Chuyên đề động cơ smartstream g2 5 mpi theta iii (mq4) trên xe kia sorento 2022

Chức năng - Trên động cơ Smartstream G2.5 Theta III cảm biến A/F trước Front Heated Oxygen Sensor được đặt phía trước của bộ chuyển đổi xúc tác WCC được PCM sử dụng để điều chỉnh tỉ lệ A

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THETA III (MQ4) TRÊN XE KIA SORENTO 2022

GVHD: GVC.ThS CHÂU QUANG H I Ả

SVTH: LÊ THANH HẬU

MSSV: 19145375 SVTH: NGUYỄN HOÀNG ĐẠT MSSV: 19145362

Tp Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2024

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Ngành: Công ngh K thu t Ô tô ệ ỹ ậ

Tên đề tài

THETA III (MQ4) TRÊN XE KIA SORENTO 2022

GVHD: GVC.ThS CHÂU QUANG H I Ả

SVTH: LÊ THANH HẬU

MSSV: 19145375 SVTH: NGUYỄN HOÀNG ĐẠT MSSV: 19145362

Tp H Chí Minh, tháng 01 nồ ăm 2024

ii

LỜI TRI ƠN

Trước hết, con xin gửi lời tri ơn đến cha mẹ Người đã sinh thành, nuôi nấng, giáo dưỡng con suốt hơn hai mươi năm qua Những gì tốt đẹp nhất con có được cho đến hôm nay đều là nhờ có cha mẹ Mong rằng sau này có thể đền đáp được công ơn dưỡng dục cao dày ấy.Nhóm sinh viên xin cảm ơn trường Đại học Sư phạm Kĩ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, quý thầy cô trong khoa Cơ khí Động lực nói chung, quý thầy trong bộ môn Động cơ nói riêng đã cung cấp kiến thức suốt những năm tháng học tập tại trường để nhóm sinh viên lấy

đó làm hành trang hoàn thành đồ án tốt nhất như có thể Đặ biệt nhóm sinh viên xin gửi lời c cảm ơn chân thành tới thầy giảng viên hướng dẫn, GVC.ThS Châu Quang Hải, người tận tình hỗ trợ, chỉ bảo và kịp thời phát hiện những thiếu sót trong suốt quá trình thuyết minh của nhóm Có thể nói, đồ án được như ngày hôm nay, đều là nhờ có sự giúp đỡ của thầy vậy Nhóm sinh viên xin chúc quý thầy thật nhiều sức khoẻ thật nhiều năng lượng để tiếp tục , trên sự nghiệp trăm năm trồng người của mình

Tp H ồ Chí Minh, ngày 13 tháng 12 năm 2023

Nhóm sinh viên thực hi n ệNguyễn Hoàng Đạt

Lê Thanh H u ậ

Nội dung chính của đề tài bao gồm:

- Tổng quan v đề tài, nêu lên lý do chề ọn đề tài, mục đích, đối tượng nghiên cứu

của đề tài

- Giới thi u t ng quan v ệ ổ ề động cơ Smartstream và KIA SORENTO 2022

- Tìm hi u các c m bi n chính gể ả ế ắn trên động cơ, bao gồm chức năng, cấu t o, v ạ ịtrí, nguyên lý làm vi c và cách ki m tra ệ ể

- Hệ thống điều khiển động cơ, nhiệm vụ của từng hệ thống, c u t o c a các b ấ ạ ủ ộ

ph n h ậ ệ thống

- Những điểm c i ti n cả ế ủa động cơ này so với các th h ế ệ trước

iv

MỤC LỤC

Trang

LỜI TRI ƠN i

TÓM T T Ắ iii M C L C Ụ Ụ iv DANH M C CÁC CH Ụ Ữ VIẾT T T VÀ KÝ HI U viii Ắ Ệ DANH M C CÁC HÌNH Ụ ix DANH M C CÁC BỤ ẢNG xiii

Chương 1 TỔNG QUAN 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Nhi m v tài 1ệ ụ đề 1.3 Đối tượng nghiên cứu và giới hạn đề tài 1

1.4 Phương pháp nghiên cứu 1

1.5 N i dung nghiên c u 1ộ ứ Chương 2 GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ SMARTSTREAM G2.5 THETA III TRÊN XE KIA SORENTO 2022 3

