Xây dựng hệ thống các bài kiểm tra chẩn đoán hệ thống điện động cơ toyota 4gr fse

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp em nhận giúp đỡ nhiệt tình thầy môn Công nghệ ô tô Hệ thống cảm biến, bạn bè gia đình Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy môn Công nghệ ô tô Hệ thống cảm biến trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ em suốt trình học tập Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới ThS Phạm Quốc Thịnh, thầy quan tâm, bảo, hướng dẫn em tận tình suốt trình em thực đồ án Cuối em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè quan tâm, động viên giúp đỡ để em hoàn thành tốt đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2016 Sinh viên Vũ Hồng Long LỜI CAM ĐOAN Tơi: Vũ Hoàng Long xin cam đoan:  Đồ án tốt nghiệp thành từ nghiên cứu hoàn toàn thực tế sở số liệu thực tế thực theo hướng dẫn giáo viên hướng dẫn  Đồ án thực hoàn toàn mới, thành riêng tôi, không chép theo đồ án tương tự  Mọi tham khảo sử dụng đồ án trích dẫn nguồn tài liệu báo cáo danh mục tài liệu tham khảo  Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế nhà trường, xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Thái Nguyên, ngày tháng năm 2016 Sinh viên Vũ Hoàng Long MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU vi CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ CHẨN ĐOÁN 1.1 Khái niệm chẩn đoán trạng thái kỹ thuật 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Các loại thông số dùng chẩn đoán 3 1.1.3 Các điều kiện để thơng số dùng làm thơng số chẩn đốn 1.1.4 Độ tin cậy 1.1.5 Lý thuyết chẩn đoán 1.2 Các phương pháp chẩn đoán 11 1.2.1 Các phương pháp chẩn đoán đơn giản11 1.2.2 Tự chẩn đoán 17 1.3 Chẩn đoán số hệ thống điện tơ 22 1.3.1 Chẩn đốn hệ thống khởi động 22 1.3.2 Chẩn đoán hệ thống đánh lửa 24 1.3.3 Chẩn đoán hệ thống làm mát 27 1.3.4 Chẩn đoán hệ thống nhiên liệu động xăng 29 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ TOYOTA 4GR-FSE 36 2.1 Tổng quan động 4GR-FSE 36 2.1.1 Giới thiệu36 2.1.2 Hệ thống D-4 (động xăng kỳ phun trực tiếp) 2.2 Hệ thống đánh lửa 36 37 2.2.1 Bô bin đánh lửa 38 2.2.2 Bugi 39 2.3 Hệ thống khởi động 39 2.4 Hệ thống sạc 41 2.5 Hệ thống phun nhiên liệu 44 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CÁC BÀI KIỂM TRA, CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ TOYOTA 4GR-FSE 45 3.1 Giới thiệu chung mơ đun thực hành thí nghiệm động 4GR-FSE 45 3.1.1 Đặc tính kỹ thuật45 3.1.2 Nội dung thực hành mơ đun thực hành thí nghiệm động 4GR-FSE 46 3.2 Xây dựng kiểm tra, chẩn đoán hệ thống điện động mô đun thực hành động 4GR-FSE 47 3.2.1 Bài 1: Hệ thống tự chẩn đoán động 47 3.2.2 Bài 2: Kiểm tra ắc quy 50 3.2.3 Bài 3: Kiểm tra thời điểm đánh lửa ban đầu 52 3.2.4 Bài 4: Đo tín hiệu IGTx, IGF 53 3.2.5 Bài 5: Đo tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu cảm biến vị trí trục cam 55 3.2.6 Bài 6: Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát 56 3.2.7 Bài 7: Kiểm tra cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp 58 3.2.8 Bài 8: Kiểm tra cảm biến áp suất đường khí nạp 59 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Quan hệ entropi cụm (X) với hàm độ tin cậy [1] Hình 1.2: Kiểm tra độ rơ hệ thống lái [1] 13 Hình 1.3: Ống nghe, dị âm [1] 14 Hình 1.4: Một số dụng cụ đo điện thơng dụng [1] 16 Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý hình thành hệ thống tự chẩn đốn [1] 18 Hình 1.6: Sơ đồ điển hình hệ thống điều khiển tự động chuyển số[1] Hình 1.7: Sơ đồ khối hệ thống điện [1] 19 20 Hình 1.8: Các ví dụ mã chẩn đốn [1] 21 Hình 1.9: Màn hình giao diện đầu nối NISSAN, VOLVO [1] 22 Hình 1.10: Hệ thống khởi động điện CT130 - A3 [1] 23 Hình 1.11: Kiểm tra thời điểm đánh lửa đèn hoạt nghiệm [1] 25 Hình 1.12: Sơ đồ hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng [1] 27 Hình 1.13: Bơm xăng [1] 30 Hình 1.15: Hệ thống dùng dầu bơm xăng chế hịa khí thiết bị MBKV-2[1] 33 Hình 1.16: Hệ thống kiểm tra chế hồ khí dùng nước thiết bị MBKV2[1] 35 Hình 2.1: Động 4GR-FSE [3] 36 Hình 2.2: Động xăng kỳ [3] 37 Hình 2.4: Hệ thống đánh lửa trực tiếp [3] 38 Hình 2.5: Mặt cắt bơ bin đánh lửa [3]38 Hình 2.6: Cấu tạo bugi [3] 39 Hình 2.7: Máy khởi động [3] 40 Hình 2.8: Cấu tạo motor giảm tốc hành tinh – rotor đoạn dẫn [3] Hình 2.9: Mặt cắt ngang phần vịng [3] 41 Hình 2.10: Máy phát kiểu dây dẫn đoạn [3] 41 Hình 2.11: Máy phát loại thường [3] 42 40 Hình 2.12: Stator máy phát kiểu dây dẫn đoạn [3] 42 Hình 2.13: Sơ đồ hệ thống sạc [3] 42 Hình 2.14: Hai dây ba pha [3] 43 Hình 2.15: Cuộn dây ba pha [3] 43 Hình 2.16:Điện áp cuộn dây kép [3] 43 Hình 2.17: Điện áp cuộn dây đơn [3] 43 Hình 2.18: Sơ đồ hệ thống phun nhiên liệu [3] 44 Hình 3.1: Mơ đun thực hành động 4GR-FSE 45 Hình 3.2: Hệ thống đánh lỗi lỗ cắm kiểm tra mô đun thực hành động 4GR-FSE 46 Hình 3.3: Đọc mã chẩn đốn hư hỏng 48 Hình 3.4: Kiểm tra mã chuẩn đoán máy kiểm tra 49 Hình 3.5: Kiểm tra mắt 51 Hình 3.6: Đo điện áp ắc quy 51 Hình 3.7: Kiểm tra thời điểm đánh lửa 53 Hình 3.8: Sơ đồ hệ thống đánh lửa động 4GR-FSE 54 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Trị số entrơpi đối tượng có trạng thái kỹ thuật khác [1] Bảng 1.2: Ma trận chẩn đoán C [1] 10 Bảng 1.3: Ma trận xác suất tin tức [1] 10 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ECU Electronic Control Unit EFI Electronic Fuel Injection IGF Ignition Feedback THA Temperature Heat Air THW Temperature Heat Water VVT-i Variable Valve Timing-intelligent V Volt ABS Anti-Brake System PS Planetary Reduction-Segment Conductor Motor A/T Automatic Transmission DOHC Double Overhead Camshafts DIS Direct Ignition System ACIS Acoustic Control Induction System SCV Swirl Control Valve ECM Engine Control Module ETCS-i Electronic Throttle Control System-intelligent D-4 Direct Injection 4-Stroke Gasoline Engine MỞ ĐẦU  Lý chọn đề tài Ngày nay, mà khoa học kỹ thuật phát triển vũ bão ứng dụng cơng nghệ tiên tiến ô tô ngày nhiều Trong khơng thể thiếu thiết bị tiện nghi xe, nhu cầu sử dụng xe ngày khắt khe người ta ngày quan tâm đến xe trang bị hệ thống đại, mà khơng thể thiếu thiết bị điện, điện