Mô hình động cơ toyota 4e fe

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT Ơ TƠ MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 4E - FE GVHD: KS NGUYỄN TẤN LỘC SVTH: NGUYỄN TRUNG KIÊN VÕ HỒNG BỬU SKL0010082 Tp Hồ Chí Minh, tháng 8/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 4E - FE SVTH: NGUYỄN TRUNG KIÊN MSSV: 17145311 SVTH: VÕ HỒNG BỬU MSSV: 17145265 Khố : 2017 Ngành: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GVHD: KS NGUYỄN TẤN LỘC Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022 LỜI CẢM ƠN Nhận phân công từ Khoa Cơ Khí Động Lực Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đồng ý giảng viên hướng dẫn Thầy Nguyễn Tấn Lộc, nhóm chúng em thực đề tài “MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 4E - FE” Trong trình thực đề tài, chúng em nhận nhiều hỗ trợ, giúp đỡ tận tâm từ quý Thầy Khoa Cơ Khí Động Lực đặc biệt Thầy Bộ Mơn Động Cơ để chúng em hoàn thành đồ án theo kế hoạch mà Khoa đề Lời nói đầu tiên, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy từ môn Động cơ, thầy khoa Cơ Khí Động Lực, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, người dìu dắt, dạy chúng em suốt thời gian học tập Q thầy tận tình giảng dạy truyền đạt cho chúng em kiến thức vơ bổ ích thiết yếu để chúng em tự tin bắt tay vào thực đồ án tốt nghiệp mà Khoa phân công Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành đến Thầy Nguyễn Tấn Lộc Chúng em thật biết ơn thầy nhiều tận tình bảo, động viên quan tâm suốt thời gian chúng em thực đề tài để chúng em hoàn thành đề tài cách hoàn thiện Trong q trình thực đồ án tất nhiên khơng thể tránh khỏi sai sót Vì chúng em mong góp ý thầy để đồ án chúng em hoàn thành cách xác Cuối cùng, chúng em xin chúc quý Thầy sức khỏe, hạnh phúc thành công Sinh viên thực Nguyễn Trung Kiên Võ Hồng Bửu TĨM TẮT Tên đề tài nghiên cứu: MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 4E - FE Nhiệm vụ nghiên cứu: - Tìm hiểu tổng quan động TOYOTA 4E - FE - Cải tạo, sửa chữa lại hệ thống điện điều khiển động - Làm bố trí hệ thống dây điện, giắc cắm - Biên soạn tập thuyết minh đề tài Hướng tiếp cận: - Tiếp cận đề tài theo hướng giải từ vấn đề yếu, cốt lõi đến vấn đề thứ yếu liên quan, từ hồn thiện đề tài, thứ tự cụ thể sau: - Tiến hành thu thập nghiên cứu tài liệu động Toyota 4E – FE dòng xe tương tự - Vệ sinh động tiến hành vận hành thử, kiểm tra hư hỏng - Tiến hành kiểm tra lần cuối, vận hành thử, xử lý vấn đề phát sinh (nếu có) - Tiến hành đo kiểm, thu thập thơng tin, hình ảnh cần thiết cho tập thuyết minh Hướng giải vấn đề: Ưu tiên tự nghiên cứu để tìm hướng giải trước tham khảo chấp thuận từ giảng viên Trường hợp tự giải quyết, tham khảo ý kiến xin hướng giải từ giảng viên hướng dẫn Kết đạt được: - Sản phẩm: Mơ hình động Toyota 4E-FE, tập thuyết minh đề tài nhằm phục vụ cho mục đích giảng dạy - Kiến thức: Hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hệ thống điều khiển động Toyota 4E-FE Hình 3.28: Mạch điện điều khiển bơm xăng động tắt máy 3.3.2.2 Lọc nhiên liệu Lọc nhiên liệu dùng để gạn lọc chất bẩn có nhiên liệu để đảm bảo làm việc xác hệ thống nhiên liệu nhiên liệu sau khỏi lọc cung cấp đến dập dao động 3.3.2.3 Bộ dập dao động Bộ dập dao động thường bố trí đường nhiên liệu vào ống phân phối Chức dùng dể dập xung nhiên liệu bơm tạo nên đóng mở kim 61 phun q trình phun nhiên liệu Cấu trúc phần dập dao động gồm màng lò xo để hấp thụ xung dao động áp suất hệ thống 3.3.2.4 Bộ điều áp Được bố trí ống phân phối, có chức giữ cho áp suất phun kim phun không