2.1 Khái quát chung v ề động cơ Smartstream G2.5 3

2.1.1 Gi i thi u 3ớ ệ 2.1.2 M t s ộ ố dòng động cơ Smartstream 4

2.1.3 Các c i tiả ế ứn ng dụng trên động cơ Smartstream G2.5 Theta III 6

2.1.4 Thông s ố kĩ thuậ ủa động cơt c 11

2.1.5 V trí c a các chi ti t và c m biị ủ ế ả ến trên động cơ 12

Chương 3 CẢM BIẾN TRÊN ĐỘNG CƠ SMARTSTREAM G2.5 15

3.1 C m bi n vả ế ị trí tr c cam 15ụ 3.1.1 Chức năng 15

3.1.2 C u t o 16ấ ạ 3.1.3 Nguyên lý hoạt động 17 3.1.4 Cách ki m tra 17ể

v

3.2 C m bi n vả ế ị trí tr c khu u 19ụ ỷ3.2.1 Chức năng 193.2.2 C u t o 20ấ ạ3.3.3 Nguyên lí hoạt động 203.3.4 Cách ki m tra 21ể3.3 C m bi n kích n 23ả ế ổ3.3.1 Chức năng 233.3.2 C u t o 23ấ ạ3.3.3 Nguyên lí hoạt động 243.3.4 Cách ki m tra 24ể3.4 C m bi n vả ế ị trí bướm ga 263.4.1 Chức năng 263.4.2 C u t o 26ấ ạ3.4.3 Nguyên lý hoạt động 273.4.4 Cách ki m tra 27ể3.5 C m bi n vả ế ị trí bàn đạp ga 293.5.1 Chức năng 293.5.2 C u t o 30ấ ạ3.5.3 Nguyên lý hoạt động 313.5.4 Cách ki m tra 31ể3.6 C m bi n nhiả ế ệt độ nước làm mát 333.6.1 Chức năng 333.6.2 C u t o 34ấ ạ3.6.3 Nguyên lý hoạt động 353.6.4 Cách ki m tra 36ể3.7 C m bi n áp su tuyả ế ất ệt đối trên đường ng n p 38ố ạ3.7.1 Chức năng 383.7.2 C u t o c m biấ ạ ả ến 393.7.3 Nguyên lí hoạt động 40

vi

3.7.4 Cách ki m tra 41ể 3.8 C m bi n A/F 43ả ế

3.8.1 Chức năng 43

3.8.2 C u t o 44ấ ạ 3.8.3 Nguyên lý hoạt động 46

3.8.4 Cách ki m tra 47ể Chương 4 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 50

4.1 Điều khiển cơ cấu truyền động 50

4.1.1 PCM 119 chân 50

4.1.2 V trí cị ủa PCM trên động cơ 56

4.1.3 Sơ đồ ạch điệ m n 57

4.2 H ệ thống cung c p nhiên li u 63ấ ệ 4.2.1 C u t o, nguyên lý hoấ ạ ạt động và sơ đồ ạch điệ m n của hệ thống 63

4.2.2 Các b ph n 64ộ ậ 4.2.3 Hi u ch nh thệ ỉ ời điểm phun và lượng phun nhiên li u 77ệ 4.2.4 Hư hỏng và cách kiểm tra 78

4.3 H ệ thống đánh l a tr c ti p (Distributorless) 81ử ự ế 4.3.1 Nhi m v 81ệ ụ 4.3.2 C u t o c a các b ph n h ấ ạ ủ ộ ậ ệ thống 82

4.3.3 Sơ đồ ạch điện và nguyên lí điề m u khiển hệ thống 91

4.3.4 Hi u ch nh thệ ỉ ời điểm đánh lửa 92

4.3.5 Hư hỏng và cách kiểm tra: 94

4.4 H ệ thống bướm ga điệ ử ETCS - i 96n t 4.4.1 Mô t c u tả ấ ạo, nguyên lí hoạt động và các thông số 96 4.4.2 Các ch ế độ điều khi n 99ể 4.5 H ệ thống kiểm soát bay hơi nhiên liệu và x lý khí th i 101ử ả 4.6 H ệ thống điều khi n van n p nhiên li u bi n thiên (CVVT) 104ể ạ ệ ế 4.6.1 Chức năng của h ệ thống điều khi n van n p nhiên li u bi n thiên 104ể ạ ệ ế 4.6.2 C u t o c a h ấ ạ ủ ệ thống điều khi n van n p nhiên li u bi n thiên 105ể ạ ệ ế