tử Ngược trở lại năm 1950 sớm nữa, xe trang bị ắc quy 6V sạc điện áp 7V Dĩ nhiên, xe cổ không cần nhiều điện việc chiếu sáng Giữa thập kỷ 50, việc chuyển sang trang bị ắc quy 12V sạc điện lớn Trên xe đại ngày nay, ngồi cung cấp điện để chiếu sáng cịn cung cấp điện cho hệ thống điện đại phúc vụ cho nhu cầu giải trí: Hệ thống âm thanh, Radio, hệ thống an toàn xe: ABS, hệ thống chống trộm, hệ thống túi khí an tồn, hệ thống kiểm soát động đặc biệt hệ thống khởi động, hệ thống sấy, hệ thống cung cấp điện có vai trò quan trọng Các hệ thống đại nâng giá trị ô tô lên cao người khơng dừng đó, ước mơ lớn để xe thật thân thiện với người sử dụng, đến lúc ngồi xe ta có cảm giác thật thoải mái, giảm đến mức tối thiểu thao tác người lái xe, hoạt động xe kiểm soát điều chỉnh cách hợp lí Xuất phát từ lí trên, em xin mạnh dạn nhận đề tài: “Xây dựng hệ thống kiểm tra, chẩn đoán hệ thống điện động Toyota 4GR-FSE”  Mục đích nghiên cứu Đề tài: “Xây dựng hệ thống kiểm tra, chẩn đoán hệ thống điện động Toyota 4GR-FSE” thực nhằm mục đích:  Tìm hiểu chung hệ thống điện động ô tô nhằm cung cấp kiến thức hệ thống điện động cho người học  Tìm hiểu hệ thống điện động tơ với nội dung tìm hiểu cấu tạo nguyên lý hoạt động cụm chi tiết chính, hệ thống điện động  Kiểm tra, chẩn đoán hệ thống điện động Toyota 4GR-FSE Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tài liệu, sách hướng dẫn hệ thống điện động xe ô tô - Tra cứu internet - Quan sát, thực hành động Toyota 4GR-FSE 10 Hình 3.6: Đo điện áp ắc quy Thực hiện:  Bật đèn đầu lên pha vài phút để loại bỏ nạp bề mặt  Tắt đèn đầu nối đồng hồ qua hai cực bình ắc quy  Đọc giá trị điện áp Một bình ắc quy nạp đầy có giá trị 12.6 V Ngược lại bình ắc quy hỏng điện áp 12V  Khi ắc quy kết nối vào hệ thống tải ô tô chưa bặt khóa điện  Khi ắc quy kết nối vào hệ thống tải tơ bật khóa điện  Khi khởi động động Nhận xét kết đo 75  Thực hành 4: Đo dòng điện độ sụt áp ắc quy - Bước 1: Đo dòng điện điện áp ắc quy bật khóa điện - Bước 2: Đo dịng điện độ sụp áp ắc quy khởi động động Nhận xét độ sụt áp, dòng điện ắc quy 3.2.2.5 Kết luận (Đưa kết luận sau thực hiện) 3.2.3 Bài 3: Kiểm tra thời điểm đánh lửa ban đầu 3.2.3.1 Mục đích Xác định thời điểm đánh lửa góc đánh lửa động 3.2.3.2 An toàn - Tránh nối tắt nhầm cực mạch - Kiểm tra lại mối nối để tránh chập mạch, chạm mass 3.2.3.3 Chuẩn bị dụng cụ Thiết bị kiểm tra góc đánh lửa 3.2.3.4 Các bước thực - Bước 1: Cho động chạy để hâm nóng lên nối tắt cực TE1 E1 DLC1, TC CG DLC3 - Bước 2: Nối kẹp đèn soi thời điểm đánh lửa vào mạch nguồn cuộn đánh lửa - Bước 3: Kiểm tra thời điểm đánh lửa với bướm ga đóng hồn tồn + Thời điểm đánh lửa ban đầu cài đặt cách nối tắt cực TE1 E1 DLC1, TC CG DLC3 + Có hai kiểu kẹp đèn soi thời điểm đánh lửa: kiểu dị theo Đóng/Ngắt dịng sơ cấp kiểu theo điện áp thứ cấp + Vì thời điểm đánh lửa đặt sớm bướm ga mở, nên bướm ga cần kiểm tra xem đóng hồn tồn chưa Thời điểm đánh lửa ban đầu khơng chuẩn xác làm giảm cơng suất động 76 cơ, tăng tiêu hao nhiên liệu kích nổ  Bước 4: Xác định góc đánh lửa