(Đồ án hcmute) chuyên đề động cơ 2nr fe

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 ĐỘNG CƠ 2NR-FE GVHD: KS NGUYỄN TẤN LỘC SVTH: ĐẶNG NGUYÊN PHẠM TẤN PHÚC SKL010458 Tp.Hồ Chí Minh, Tháng 12/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG CƠ 2NR-FE SVTH : ĐẶNG NGUYỄN MSSV: 18145189 SVTH : PHẠM TẤN PHÚC MSSV: 18145209 GVHD: KS NGUYỄN TẤN LỘC Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG CƠ 2NR-FE SVTH : ĐẶNG NGUYỄN MSSV: 18145189 SVTH : PHẠM TẤN PHÚC MSSV: 18145209 GVHD: KS NGUYỄN TẤN LỘC Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Đặng Nguyễn MSSV: 18145189 Phạm Tấn Phúc MSSV: 18145209 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Lớp: 18145CL2A Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Tấn Lộc ĐT: Ngày nhận đề tài: Ngày nộp đề tài: Tên đề tài: Chuyên đề động 2NR-FE Các số liệu, tài liệu ban đầu Nội dung thực đề tài - Đặc điểm động 2NR-FE - Hệ thống nhiên liệu - Hệ thống điện điều khiển động - Đề nghị trang bị thêm cho động xưởng Sản phẩm: tập thuyết minh TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Đặng Nguyễn Phạm Tấn Phúc MSSV: 18145189 MSSV: 18145209 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Tên đề tài: Chuyên đề động 2NR-FE Họ tên Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Tấn Lộc 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 Hồ Chí Minh, ngày tháng Giảng viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) năm 20 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Đặng Nguyễn Phạm Tấn Phúc MSSV: 18145189 MSSV: 18145209 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Tên đề tài: Chuyên đề động 2NR-FE Họ tên Giáo viên phản biện: Đỗ Quốc Ấm 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 Hồ Chí Minh, ngày tháng Giảng viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) năm 20 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới nhà trường cùng toàn thể quý thầy cô trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh nói chung thầy giáo Khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao nói riêng cho chúng em môi trường học tập thật tốt Thầy Cô tận tình giảng dạy, truyền đạt, bảo cho chúng em kiến thức cũng kinh nghiệm quý báu suốt thời gian học tập trường Đồ án tốt nghiệp hội chúng em áp dụng, tởng kết, thực hành kiến thức mà mình học thời gian qua Đồng thời trình thực đề tài chúng em sẽ rút kinh nghiệm thực tế cho thân để hỗ trợ phần cho cơng việc sau trường Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn tới Thầy Nguyễn Tấn Lộc, thầy tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn, động viên chúng em suốt trình nghiên cứu làm đồ án tốt nghiệp Thầy đưa đóng góp, sửa chữa thiếu sót, khuyết điểm mà chúng em mắc phải để từ đưa hướng giải khắc phục tốt Trong thời gian làm việc với thầy, chúng em tiếp thu thêm nhiều kiến thức bở ích mà cịn học tập tinh thần, thái độ nghiêm túc công việc, điều cần thiết cho chúng em trình học tập làm việc sau Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè ủng hộ, quan tâm, chia sẻ động viên giúp chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Với điều kiện thời gian cũng kinh nghiệm, kiến thức hạn chế nên đề tài tốt nghiệp khơng tránh khỏi thiếu sót Do đó, chúng em mong nhận bảo thầy để chúng em bở sung, nâng cao kiến thức mình Chúng em xin chân thành cảm ơn! TP.