(Đồ án hcmute) chuyên đề hệ thống điện điều khiển động cơ xăng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ CHUYÊN ĐỀ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ XĂNG GVHD: ThS HUỲNH QUỐC VIỆT SVTH: VŨ ĐỨC THẮNG VÕ ANH PHI SKL010581 Tp.Hồ Chí Minh,Tháng 12/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ XĂNG SVTH : VŨ ĐỨC THẮNG : VÕ ANH PHI GVHD : TH.S HUỲNH QUỐC VIỆT Khóa : 2015 – 2018 Ngành : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ TPHCM, tháng 12 năm 2022 MSSV: 18145242 MSSV: 15145111 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ XĂNG SVTH : VŨ ĐỨC THẮNG : VÕ ANH PHI GVHD : TH.S HUỲNH QUỐC VIỆT Khóa : 2015 – 2018 Ngành : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ TPHCM, tháng 12 năm 2022 MSSV: 18145242 MSSV: 15145111 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 12 năm 2022 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: CHUYÊN ĐỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ XĂNG Sinh viên thực hiện: Họ tên SV1: Vũ Đức Thắng Họ tên SV2: Võ Anh Phi MSSV: 18145242 MSSV: 15145111 I NỘI DUNG: - Nghiên cứu cảm biến động xăng Nghiên cứu hệ thống nạp động xăng Nghiên cứu hệ thống nhiên liệu động xăng Nghiên cứu hệ thống đánh lửa động xăng II TÀI LIỆU THAM KHẢO: - Giáo trình thực tập động xăng Tài liệu Toyota Sách “ Điện động điều khiển động cơ” Automotive Fuel and Emissions Control System III TRÌNH BÀY: thuyết minh đồ án Upload ấn phẩm lên Google Drive (Hồ sơ NCKH, file word, powerpoint ĐATN) IV THỜI GIAN THỰC HIỆN: - Ngày bắt đầu: 23.09.2022 Ngày hoàn thành: 23.12.2022 TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: VŨ ĐỨC THẮNG MSSV: 18145242 Họ tên sinh viên: VÕ ANH PHI MSSV: 15145111 Tên đề tài: CHUYÊN ĐỀ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ XĂNG Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Giảng viên hướng dẫn: TH.S HUỲNH QUỐC VIỆT NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không:……………………………………………… Đánh giá loại: Điểm: …………… (Bằng chữ ) Tp HCM, ngày … tháng… năm 2022 Giảng viên hướng dẫn ii Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên: VŨ ĐỨC THẮNG MSSV: 18145242 Họ tên sinh viên: VÕ ANH PHI MSSV: 15145111 Tên đề tài: CHUYÊN ĐỀ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ XĂNG Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Giảng viên phản biện: TS NGUYỄN VĂN TRẠNG NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không: ……………………………………………… Đánh giá loại: Điểm: …………… (Bằng chữ……………………………………………… ) Tp HCM, ngày … tháng… năm 2022 Giảng viên phản biện iii Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM LỜI CẢM ƠN Thành công cá nhân tạo mà cịn gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ nhiều người khác Trong suốt thời gian học tập giảng đường đại học nhóm tác giả nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ q thầy cơ, gia đình bạn bè Nhóm xin gửi đến q thầy Khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao Khoa Cơ Khí Động Lực – Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM nhiệt tình việc truyền đạt vốn kiến thức quý báu giúp đỡ chúng em nhiều thời gian thực nghiên cứu khoa học Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn Th.S Huỳnh Quốc Việt tận tâm, bảo nhóm qua buổi học lớp buổi nói chuyện, thảo luận lĩnh vực chuyên ngành Một lần nữa, nhóm xin chân thành cảm ơn thầy Mặc dù đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, nhóm tác giả mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý thầy cô bạn học lớp giúp cho đồ án tốt nghiệp nhóm hồn thiện Lời sau cùng, nhóm tác giả xin kính chúc q thầy Khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao Khoa Cơ Khí Động Lực – Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM nhiều sức khỏe, niềm tin, vững bước dìu dắt hệ sinh viên - sinh