đổi Cấu trúc điều áp bao gồm màng chia điều áp thành phần, buồng chứa nhiên liệu van điều áp, buồng chứa lò xo tác động độ chân không sau bướm ga Khi động hoạt động, áp suất nhiên liệu cung cấp từ bơm, qua lọc dập dao động để vào ống phân phối Từ ống phần phối, lượng nhiên liệu thừa vào điều áp, tác động đến màng xuống, van điều áp mở lượng nhiên liệu thoát qua điều áp trở thùng nhiên liệu Khi cánh bướm ga mở nhỏ, độ chân không sau cánh bướm ga lớn, độ chân không tác động lên màng điều áp làm màng xuống Van điều áp mở lớn, lượng nhiên liệu thoát thung nhiên liệu nhiều nên áp suất ống phân phối giảm Ngược lại, cánh bướm ga mở lớn làm cho áp suất đường ống nạp tăng, lò xo đẩy màng điều áp lên, lượng nhiên liệu thoát qua van điều áp giảm, áp suất nhiên liệu ống phân phối tăng Tóm lại, áp suất nhiên liệu ống phân phối thay đổi theo độ chân không đường ống nạp 3.3.2.5 Kim phun Cấu tạo Trong hệ thống phun xăng, lượng nhiên liệu phun qua kim phun phụ thuộc vào lượng khơng khí nạp số vịng quay động Ngoài lượng nhiên liệu phun phụ thuộc vào trạng thái làm việc động nhờ vào cảm biến Kim phun bao gồm thân van kim đặt ống từ Thân kim phun chứa cuộn dây, điều khiển đóng mở van kim Khi khơng có dịng điện cung cấp cho cuộn dây, lò xo đẩy van kim vào đế 62 Khi nam châm điện tác động, van kim nâng lên khỏi bệ van khoảng 0,1mm nhiên liệu phun khỏi kim phun nhờ áp suất nhiên liệu hệ thống Thời gian mở kim phun vào khoảng -1,5 ms Trong phun phải đảm bảo cho nhiên liệu không ngưng tụ đường ống Đầu kim phun bố trí đường ống nạp qua trung gian vòng đệm cao su để cách nhiệt, giảm rung động cho kim phun khơng cho khí lọt vào đường ống nạp Đuôi kim phun gá vào ống phân phối qua vịng đệm làm kín để tránh rị rỉ nhiên liệu Hình 3.29: Cấu tạo kim phun Nguyên lý hoạt động Động áp dụng phương pháp phun theo nhóm Các kim phun chia thành nhóm, lượng nhiên liệu cung cấp trước q trình nạp xylanh Nhóm thực cho kim phun Nhóm thực cho kim phun Trong chu kì làm việc động cơ, kim phun phun lần 63 Hình 3.30: Biểu đồ thời điểm phun theo nhóm động Hình 3.31: Sơ đồ mạch điện kim phun mơ hình Hình sơ đồ đấu dây động xy lanh Kim phun sử dụng có điện trở cao, cực kim phun cung cấp điện dương từ contact máy vị trí IG, cực lại kim phun nối cực #10 kim phun nối cực #20 ECU Khi transitor số mở nhiên liệu cung câó vào đường ống nạp xylanh Khi transitor mở, kim phun hoạt động 3.3.3 Hệ thống đánh lửa sử dụng chia điện Hệ thống đánh lửa sử dụng điện cao áp cuộn đánh lửa tạo nhằm phát tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp khơng khí-nhiên liệu nén đốt cháy xylanh 64 Sự bốc cháy tạo động lực động Nhờ có tượng tự cảm cảm ứng tương hỗ, cuộn dây tạo điện áp cao cần thiết cho đánh lửa Cuộn sơ cấp tạo điện hàng trăm vơn cịn cuộn thứ cấp tạo điện hàng chục nghìn vơn Tín hiệu từ cảm biến gửi ECU ECU cho tín hiệu điều khiển thời điểm đánh lửa IGT tới đánh lửa (Igniter) đánh lửa điều khiển dòng điện qua cuộn sơ cấp bơ bin để thực góc đánh lửa sớm tối ưu Hệ thống đánh lửa phải đáp ứng yêu cầu sau: - Tia lửa phải mạnh: điện áp sinh từ cực thứ cấp bơ bin đủ khả phóng mát khoảng cách tối thiểu 13mm - Đúng thời điểm chế độ làm việc động - Độ tin cậy phải cao 3.3.3.1 Mạch điện nguồn cung cấp cho ECU Nguồn 12V cung cấp thường xuyên cho ECU cực BATT qua cầu chì roley EFI Mạch nguồn đướcử dụng cho hệ thống chẩn đốn Khi tháo cầu chì EFI khoảng thời gian tối thiểu 15 giây, ECU xóa mã lỗi nhớ Khi ECU cung cấp nguồn điện 12V, ECU bắt đầu hoạt động để nhận tín hiệu từ cảm biến điều khiển chấp hành