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm Nhóm sinh viên thực ĐẶNG NGUYỄN PHẠM TẤN PHÚC i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU vi DANH MỤC CÁC HÌNH viii DANH MỤC CÁC BẢNG xi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Giới hạn đề tài 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Các bước thực hiên CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐỘNG CƠ 2NR-FE 2.1 Đặc tính kỹ thuật .2 2.2 Các đặc điểm .2 2.3 Các thông số CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 14 3.1 Tổng quan hệ thống 14 3.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động .14 3.2.1 Cấu tạo 14 3.2.2 Nguyên lý hoạt động 14 3.2.3 Các phận 16 3.2.3.1 Kim phun .16 3.2.3.2 Bộ điều áp 18 3.2.3.3 Bơm nhiên liệu 19 3.2.3.4 Cảm biến mức nhiên liệu .22 3.2.3.5 Lọc nhiên liệu 23 CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI 24 4.1 Cấu tạo 24 ii - ECM điều khiển độ mở bướm ga cách tối ưu chế độ hoạt động kết hợp với tín hiệu từ cảm biến khác Nguyên lý hoạt động hệ thống Khi người lái đạp ga, tín hiệu từ cảm biến bàn đạp ga gửi tới ECM Kết hợp với tín hiệu khác tốc độ động cơ, lưu lượng khí nạp,… ECM sẽ tính tốn điều khiển mơ tơ mở bướm ga góc phù hợp với chế độ hoạt động Cảm biến vị trí bướm ga sẽ đo bướm ga có mở xác hay khơng, sau chuyển tín hiệu cho ECM Hình 5.37: Mơ tơ điều khiển bướm ga 5.4.5.2 Các hoạt động mô tơ điều khiển bướm ga Vị trí mặc định Khi khơng điều khiển mơ tơ, góc mở bướm ga sẽ phụ thuộc vào lị xo hồn lực Vị trí phụ thuộc vào tùy loại xe, thông thường bướm ga sẽ mở 25° Bướm ga đóng ECM điều khiển transitor phía cực M- dẫn Điện dương từ B+ qua transitor mô tơ ECM điều khiển transitor phía cực M+ nối mass bướm ga đóng lại Sự đóng bướm ga gồm lực mơ tơ sinh lực lị xo hồn lực 80 Hình 5.38: Chiều dịng điện bướm ga đóng Bướm ga mở ECM điều khiển transitor phía cực M+ dẫn Điện dương từ B+ qua transitor mô tơ ECM điều khiển transitor phía cực M- nối mass bướm ga mở Lực mô tơ sinh phải thắng lị xo hồn lực Hình 5.39: Chiều dịng điện bướm ga mở 81 Giữ bướm ga Để giữ bướm ga cố định, ECM sẽ điều khiển bề rộng xung không thay đổi cho lực mô tơ sinh với lực đàn hồi lò xo Điều khiển cầm chừng ECM dựa vào tín hiệu từ cảm biến để điều khiển mô tơ mở bướm ga góc tối ưu thay đởi tải Chức dự phịng - Một tín hiệu cảm biến bàn đạp ga bị lỗi Nếu tín hiệu cảm biến bàn đạp ga bị hỏng, ECM sẽ điều khiển bướm ga mở từ tốc độ cầm chừng đến tối đa 25% Công suất động bị giảm hạn chế tốc độ động Hình 5.40: Một tín hiệu cảm biến bàn đạp ga bị hỏng - Hai tín hiệu cảm biến bàn đạp ga bị hỏng Nếu tín hiệu cảm biến bàn đạp ga bất thường, ECM sẽ điều khiển động chạy chế độ cầm chừng 82 Hình 5.41: Hai tín hiệu cảm biến bàn đạp ga bị hỏng - Cảm biến vị trí bướm ga bị hỏng Nếu ECM phát cảm biến vị trí bướm ga có bất thường, ECM sẽ cắt dịng điện cung cấp đến mơ tơ, lị xo hồn lực sẽ kéo bướm ga vị trí mặc định ECM sẽ điều khiển phun nhiên liệu đánh lửa để thay đổi tốc độ động Hình 5.42: Cảm biến vị trí bướm