DANH M C TÀI LI U THAM KH O 127Ụ Ệ Ả

viii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

- ECU: Electronic Control Unit

- PCM: Engine Control Module

- ECTS: Engine Coolant Temperature Sensor

- IATS: Intake Air Temperature Sensor

- PCM: Power Control Module

- TPS: Throttle Position Sensor

- APS: Accelerator Position Sensor

- MAPS: Manifold Absolute Pressure Sensor

- ETCS - i: Electronic Throttle Control System intelligent –

- A/FRS: Air Fuel Ratio Sensor

- CMPS: Camshaft Position Sensor

- CKPS: Crankshaft Position Sensor

- KS: Knock Sensor

- VFS: Variable Force Solenoid

- VIS: Variable Intake Solenoid

- CVVT: Continuously Variable Valve Timing

- EGR:Exhaust Gas Recirculation

- EVAP: Evaporative Emission Control System

- W.O.T: Wide Open Thrott le

- C.T: Closed Throttle

ix

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1 Kia Sorento 2022 3

Hình 2.2 Động cơ Smartstream G2.5 Theta III trên xe Kia Sorento 2022 4

Hình 2.3 M t s ộ ố dòng động cơ Smartstream 4

Hình 2.4 M t s ộ ố dòng động cơ Smartstream 5

Hình 2.5 Nh ng c i tiữ ả ến nổi bật có trên động cơ 6

Hình 2.6 Sơ đồ thống làm mát động cơ và làm mát dòng chảy chéo 7

Hình 2.7 Van h ng nhiằ ệt ứng dụng trên động cơ Smartstream G2.5 8

Hình 2.8 C i tiả ến ở c góp xổ ả 9

Hình 2.9 C i tiả ến ở c góp xổ ả 10

Hình 2.10 Gioăng quy lát trên động cơ G2.5 theta III- 10

Hình 2.11 V trí c a các c m biị ủ ả ến trên động cơ Smartstream G2.5 12

Hình 3.1 C m bi n vả ế ị trí tr c cam 15ụ Hình 3.2 V trí c m bi n v trí trị ả ế ị ục cam trên động cơ 16

Hình 3.3 Hoạt động d a trên hi u ng Hall 17ự ệ ứ Hình 3.4 Chân c a CMPS 17ủ Hình 3.5 Sơ đồ ạch điệ m n CMPS 18

Hình 3.6 C m bi n vả ế ị trí tr c khu u 19ụ ỷ Hình 3.7 Hoạt động d a trên hi u ng Hall 20ự ệ ứ Hình 3.8 V ịtrí CKPS trên thân động cơ (2) 21

Hình 3.9 Chân c a CKPS 21ủ Hình 3.10 Sơ đồ ạch điệ m n CKPS 22

Hình 3.11 C m bi n kích n 23ả ế ổ Hình 3.12 C u t o c a c m bi n kích nấ ạ ủ ả ế ổ loại không cộng hưởng 23

Hình 3.13 Tín hiệu điện áp cảm biến kích nổ 24

Hình 3.14 Các chân c a c m biủ ả ến 24

x

Hình 3.15 Sơ đồ ạch điệ m n KS 25

Hình 3.16 Tín hi u c a c m bi n kích n 25ệ ủ ả ế ổ Hình 3.17 Tín hi u c a c m bi n kích n 26ệ ủ ả ế ổ Hình 3.18 ETC motor và c m biả ến bướm ga điện t 26ử Hình 3.19 Sơ đồ ạch điệ m n c m bi n vả ế ị trí bướm ga 27

Hình 3.20 Các chân c a c m biủ ả ến v ị trí bướm ga 27

Hình 3.21 C m bi n vả ế ị trí bàn đạp ga 30

Hình 3.22 Sơ đồ ạch điệ m n cảm biến vị trí bàn đạp ga 31

Hình 3.23 Các chân c a c m biủ ả ến v ị trí bàn đạp ga 31

Hình 3.25 Mô t tín hiả ệu điện áp khi kiểm tra 2 tín hiệu của cảm biến v ịtrí bàn đạp 33

Hình 3.25 C m bi n nhiả ế ệt độ nước làm mát 34

Hình 3.26 C u t o c m biấ ạ ả ến nhiệt độ nước làm mát 34

Hình 3.27 V trí c m bi n nhiị ả ế ệt độ nước làm mát trên động cơ 35

Hình 3.28 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cảm biến nước làm mát 35

Hình 3.29 Ki m tra c m bi n ECT bể ả ế ằng đồng h ồ VOM 36

Hình 3.30 Chân c m bi n 37ả ế Hình 3.32 Sơ đồ ạch điệ m n ECTS 37

Hình 3.32 V trí c a c m biị ủ ả ến MAPS trên động cơ 39

Hình 3.33 C u t o c a c m bi n MAPS 40ấ ạ ủ ả ế Hình 3.34 Sơ đồ nguyên lý cảm biến áp suất đường ng n p 40ố ạ Hình 3.35 Các chân c a c m biủ ả ến 41