cho động hoạt động 3.3.3.2 Cảm biến Ne Cảm biến Ne bố trí bên delco Số cảm biến Ne nhiều cảm biến G Ở động khơng có cảm biến G, cảm biến Ne kiêm chức cảm biến G Cảm biến Ne gọi cảm biến số vòng quay động Tín hiệu Ne cịn dùng để điều khiển tốc độ cầm chừng, điều khiển relay bơm, cắt nhiên liệu giảm tốc… 3.3.3.3 Tín hiệu IGT Điều kiện để có tín hiệu IGT: có nguồn cung cấp cho ECU (Vc=5V) có tín hiệu Ne gửi ECU 65 Hình 3.32: Ngun lý phát tín hiệu IGT ECU động tính tốn thời điểm đánh lửa tối ưu dựa vào tín hiệu từ cảm biến khác gửi tín hiệu IGT đến IC đánh lửa Tín hiệu IGT phát trước thời điểm đánh lửa vi xử lý ECU động tính tốn sau tắt Khi tín hiệu IGT bị ngắt, bugi đánh lửa 3.3.3.4 Tín hiệu IGF Tín hiệu IGF phản hồi ECU để xác nhận việc đánh lửa điều khiển phun nhiên liệu 66 Hình 3.33: Sơ đồ mạch điện tín hiệu IGF Sức điện động ngược chiều tạo dòng sơ cấp đến cuộn đánh lửa bị ngắt giá trị dòng điện sơ cấp làm cho IC đánh lửa gửi tín hiệu IGF đến ECU Khi ECU nhận tín hiệu IGF biết việc đánh lửa có thực diễn khơng Nếu ECU khơng nhận tín hiệu IGF chức chẩn đoán hoạt động ECU động điều khiển làm ngưng phun nhiên liệu 3.3.3.4 Sơ đồ hệ thống đánh lửa Khi contact máy ON, dòng 12V cung cấp ECU cực +B Khi động hoạt động, có tín hiệu từ cảm biến NE gửi ECU, lúc ECU cho tín hiệu IGT để điều khiển thời điểm đánh lửa Theo sơ đồ trên, vi xử lý điều khiển tín hiệu IGT xung vng Khi có tín hiệu điều khiển từ vi xử lý, transitor ON, lúc có nguồn 5V cung cấp cực IGT ECU Do tín hiệu điều khiển transitor xung vng nên tín hiệu IGT có dạng xung vng 0V-5V 67 Khi có tín hiệu IGT từ ECU gửi Igniter, transitor igniter mở lúc có dòng điện qua cuộn dây sơ cấp bobin sau: +Accu → cầu chì → cầu chì EFI → tiếp điểm roley EFI → Dương bobin → Âm bobin → cực C igniter → transitor → Mass, dịng điện khoảng 5A Khi tín hiệu IGT mất, transitor igniter đóng, dịng điện qua cuộn sơ cấp đi, tạo thay đổi từ thông làm cảm ứng cuộn thứ cấp bobin sức điện động đạt tới 40KV, điện áp dẫn đến rotor delco để phân phối điện đến bugi Hình 3.34: Sơ đồ hệ thống đánh lửa 3.3.4 Hệ thống điều khiển cầm chừng Hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng sử dụng van IAC để thay đổi lượng khơng khí nạp vào động tốc độ cầm chừng Có bốn loại van IAC sau: - Loại mô tơ bước - Loại cuộn dây điện từ quay (kiểu van xoay) - Loại ACV (van điều khiển khí) điều khiển theo hệ số tác dụng - Loại VSV điều khiển bật tắt 68 Hình 3.35: Vị trí van IAC mơ hình Động 4E-FE sử dụng van IAC kiểu van xoay Có cấu trúc gọn nhẹ bố trí bên thân bướm ga dùng để điều khiển lượng khơng khí tắt qua bướm ga theo điều khiển ECU Hình 3.36: Cấu tạo van IAC 69 Cấu tạo van bao gồm nam châm vĩnh cửu có dạng hình trụ đặt đầu trục van Dưới tác dụng từ trường làm cho nam châm vĩnh cửu xoay qua lại làm van chuyển động Van lắp trục xoay với nam châm vĩnh cửu để điều khiển khơng khí tắt qua bướm ga Đầu trục van bố trí hai cuộn dây T1 T2 đối xứng Khi có dịng điện chạy qua chúng lực từ nam châm điện làm cho nam châm vĩnh cửu chuyển động Lò xo lưỡng kim (Bimetal strip ) đặt đuôi trục van chịu tác dụng nhiệt độ nước làm mát Một đầu cố định chốt đầu lại đặt rãnh chắn ( Guard ) phải đảm bảo trục van chuyển động dễ dàng van ISC hoạt động, cấu đảm bảo tốc độ cầm chừng động khơng q cao hay q thấp Hình 3.37: Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển cầm chừng Khi ECU điều khiển cực RSC nối mass có dịng điện chạy qua cuộn dây T1, nam châm vĩnh cửu xoay làm cho van xoay theo chiều kim đồng hồ Ngược lại cực RSO nối mass có dịng