ga bị hỏng 83 5.4.5.3 Các chế độ hoạt động hệ thống Chế độ thường Đây chế độ điều khiển để trì cân tính dễ vận hành chuyển động êm dịu Góc mở bướm ga tương ứng với góc bàn đạp ga Chế độ đường tuyết Chế độ giữ cho bướm ga mở nhỏ so với chế độ thường để tránh trượt lái xe đường trơn Chế độ gia tốc Ở chế độ này, bướm ga mở lớn so với chế độ thường Khi chế độ này, động đáp ứng với thao tác đạp ga Giảm va đập sang số Khi chuyển số, ECM sẽ điều khiển giảm độ mở bướm ga lại để giảm bớt dao động sinh trình chuyển số Điều khiển lực kéo Khi người lái tăng tốc, bánh xe chủ động xảy tượng trượt, bướm ga sẽ tự động khép nhỏ lại để hạn chế trượt Điều khiển cân xe Chức điều khiển bướm ga cách kết hợp với ECU chống trượt để giúp xe vận hành ổn định Cruise Control Khi chạy đường trường, người lái liên tục giữ chân ga sẽ dễ bị mỏi Lúc ngưới lái chọn tốc độ, hệ thống ETCS-i kết hợp với ECU điều khiển ga tự động sẽ điều khiển bướm ga để tốc độ xe với tốc độ chọn Điều khiển momen truyền lực chủ động 84 Hình 5.43: Đường đặc tính điều khiển momen chủ động Nhìn vào đường đặc tính ta thấy, xe khơng có chế độ điều khiển momen chủ động (xe dùng dây ga), độ mở bướm ga gần đồng với chuyển động bàn đạp ga Trong khoảng thời gian ngắn, gia tốc dọc xe tăng lên cách đột ngột sau giảm dần Đối với xe có chế độ điều khiển momen chủ động, tài xế đạp ga, bướm ga mở từ từ Do gia tốc dọc xe cũng khơng tăng đột ngột, đảm bảo êm dịu trình vận hành 85 5.4.6 Hệ thống điều khiển thời điểm phối khí 5.4.6.1 Sơ đồ vị trí hệ thống Hình 5.44: Sơ đồ bố trí hệ thống điều khiển VVT-i 5.4.6.2 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển thay đổi thời điểm phối khí Hình 5.45: Sơ đồ điều khiển hệ thống VVT-i 86 5.4.6.3 Mô tả, cấu tạo chế độ làm việc hệ thống 5.4.6.3.1 Mơ tả Bình thường thời điểm phối khí cố định, hiệu suất cơng suất động lúc cũng đạt tốt nhât Đối với động 2NR-FE sử dụng hệ thống điều khiển thời điểm phối khí thơng minh, tăng mơ men tốc độ thấp tốc độ trung bình, tốc độ cầm chừng ổn định, tiết kiệm nhiên liệu, giảm ô nhiễm công suất động đạt tối ưu Hệ thống điều khiển thời điểm phối khí thơng minh điều khiển thời điểm đóng mở xu páp thay đổi liên tục vào tải tốc độ động ECU điều khiển thời điểm đóng mở xú pap cách điều khiển van OCV để xoay trục cam sớm trễ Thời điểm đóng mở xú pap thay đổi theo yếu tố như: + Tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu cảm biến vị trí trục cam xác định vị trí trục cam hoạt động thực tế + Tín hiệu từ cảm biến số vòng quay động cơ, khối lượng khơng khí nạp cảm biến vị trí bướm ga xác định thời điểm cần hiệu chỉnh cho phù hợp với tải số vịng quay động thay đởi + Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát tín hiệu tốc độ xe thơng số hiệu chỉnh để trục cam đạt vị trí tối ưu Căn tín hiệu từ cảm biến, ECU sẽ cho dạng xung phù hợp đến van dầu OCV để điều khiển trục cam vị trí thích hợp Góc xoay trục cam đạt đến 50o so với vị trí trục khuỷu Dầu sử dụng hệ thống dầu bơi trơn động 5.4.6.3.2 Cấu tạo Van điều khiển dầu OCV Van điều khiển dầu OCV( Oil Control Valve) hay gọi van điều khiển thời điểm trục cam điều khiển ECU, van dầu dùng để phân phối dầu điều khiển VVT-i 