Hình 3.36 Sơ đồ mạch kết nối MAPS với PCM (bảng B) 41

Hình 3.37 C u t o c a c m bi n A/F trên xe Kia Sorento 2022 44ấ ạ ủ ả ế Hình 3.38 C m biả ến A/F trước 44

Hình 3.39 C m bi n A/F sau 45ả ế Hình 3.40 V trí c m biị ả ến A/F trên động cơ 45

Hình 3.41 Đồ thị đặc tính điện áp của cảm biến A/F trước 46

Hình 3.42 Đồ thị tín hiệu điện áp 46

Hình 3.43 Chân c m biả ến A/F trước và sau 47

42

Kiểm tra điện áp nguồn cấp cho cảm biến:

- Ngắt giắc nối của cảm biến

- Xoay công tắc máy ON Dùng đồng hồ VOM, chỉnh sang thang đo điện áp

- Đo điện áp giữa Chân Nguồn và Chân Mass trên giắc nối ECU động cơ So sánh kết quả với giá trị chuẩn khoảng 5V

Kiểm tra cảm biến bằng cách dùng bơm chân không

- Bước 1: Kiểm tra điện áp giữa chân MAP và chân Mass

- Bước 2: Dùng bơm tay để bơm chân không đến cảm biến

- Bước 3: Quan sát sự thay đổi điện áp trên đồng hồ đo khi áp suất chân không thay đổi và so sánh với bản thông số dưới đâyg :

- Còn c m bi n A/F sau (Rear Heated Oxygen Sensorở ả ế ) thì đượ ắp đặt ởc l sau b ộchuyển đổi xúc tác khí xả để PCM giám sát hoạt động c a b u xúc tác ủ ầ Để cảm biến này hoạt động bình thường, nhiệt độ của đầu cảm biến phải cao hơn 650 C o

44

3.8.2 Cấu tạo

Hình 3.37 C u t o c a c m bi n A/F trên xe Kia Sorento 2022 ấ ạ ủ ả ế

Hình 3.38 C m bi n A/F tả ế rước

45 Hình 3.39 C m bi n A/F sau ả ế

Hình 3.40 V trí c m bi n A/F ị ả ế trên động cơ

46

3.8.3 Nguyên lý hoạt động

Hình 3.41 Đồ thị đặ c tính điện áp c a c m bi n A/F ủ ả ế trước

Hình 3.42 Đồ thị tín hiệu điện áp

47

Mạch tích hợp ECM luôn kiểm tra hướng và dòng điện được tạo ra từ cảm biến Kết quả

là ECM biết chính xác mức độ hỗn hợp A/F là giàu hay nghèo và có thể điều chỉnh hỗn hợp nhiên liệu nhanh hơn

Cảm biến A/F được đặt một điện áp không đổi (0.45V) để nhận được một điện áp tín hiệugần như tỉ lệ thuận với lượng oxy có trong khí thải Điều này làm tăng độ chính xác của việc phát hiện tỉ lệ không khí nhiên liệu-

Khi hỗn hợp A/F giàu, nồng độ O trong khí thải rất thấp, tạo dòng âm, mạch sẽ tạo ra tín 2

hiệu điện áp dưới 3.3V Khi hỗn hợp A/F nghèo, nồng độ O trong khí thải cao, tạo dòng 2

dương, mạch sẽ tạo ra tín hiệu điện áp trên 3.3V

3.8.4 Cách kiểm tra

Hình 3.43 Chân c m bi n A/F ả ế trước và sau

Giắc: C217 & C218

48

Bảng 3.14 Liệt kê tên g i c a chân c m bi n ọ ủ ả ế

Hình 3.44 Sơ đồ mạch điện A/F

Bảng 3.16 Điện tr c a c m bi n A/F sau ở ủ ả ế

Đối với cảm biến H2OS trên xe Kia Sorento không thể đo trực tiếp tín hiệu bằng đồng hồ được, phải dùng máy chẩn đoán để phân tích Data list (bình thường nằm trong khoảng 3.3V)