động Sau xác định thời điểm đánh lửa ban đầu, tắt khóa điện, rút kết nối TE1 E1 (hay TC với CG); tiếp tục khởi động động để xác định thời điểm đánh lửa (góc đánh lửa) + Ở chế độ khơng tải + Tăng dần vịng quay động đến 2000 vòng/phút Ghi lại kết đánh giá kết thu Hình 3.7: Kiểm tra thời điểm đánh lửa 3.2.3.5 Kết luận (Đưa kết luận sau thực hiện) 3.2.4 Bài 4: Đo tín hiệu IGTx, IGF 3.2.4.1 Mục đích Kiểm tra xác định tín hiệu Igniter ECU động 3.2.4.2 An toàn - Tránh nối tắt nhầm cực mạch - Kiểm tra lại mối nối để tránh chập mạch, chạm mass 77 3.2.4.3 Chuẩn bị dụng cụ Máy đo oscilloscope 78 3.2.4.4 Các bước thực 79 Hình 3.8: Sơ đồ hệ thống đánh lửa động 4GR-FSE  Bước 1: Sử dụng kênh CH1 oscilloscope đo tín hiệu IGT1, IGT2: IGT1, IGT2E1 kênh CH2 đo tín hiệu IGF1, IGF2: IGF1 (chân C7)E1 với IGT1 (chân C13), IGT2 (Chân A17), IGF2 (Chân C6) E1  Bước 2: Điều chỉnh oscilloscope V/DIV, 10ms/DIV;  Bước 3: Động chạy khơng tải (khoảng 700 vịng/phút);  80  Bước 4: Vẽ dạng tín hiệu: - Bước 5: Lần lượt tắt tín hiệu IGT1, IGT2 ghi nhận tượng 3.2.4.5 Kết luận (Đưa kết luận sau thực hiện) 3.2.5 Bài 5: Đo tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu cảm biến vị trí trục cam 3.2.5.1 Mục đích Kiểm tra xác định tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu cảm biến vị trí trục cam 3.2.5.2 An tồn - Tránh nối tắt nhầm cực mạch - Kiểm tra lại mối nối để tránh chập mạch, chạm mass 3.2.5.3 Chuẩn bị dụng cụ Máy đo oscilloscope 3.2.5.4 Các bước thực  Bước 1: Sử dụng kênh CH1 oscilloscope đo tín hiệu từ cảm biến vị trí trục cam: G1NE- kênh CH2 đo tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu: NENE với G1 81 (chân ), NE (Chân A32) NE- (Chân A31)  Bước 2: Điều chỉnh oscilloscope V/DIV, 20ms/DIV;  Bước 3: Động chạy khơng tải (khoảng 700 vịng/phút)  Bước 4: Vẽ dạng tín hiệu: Nhận xét tín hiệu đo (Tín hiệu từ cảm biến trục cam, vị trí trục khuỷu) Số cảm biến vị trí trục cam, trục khuỷu vị trí lắp đặt  Bước 5: Tăng ga để thấy thay đổi tín hiệu  Bước 6: Lần lượt ngắt tín hiệu NE, NE-, G1 ghi nhận kết thu được? Nhận xét 3.2.5.5 Kết luận (Đưa kết luận sau thực hiện) 3.2.6 Bài 6: Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát 3.2.6.1 Mục đích Kiểm tra khả hoạt động cảm biến nhiệt độ nước làm mát 3.2.6.2 An toàn Khi kiểm tra trạng thái cơng tắc máy vị trí ON cần phải cẩn thận 82 tránh gây chạm mass 3.2.6.3 Chuẩn bị dụng cụ Đồng hồ số 3.2.6.4 Các bước thực  Bước 1: Dùng ôm kế đo điện trở cực THW (C20) với E2 (A28) đem giá trị đo so sánh với giá trị tiêu chuẩn: Nhiệt khí nạp oC Điện trở (KΩ) Điện áp (V) -20 16 4,3 5,9 3,4 20 2,5 2,4 40 1,2 1,5 60 0,6 0,9 80 0,3 0,5 100 0,2 0,3  Bước 2: Kiểm tra mạch cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cực THW E2 Điều kiện THW(V) Hở mạch 5V Ngắn mạch 0V Hở mạch 5V Mất mass V tăng  Bước 3:Dùng đồ hồ đo điện áp THW E2 bảng nối dây động 4GR-FSE theo bảng sau đánh giá kết nhận được: Nhiệt độ khơng khí nạp Động nguội 20 oC Động nóng 80 oC 83 Điện áp - Bước 4: Thực điều chỉnh tín hiệu THW cấp cho ECU thơng qua biến trở công tắc