viên ưu tứu Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Nhóm sinh viên thực Vũ Đức Thắng Võ Anh Phi iv Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM LỜI NÓI ĐẦU Ngày với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật ngành cơng nghệ kỹ thuật tơ có vươn lên mạnh mẽ Hàng loạt hãng ôtô cạnh tranh cho dòng xe với nhiều mẫu mã khác Hàng loạt linh kiện bán dẫn, thiết bị điện tử trang bị động ôtô nhằm mục đích giúp tăng cơng suất động cơ, giảm suất tiêu hao nhiên liệu đặc biệt ô nhiễm mơi trường khí thải tạo nhỏ Cùng với hàng loạt ưu điểm khác mà động đốt đại đem lại cho công nghệ chế tạo ôtô Việc khảo sát cụ thể “Hệ thống điện điều khiển động xăng’’ giúp nhóm tác giả có nhìn cụ thể hơn, sâu sắc vấn đề Đây lý khiến nhóm tác giả chọn đề tài làm đề tài tốt nghiệp với mong muốn góp phần nghiên cứu sâu hệ thống điều khiển động xăng, để từ đưa giải pháp vấn đề hư hỏng thường gặp hệ thống động Do kiến thức nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp nhóm khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy cô giáo môn bảo để đồ án nhóm tác giả hồn thiện Cuối nhóm xin gửi lời cảm ơn đến Th.S Huỳnh Quốc Việt giảng viên hướng dẫn đề tài chúng em, thầy cô môn Động Cơ - Khoa Cơ Khí Động Lực – Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM tất bạn sinh viên giúp chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp v Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN iv LỜI NÓI ĐẦU v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT x DANH MỤC HÌNH ẢNH xi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xvi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI .1 1.1 Lý chọn đề tài: .1 1.2 Tình hình nghiên cứu đề tài: 1.2.1 Trong nước 1.2.2 Ngoài nước 1.3 Mục đích đề tài 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Ý nghĩa khoa học tính cấp thiết đề tài 1.7 Giới hạn đề tài 1.8 Kết dự kiến đạt CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG CÁC CẢM BIẾN 2.1 Cảm biến nhiệt độ .5 2.1.1 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động (ECT) 2.1.1.1 Cấu tạo chức 2.1.1.2 Nguyên lý hoạt động .7 2.1.1.3 Kiểm tra cảm biến ECT 2.1.2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT) .11 2.1.2.1 Cấu tạo chức 11 2.1.2.2 Nguyên lý hoạt động 12 2.1.2.3 Kiểm tra cảm biến IAT 13 2.1.3 Cảm biến nhiệt độ khí thải (EGTS) 14 2.1.3.1 Cấu tạo chức 14 2.1.3.2 Nguyên lý hoạt động .14 2.1.4 Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu (FTS) 15 vi Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM Tương tư, tín hiệu IGT2 điều khiển transistor T2 để thực điều khiển đánh lửa cho máy số số Trong chu kỳ làm việc động cơ, ECU cung cấp hai tín hiệu IGT1, hai tín hiệu IGT2 Mạch tạo tín hiệu IGF có chức tương tự hệ thống đánh lửa điện tử dùng chia điện 5.3.2.2 Kiểm tra chẩn đoán phận hệ thống:  Kiểm tra điện trở bobine: để kiểm tra điện trở bobine ta dùng đồng hồ VOM đo điện trở hai đầu cuộn sơ cấp hai đầu cuộn thứ cấp So sánh với thông số nhà sản xuất để đánh giá tình trạng bobine Hình 20: Kiểm tra điện trở bobine  Kiểm tra dây cao áp: dây cao áp hệ thống đánh lửa bobine đơi quang trọng, hư hỏng dây dẫn đến lửa sai lửa cặp máy 145 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM Hình 21: Kiểm tra dây cao áp  Kiểm tra điện cực cao áp bobine: phải truyền tải dòng điện cao áp liên tục, điện cực bobin dễ bị oxy hóa, rổ, mòn,… Đây nguyên nhân gây hư hỏng đặc biệt với xe vùng khí hậu nhiệt đới Hình 22: Kiểm tra điện cực cao áp bobine  Kiểm tra bugi: bugi hệ thống đánh lửa bobine đôi cần kiểm tra thường xun hư hỏng, khơng đảm bảo bugi gây ảnh hưởng đến cặp máy Do có đánh lửa “ngược cực” nên điện cực cặp bugi bobine mòn khác 146 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM Hình 23: Kiểm tra khe hở bugi  Kiểm tra tín hiệu IGC Igniter: Đặt que dương máy đo xung vào dây tín hiệu IGC Igniter que âm vào mass Tín hiệu IGC theo nguyên lí dương chờ (Ground side control), điện áp = 0V hoạt động tốt Nếu khơng thay Igniter Kiểm tra dây tín hiệu IGC đến bobin Dùng Ohm kế đo đầu dây, điện trở < 1Ω Hình 24: Tín hiệu IGC Igniter 5.3.3 Hệ thống đánh lửa mobine đơi tích hợp IC: Để hệ thống đánh lửa gọn hơn, người ta bố trí Igniter bên bobine Ở kiểu bobine tích hợp Igniter Nguyên lý làm việc hệ thống hoàn toàn giống kiểu Igniter đặt bên bobine 147 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM Hình 25: Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa bobine đơi tích hợp IC 5.4 Hệ thống đánh lửa trực tiếp: 5.4.1 Tổng quan hệ thống: Để tránh tổn thất lượng tia lửa điện phóng qua khe hở bugi cuối kì thải hệ thống đánh lửa sử dụng bobine đôi, đồng thời để tăng khả chống nhiễu điện từ, người ta sử dụng hệ thống đánh lửa trực tiếp (Direct Ignition System) Ở hệ thống bobine đặt trực tiếp vào đầu bugi Số lượng bobine bằng số xy-lanh động 148 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM Hình 26: Cấu trúc hệ thống đánh lửa trực tiếp Igniter bố trí bên bobine, bên ECU bố trí bên ngồi Cách bố trí khác nguyên lí hoạt động hệ thống đánh lửa trực tiếp Trong chu kì làm việc động cơ, số tín hiệu IGT bằng số xy-lanh động Mỗi tín hiệu IGT điều khiển bobine theo thứ tự công tác động 149 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM 5.4.2 Loại IC tích hợp bobine: 5.4.2.1 Cấu tạo chức năng: Hình 27: Cấu trúc hệ thống đánh lửa sử dụng Bobine tích hợp IC đánh lửa Cấu trúc hệ thống đánh lửa trực tiếp bobine đơn tương tự hệ thống đánh lửa khác gồm: Nguồn accquy, cơng tắc điện, ECU, bugi, bobine tích hợp Igniter, cảm biến G, cảm biến Ne loại cảm biến khác, … Bobine đơn tích hợp igniter sử dụng hệ thống có cấu trúc đơn giản, gồm cuộn sơ cấp (màu xanh) có tiết diện to cuộn thứ cấp (màu đỏ) quấn vịng, cuộn thứ cấp (màu đỏ) tiết diện bé quấn nhiều vòng, bobine gắn trực tiếp với bugi tương ứng với máy bobine Do bobine tích hợp với IC đánh lửa nên kiểm tra chẩn đốn kiểm tra cụm, thay phải thay bobine IC Mỗi bobine tần suất làm việc bằng phần nhỏ so với có delco nên gọn kiểm tra sửa chữa đơn giản 150 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM 5.4.2.2 Nguyên lý hoạt động: Về mặt ngun lí hoạt động loại đánh lửa trực tiếp sử dụng bobine đơn tích hợp IC hoạt động tương tự loại đánh lửa có delco, nhiên loại bobine đơn khơng sử dụng tín hiệu đánh lửa mà máy có tín hiệu IGT riêng Hình 28: Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa trực tiếp Khi có hiệu G, NE ECU phát xung 5V điều khiển transistor cấp tín hiệu IGT cho IC đánh lửa, lúc có dịng điện 12V chạy qua cuộn sơ cấp bobine; đến thời điểm đánh lửa ECU ngắt dịng 5V 0V, tín hiệu IGT làm dòng điện cuộn sơ cấp giảm đột ngột sinh dòng điện tự cảm cuộn thứ cấp phát tia lửa điện bugi 151 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM Hình 29: Tín hiệu IGF hệ thống đánh lửa trực tiếp Đối với hệ thống đánh lửa trực tiếp, mạch IGF nối với transistor công suất IC Khi bật cơng tắc máy transistor cơng suất khơng dẫn tín hiệu IGF 5V; có tín hiệu IGT transistor cơng suất dẫn tín hiệu IGF lúc 0V Trên hình ta thấy xung IGT IGF ngược nhau, số xung IGF bằng tổng số xung IGT 5.4.3 Loại IC tích hợp ECU:  Ở hệ thống này, Igniter tích hợp bên ECU Mỗi bơ-bin có dây (1 dây nguồn dây đưa ECU để điều khiển đóng ngắt) Mỗi bơ-bin cung cấp lượng đánh lửa cho máy  Về nguyên lý hoạt động hệ thống hoạt động tương tự loại IC tích hợp bobine 152 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM Hình 30: Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp kiểu IC tích hợp ECU 5.4.4 Loại IC đặt rời: Hình 31: Bobine có IC rời ECU vào tín hiệu từ cảm biến cho tín hiệu IGT1, IGT2, IGT3 IGT4 để điều