• Tín hiệu điện áp càng lớn (>3.3V) là hỗn hợp nhiên liệu đang nghèo

• Tín hiệu điện áp càng nhỏ (<3.3V) là hỗn hợp nhiên liệu đang giàu

50

Chương 4 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

4.1 Điều khiển cơ cấu truyền động

4.1.1 PCM 119 chân

Hình 4.1 Bảng điều khi n A c a PCM ể ủ

C200 - A

PIN COLOR DESCRIPTION PIN COLOR DESCRIPTION

51

12 Gr/O Knock Sensor (Shield 72 G [A/T] VFS_LINE

14 O/B ISG Off Switch IND 74 L Start Switch Signal

15 G/B Brake Main Switch 75 - -

16 L/B Redundant Brake Switch 76 W Wheel Sensor Signal

(Ground)

27 G [A/T] Solenoid Power1 87 - -

28 Br PT L - CAN1 (Low) 88 O/B [A/T] Position Switch

103 G/O APS.1 Power

44 Br/O [A/T] Input Speed

(Signal)

104 W/B Sensor Power : APT, BPS

(Signal)

49 R [A/T] VFS_OD&LR 109 W Knock Sensor (Ground)

50 W [A/T] Solenoid Power2 110 G Knock Sensor (Signal)

PIN COLOR DESCRIPTION PIN COLOR DESCRIPTION

1 W Main Relay ‘ON Input 61 - -

2 W Main Relay ‘ON Input 62 B TPS Ground

4 B Ground (GC21) 64 L/B ISG Off Switch

5 G Memory Power 65 B Start Relay Control

11 Br/O ECU Wake Up 71 G OCV (Intake) Control

Ignition Coil #1 Control 85 - -

[With IMMO./Smart Key] 86 - -

Ignition Coil #4 Control 87 - -

25 G Oxygen Sensor (Up)

29 Y PT L - CAN1 (High) 92 O/B VIS Control

30 Br PT L - CAN1 (Low) 93 R [W/O IMMO & Smart

Key]

55

34 W ECTS (Signal) 94 R Injector #4 Control

42 Y Fuel Pump Relay Contro 103 W CKPS (Signal)

43 L Main Relay Control 104 Y/B MAP Sensor (IAT

Signal)

46 Y/O A/Con Relay Control 107 - -

47 G [W/O IMMO & Smart

Key]

108 W CMPS #2 (Power)

Ignition Coil #3 Contro 109 - -

[With IMMO./Smart Key] 110 - -

Ignition Coil #2 Control 111 - -

49 R ETC Motor ( - ) 113 L ISG Start Relay

51 G ON/START Input 115 R/B ETV Control

Key]

56

57 L ECTS (Ground) 118 P Injector #3 Control

58 W MAP Sensor (Ground) 119 L Injector #2 Control

Bảng 4.2 Bảng chân điều khi n Connector - B c a PCM ể ủ

4.1.2 Vị trí của PCM trên động cơ

Hình 4.3 V trí cị ủa PCM trên động cơ (3)

57 Hình 4.4 V ịtrí PCM trên thân động cơ

4.1.3 Sơ đồ mạch điện

58 Hình 4.5 Sơ đồ mạch điện điều khi n c a PCM ể ủ

59 Hình 4.6 Sơ đồ mạch điệ điền u khi n c m bi n Oxy và kim phun ể ả ế

60 Hình 4.7 Sơ đồ mạch điện điều khi n bobine ể đánh lửa

61 Hình 4.8 Sơ đồ mạch điện điều khi n CMPS, ECTS, KS và c m bi n áp su t d u ể ả ế ấ ầ

62 Hình 4.9 Sơ đồ mạch điệ điền u khi n CMPS, CKPS, MAPS, ETC motor & TPS và APPS ể

63

4.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu

4.2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động và sơ đồ mạch điện của hệ thống,

Trong động cơ Smartstream G2.5 Theta s dIII ử ụng hệ thống nhiên liệu không có đường ống hồi Dưới đây là sơ đồ của hệ thống

Hình 4.10 Sơ đồ ệ thố h ng nhiên li u h ệ ệ thống phun xăng đa điểm

1: Bơm hút để ạp đầy xăng, 2: n Bơm xăng, 3: B ộ Điều áp, 4: Đường cao áp,

5: ng phân ph i, 6: Các kim phun Ố ố

Bơm nhiên liệu cung cấp nhiên liệu qua lọc nhiên liệu và vào ống phân phối Từ ống phân phối, nhiên liệu được cung cấp đến các kim phun, khi có tín hiệu điều khiển từ ECU, kim phun sẽ mở và nhiên liệu được phun vào đường ống nạp Khi xú - pap nạp mở, không khí đi