, kinh nghiệm, tay nghề cịn nên q trình thực cịn gặp nhiều khó khăn việc hàn mài mối hàn Nhưng nhóm chúng em dự giúp đỡ từ thầy hướng dẫn nên chúng em hoàn thành tiến độ yêu cầu đặt Tuy vậy, cịn số thiếu sót nhỏ cần bổ sung sửa chữa thêm 4.2 Hƣớng phát triển đề tài Trong trình thực đề tài chúng em kết hợp kinh nghiệm thực tiễn, lý thuyết vễ sữa chữa ô tô để cố gắng cập nhật kiến thức Nhằm đáp ứng yêu cầu thầy đề Mặc dù trình thực chúng em cịn gặp nhiều khó khăn nhờ giúp đỡ thầy bạn bè nên nhóm chúng em hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ThS Nguyễn Văn Bản, sách “Động đốt trong”, trường Đại học Công Nghệ TP.HCM [2] TS Nguyễn Văn Nhanh, ThS Nguyễn Văn Bản, sách “Hệ thống điện điện tử ô tô”, trường Đại học Công Nghệ TP.HCM [3] Quang Hùng – Phạm Cường, sách “Special English for Automobile Engineering”, Nhà xuất Giao thông vận tải [4] http://doc.edu.vn/tai-lieu/do-an-nghien-cuu-he-thong-phun-xang-dien-tu-efidong-co-1nz-fe-1054 [5] http://greencar.vn/dong-co-xang/hieu-ve-he-thong-phun-xang-truc-tiep-gdi- tren-o-to [6] http://tailieu.vn/tag/he%20-hong-phun-xang-dien-tu.html [7] https://thietbig20.vn/bao-duong-he-thong-phun-xang-dien-tu-fi-can-luu-ynhung-gi 70 PHỤ LỤC Bản vẽ mạch điện hệ thống phun xăng đánh lửa 71 72 73 ... thống phun xăng đánh lửa đại 26 2.8.1 Thực trạng công nghệ giải pháp đánh lửa 26 Chƣơng 3: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA 29 3.1 Yêu cầu thông số kỹ thuật mơ hình ... MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Sơ đồ cấu tạo chung hệ thống phun xăng đánh lửa .4 Hình 2: Sơ đồ bố trí cảm biến hệ thống phun xăng điện tử Hình 3: Các thành phần hệ thống đánh lửa trực tiếp Hình. .. hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống phun xăng đánh lửa dịng xe tơ  Lựa chọn phương án thiết kế phần khí, phần điện mơ hình hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử  Tính tốn thiết kế phần