diện qua cuộn T2 làm van xoay theo chiều ngược kim đồng hồ Trong trình van IAC hoạt động, ECU điều khiển theo hệ số tác dụng Nếu thời gian điều khiển van mở dài thời gian ECU điều khiển van đóng van mở lớn ngược lại 70 3.3.5 Hệ thống chẩn đốn (OBD) 3.3.5.1 Mơ tả ECU động trang bị hệ thống chẩn đoán giúp người lái xe phát tình trạng làm việc hệ thống điều khiển động cơ, đồng thời giúp nhận biết hư hỏng hệ thống điện để dễ dàng việc kiểm tra sửa chữa Khi ECU phát hư hỏng cảm biến mạch chúng có vấn đề bật sáng đèn ( Check engine) bố trí bảng tableau thông qua số lần chớp đèn nhận biết lỗi từ đưa phương án sửa chữa Sau hư hỏng sửa chữa đèn báo lỗi tắt Tuy nhiên nhớ ECU giữ ghi hệ thống có xảy hư hỏng phục vụ cho việc sửa chữa sau Ở hầu hết tất động cơ, nội dung nhớ chẩn đoán kiểm tra cách nối tắt cực T hay TE1 với cực E1 giắc kiểm tra hay TDCL (giắc nối chẩn đoán Toyota) đếm số lần nháy đèn check engine Hình 3.38: Đèn “Check Engine” 3.3.5.2 Tra đèn báo tín hiệu Đèn check engine sáng lên khóa điện On để thơng báo cho người lái khơng bị hỏng 71 Khi động khởi động, đèn báo tắt Nếu đèn sáng hệ thống chẩn đốn xác định lỗi bất thường hệ thống 3.3.5.3 Chẩn đốn mã lỗi Để ghi nhận mã lỗi, trình tự tiến hành sau: - Điện áp ắc quy khoảng 12V - Cánh bướm ga đóng hồn tồn - Tay số vị trí N - Ngắt tất công tắc tải điện khác - Bật công tắc vị trí ON (khơng nổ máy) - Nối tắt cực TE1 với E1 đầu kiểm tra Khi đèn check engine chớp theo nhịp phụ thuộc vào tình trạng hệ thống - Đọc mã lỗi đèn - Tháo giắc nối tắt khỏi đầu kiểm tra - Kiểm tra sửa chữa - Xóa mã lỗi cách tháo cầu chì EFI cầu chì STOP Cho xe hoạt động trở lại để kiểm tra hoạt động bình thường động Hình 3.39: Sơ đồ cấu tạo giắc chẩn đốn 72 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận Nhờ hướng dẫn tận tình Thầy Nguyễn Tấn Lộc, quan tâm giúp đỡ thầy bạn bè, với nổ lực nhóm, chúng em hồn thành nội dung Đồ án MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 4E - FE Sau thời gian nghiên cứu thực hiện, mơ hình hồn thành Nó mang lại nhiều ý nghĩa thực tiễn khoa học Mơ hình giúp cho nhóm thực hồn thành tốt chương trình học trước tốt nghiệp Góp phần củng cố kiến thức học đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho trình giảng dạy học sau Đồ án giúp sinh viên hiểu rõ hệ thống điện động ôtô dựa vào tản để vận dụng vào thực tế Từ giảng giúp cho giáo viên sinh viên khai thác tối đa mô hình, có điều kiện áp dụng kiến thức học vào thực tế 4.2 Đề nghị Đề tài thực thời gian ngắn nên nhóm tập trung, nghiên cứu vấn đề xung quanh đề tài như: Hồn thiện mơ hình, vận hành thử sửa lỗi động cơ, tiến hành dây điện cho động cơ, soạn tập thuyết minh động cơ… Kính mong q thầy bạn sinh viên đóng góp ý kiến để đề tài phát triển hoàn thiện Cuối cùng, chúng em mong muốn sau có nhiều trường đại học, cao đẳng có hướng phát triển rộng với phương thức học đôi với hành để sinh viên có hội tìm tịi, nghiên cứu thực tế đồng thời kích thích óc sáng tạo, động tuổi trẻ sản phẩm có khả ứng dụng cao, đặc biệt công tác giảng dạy 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Ks Nguyễn Tấn Lộc, Giáo trình Thực tập động xăng II, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, 3- 2017 [2] PGS – TS Đỗ Văn Dũng, Điện động điều khiển động cơ, NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh, 2013 Tài liệu online: - https://www.engine-specs.net/toyota/4e-fe.html?fbclid=IwAR37hmDVxO8HzlupB7l4NcmmlvPVVOcAICoJI43qAt9veX653V7AdmC1HE - http://www.autoelectric.ru/auto/toyota/corolla/4e-fe/4e-fe.htm 74 S K L 0