87 Hình 5.46: Cấu tạo van điều khiển dầu OCV Cấu tạo van bao gồm cuộn dây điều khiển từ ECU, van dùng để phân phối dầu đến điểu khiển VVT-i ECU sẽ thay đổi bề rộng xung đến cuộn dây để thay đởi vị trí piston để phân phối dầu phù hợp với chế độ tải tốc độ động Vị trí van xác định lực từ lực đàn hồi lò xo Khi ECU gia tăng bề rộng xung, lực từ làm van di chuyển thắng lực căng lò xo để mở dầu cung cấp đến bề mặt làm sớm Để làm trễ thời điểm, ECU giảm bề rộng xung, lực đẩy lo xo làm van di chuyển vị trí trễ Khi trục cam vị trí mong muốn, ECU sẽ điều khiển van vị trí giữ Hình 5.47: Các hoạt động van OCV 88 Bộ điều khiển VVT-i Hình 5.48: Cấu tạo điều khiển VVT-i Bộ điều khiển thời điểm mở cam bao gồm vỏ dẫn động xích cam cánh quạt với trục cam nạp Áp suất dầu làm trục cam xoay sớm hay trễ sẽ làm xoay van điều khiển VVT-i để thay đởi thời điểm mở sớm đóng trễ xu pap nạp Khi động dừng, truc cam quay phía thời điểm mở trễ để đảm bảo khả khởi động lại Khi khởi động áp suất dầu không cung cấp đến điều khiển VVT-i, chốt hãm sẽ khóa cấu hoạt động điều khiển để tránh va đập 5.4.6.3.3 Các chế độ làm việc Căn vào tín hiệu nhiệt độ nươc làm mát, lưu lượng khơng khí nạp, vị trí bướm ga tốc độ động cơ, ECU nhận biết điều kiện làm việc động cơ, tính tốn cho chế độ làm việc cho hệ thống gồm: Chế độ điều khiển sớm Khi ECU điều khiển mở sớm, áp suất dầu cung cấp từ van dầu đến điều khiển VVT-i, đến khoang cánh quạt phía mở sớm để xoay trục cam phía điều khiển xu páp mở sớm 89 Hình 5.49: Hoạt động chế độ sớm Chế độ điều khiển trễ Khi ECU điều khiển mở trễ, áp suất dầu cung cấp từ van dầu đến điều khiển VVT-i, đến khoang cánh quạt phía mở trễ để xoay trục cam phía điều khiển xu páp mở trễ Hình 5.50: Hoạt động chế độ trễ Chế độ giữ cố định Khi ECU xác định thời điểm mở sớm cam nạp tối ưu ứng với ứng với chế độ hoạt động đó, sẽ điều khiển van dầu khóa dầu cung cấp đến điều khiển VVT-i để giữ nguyên góc phân phối khí 90 Hình 5.51: Hoạt động chế độ giữ 91 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ Trong trình thực đồ án tốt nghiệp chúng em hướng dẫn, bảo tận tình thầy Nguyễn Tấn Lộc cùng với quan tâm giúp đỡ thầy cô giáo, anh chị khoa với nỗ lực nhóm, chúng em hoàn thành nội dung đồ án thời gian quy định đạt yêu cầu, nhiệm vụ đặt Việc thực đồ án cũng giúp giúp cố lại kiến thức học Qua trình thực hiện, chúng em hiểu rõ động 2NR-FE số hệ thống động hệ thống nhiên liệu, hệ thống xử lý khí thải hệ thống điều khiển động Tuy nhiên q trình thực hiện, nhóm cũng gặp số khó khăn việc đọc hiểu tởng hợp tài liệu Nhưng nhờ giúp đỡ thầy bạn mà nhóm hồn thành đồ án tiến độ Do hạn chế mặt thời gian kiến thức nên nhóm nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động động loại xe Để nâng cao chất lượng giảng dạy học tập cần trang bị thêm tài liệu khác chuyên ngành, đặc biệt tài liệu viết tiếng Anh Qua giúp sinh viên tiếp xúc với tài liệu thực tế củng cố, tích lũy thêm vốn tiếng Anh 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Tấn Lộc, Giáo trình Thực tập điện ô tô Ⅱ, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh [2] Tài liệu động 2NR-FE Toyota [3] Tài liệu tham khảo thêm từ Internet 93 S K L 0