khiển igniter Igniter điều khiển dịng điện qua cuộn sơ cấp bơ-bin theo thứ tự công tác động Mạch IGF kiểm tra có dịng điện 153 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM qua cuộn sơ cấp hay không điều khiển mạch điện điều khiển kim phun (lưu ý hãng khác khơng có tín hiệu IGF) Hình 32: Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp có IC rời 5.4.5 Chẩn đốn hệ thống đánh lửa trực tiếp: Hệ thống đánh lửa trực tiếp Direct Ignition System - DIS loại bỏ nhiều thiết bị so với hệ thống đánh lửa trước Ví dụ: • Vì cảm biến tín hiệu G NE cố định vị trí nên khơng thể điều chỉnh thời gian đánh lửa • Khi phận đánh lửa lắp vào cuộn dây đánh lửa, thực kiểm tra điện trở cuộn dây Một cuộn dây phải xác định bằng cách kiểm tra chức khác cuộn dây mạch đánh lửa Bước chẩn đốn ln ln để kết nối Techstream quan sát danh sách liệu lúc động chạy điều kiện khác 154 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM Các chẩn đoán ban đầu khác bao gồm: • Đảo đánh lửa • Kiểm tra tia lửa bằng thiết bị kiểm tra tia lửa • Kiểm tra + B cuộn quay trục khuỷu • Kiểm tra tín hiệu IGF ECM • Kiểm tra mát 5.5 Câu hỏi ôn tập Câu 1: Trình bày nguyên lý hoạt động hệ thống đánh lửa sử dụng mobine đơi Câu 2: Trình bày tổng quan hệ thống đánh lửa mobine đơi tích hợp IC Câu 3: Nêu cách kiểm tra tổng quan hệ thống đánh lửa sử dụng mobine đôi 155 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN 6.1 Kết luận Sau thời gian nghiên cứu làm việc nghiêm túc với nỗ lực thân giúp đỡ, bảo thầy khoa Cơ khí động lực, đặc biệt thầy Huỳnh Quốc Việt chúng em hoàn thành đề tài: “Chuyên đề hệ thống điện điều khiển động xăng” Trong đồ án chúng em sâu tìm hiểu tính hoạt động hệ thống nạp, hệ thống nhiên liệu, hệ thống đánh lửa động xăng đại, nguyên lý làm việc loại cảm biến động xăng Phần trung tâm đồ án trình bày hệ thống nạp khí, hệ thống nhiên liệu, hệ thống đánh lửa động xăng tìm hiểu chức cấu tạo loại cảm biến hệ thống điều khiển động xăng Hệ thống điều khiển động xăng mang lại hiệu thiết thực, đáp ứng nhu cầu người sử dụng, tốc độ cao, tiết kiệm nhiên liệu, giảm nồng độ khí xả, tăng độ an tồn tính tiện nghi sử dụng Tuy nhiên kiến thức, kinh nghiệm hạn chế thời gian có hạn nên báo cáo cịn số thiếu sót Vì chúng em mong nhận nhận xét, góp ý quý thầy để đồ án hoàn thiện Đề tài bổ sung cho chúng em thêm nhiều kiến thức chuyên ngành động đốt đặc biệt hệ thống điều khiển động xăng Đồng thời qua thân chúng em cần phải học hỏi tìm tịi để đáp ứng yêu cầu người cán kỹ thuật ngành động lực Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy Khoa khí động lực Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn Huỳnh Quốc Việt tận tình hướng dẫn giúp đỡ chúng em hòa thành đồ án 6.2 Kiến nghị định hướng phát triển Với việc tìm hiểu, khảo sát “Chuyên đề hệ thống điện điều khiển động xăng” chúng em thấy việc làm đề tài cần thiết Chính chúng em mong nhà trường tạo nhiều điều kiện, hỗ trợ bạn tài liệu tham khảo trang thiết bị cần thiết để hoàn thành tốt nhiệm vụ giao 156 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM Qua đề tài em mong bạn sinh viên có nhìn khách quan việc thực đề tài tốt nghiệp sau để có ý tưởng phát triển đề tài tốt hơn, đạt thành tích cao q trình học tập làm việc sau 157 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT: [1] Đỗ Văn Dũng (2013), “Điện động điều khiển động cơ”, Nhà xuất Đại học Quốc Gia, TP HCM [2] Nguyễn Tấn Lộc (2007), “Thực tập động xăng II”, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, TP HCM, Việt Nam TÀI LIỆU TIẾNG ANH: [3] James D Halderman Jim Linder (2012), “Automotive Fuel and Emissions Control Systems”, pp.482 [4] Toyota New Team (1997) “TCCS_TOYOTA COMPUTER CONTROLLED SYSTEM”, TOYOTA TRAINING SERIES, pp.197 158 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM S K L 0