panel thực hành quan sát hoạt động động ghi lại kết quả, đánh giá hoạt động động 3.2.6.5 Kết luận (Đưa kết luận sau thực hiện) 84 3.2.7 Bài 7: Kiểm tra cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp 3.2.7.1 Mục đích Kiểm tra khả hoạt động cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp 3.2.7.2 An tồn Khi kiểm tra trạng thái công tắc máy vị trí ON cần phải cẩn thận tránh gây chạm mass 3.2.7.3 Chuẩn bị dụng cụ Đồng hồ số 3.2.7.4 Các bước thực - Bước 1: Dùng ôm kế đo điện trở cực THA (C25) với E2 (A28) đem giá trị đo so sánh với giá trị tiêu chuẩn: Nhiệt khí nạp oC Điện trở (KΩ) Điện áp (V) -20 16 4,3 5,9 3,4 20 2,5 2,4 40 1,2 1,5 60 0,6 0,9 80 0,3 0,5 100 0,2 0,3 Nếu điện trở cực không tiêu chuẩn ta nên thay cảm biến  Bước 2: Kiểm tra mạch cảm biến nhiệt độ khơng khí Cực Điều kiện THA (V) THA Hở mạch 5V Ngắn mạch 0V Hở mạch 5V Mất mass V tăng E2 85 86  Bước 3: Dùng đồ hồ đo điện áp THA E2 bảng nối dây động 4GR-FSE theo bảng sau đánh giá kết nhận được: Nhiệt độ không khí nạp Điện áp Động nguội 20 oC Động nóng 80 oC  Bước 4: Thực điều chỉnh tín hiệu THA cấp cho ECU thơng qua biến trở công tắc panel thực hành quan sát hoạt động động ghi lại kết quả, đánh giá hoạt động động 3.2.7.5 Kết luận (Đưa kết luận sau thực hiện) 3.2.8 Bài 8: Kiểm tra cảm biến áp suất đường khí nạp 3.2.8.1 Mục đích Kiểm tra khả hoạt động cảm biến áp suất đường khí nạp 3.2.8.2 An tồn  Trước tháo giắc khỏi cảm biến để kiểm tra phải tắt cơng tắc máy  Khi có tượng chập mạch phải tắt công tắc máy kịp thời 3.2.8.3 Chuẩn bị dụng cụ Đồng hồ số 3.2.8.4 Các bước tiến hành - Bước 1: Kiểm tra điện áp cung cấp cho cảm biến: Tháo giắc cảm biến, bật khóa điện ON dùng đồng hồ đo hai cực VC E2 (A28) giắc cảm biến áp xuất đường khí nạp - Bước 2: Kiểm tra điện áp cảm biến: Bật khóa điện vị trí ON, khởi động động Tiến hành đo chân PIM với E2 (A28) panel ghi lại kết quả: Trạng thái động Chạy không tải 87 1000 vòng/phút 2000 vòng/phút Điện áp PIM  Bước 3: Kiểm tra điệp áp PIM trường hợp hở mạch, ngắn mạch 3.2.8.5 Kết luận (Đưa kết luận sau thực hiện) KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN  KẾT LUẬN Đề tài: “Xây dựng hệ thống kiểm tra, chẩn đoán hệ thống thống điện động Toyota 4GR-FSE” tìm hiểu hệ thống điện động Toyota 4GR-FSE xây dựng số kiểm tra chẩn đoán động 4GR-FSE Tuy nhiên tồn tài liệu mơ đun thực hành viết tiếng Nhật nên khó khăn q trình thực đề tài Mơ đun thực hành Toyota 4GR-FSE có hệ thống đánh lỗi, lỗ cắm kiểm tra nên thuận lợi cho việc thiết kế thực hành  HƯỚNG PHÁT TRIỂN Trên sở đề tài em xin có khuyến nghị để phát triển hướng đề tài sau: Xây dựng hệ thống chẩn đốn chung cho dịng xe Toyota cho hệ thống động xăng 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT [1] Trần Thanh Hải Tùng – Nguyễn Lê Châu Thành, Chẩn đốn trạng thái kỹ thuật tơ [2] Phần mềm chương trình đào tạo kỹ thuật viên Toyota – Toyota Service Training TÀI LIỆU TIẾNG ANH [3] Lexus IS250, 220D 4GR-FSE, GSIC - Global Service Information Center [4] Tom Denton, Automobile Electrical and Electronic Systems 89