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

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 ỹậ

Tên đề tài

THETA III (MQ4) TRÊN XE KIA SORENTO 2022

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 ệ

Nguyễn Hoàng Đạt Lê Thanh H u ậ

iii

TÓM TẮT

Đề tài này t p trung nghiên c u v ậ ứ ềđộng cơ Smartstream G2.5 MPI Theta III (MQ4) với mục đích tìm hiểu về những điểm mới, những điểm nổi bậc trên động cơ của xe KIA SORENTO 2022

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 ị

1.3 Đối tượng nghiên cứu và giới hạn đề tài 1

1.4 Phương pháp nghiên cứu 1

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

Chương 4 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 50

4.1 Điều khiển cơ cấu truyền động 50 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

4.3.5 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

vii 4.6.3 Nguyên lí hoạt động c a H ủ ệ thống điều khi n van n p nhiên li u bi n thiên 109ể ạ ệ ế 4.6.4 Những hư hỏng hay g p và cách ki m tra h ặ ể ệ thống CVVT 113

Chương 5 KIỂM TRA VÀ CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ SMARTSTREAM G2.5 THETA

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

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 3.12 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 3.27 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 :

43 Bảng 3.13 B ng so sánh s ả ự thay đổi áp suất khí nạp

3.8 Cảm biến A/F

3.8.1 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/F bằng cách đo lượng Oxy còn thừa trong khí xả để PCM biết được tình trạng hòa khí, dựa vào đó PCM sẽ hiệu chỉnh lại lượng phun nhiên liệu cho phù hợp, giúp động cơ vận hành hiệu quả, tiết kiệm nhiên liệu cũng như bảo vệ môi trường Nhiệt độ hoạt động của cảm biến khoảng 650 oC

- Còn c m bi n A/F sau (Rear Heated Oxygen Sensorở ả ế ) thì đượ ắp đặt ởc l sau b ộ chuyển 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 hiệu gần 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,

- Hệ thống bao gồm thùng nhiên liệu, bơm nhiên liệu, lọc nhiên liệu, các đường ống, ống phân phối và bộ điều áp

- Khi bơm quay, nhiên liệu sẽ được hút từ thùng nhiên liệu qua lọc để đi vào ống phân phối Tại ống phân phối, nhiên liệu sẽ được phân phối đến các kim phun theo thứ tự công tác của xylanh và lượng nhiên liệu thừa sẽ được bộ điều áp trả về thùng

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

64 vào cuốn hơi nhiên liệu và hòa trộn để hình thành hỗn hợp Lượng nhiên liệu thừa đi qua bộ điều áp và trở lại thùng nhiên liệu Trong hệ thống nhiên li u cệ ủa động cơ xe Kia Sorento 2022 không có b dộ ập dao động

4.2.2 Các bộ phận

4.2.2.1 Kim phun

- Động cơ sử ụng kim phun 8 lỗ và là loại kim phun điện trở cao với giá trị 11, d 4 đến 12, Ω Các kim phun được điều khiển phun theo thứ tự công tác của động 6 cơ Kim phun được đặt gần xú pap nạp giúp ngăn nhiên liệu bám vào cửa nạp - Các kim phun được lắp trên ống phân phối phải đảm bảo sự cách nhiệt để tránh

tạo bọt Đồng thời có 1 vòng làm kín chữ O để tránh sự rò rỉ nhiên liệu Đầu của kim phun được bố trí trong đường ống nạp qua các vòng đệm cao su để cách nhiệt, giảm rung động và không cho không khí lọt vào đường ống nạp

Hình 4 Kim phun trên xe Kia Sorento 2022 11

65

* Cấu tạo

Hình 4.12 C u t o kim phunấ ạ

Thân kim phun chứa một cuộn dây điều khiển sự đóng mở của kim phun Khi không có dòng điện cung cấp cho cuộn dây, lò xo đẩy van kim phun xuống Khi có dòng điện qua cuộn dây, van kim được nhấc lên và phun nhiên liệu vào ửa nạpc

66

* Nguyên lí hoạt động

Trong quá trình hoạt động của động cơ, ECU liên t c nh n các tín hiụ ậ ệu đầu vào t các ừ c m bi n Tả ế ừ đó, ECU s tính toán th i gian m kim phun ẽ ờ ở Quá trình đóng mở kim phun di n ra ng t qu ng ễ ắ ả

Trong thân kim phun có cuộn dây để điều khi n s ể ựđóng mở ủa kim phun b ng cách: Từ c ằ trường được sinh ra khi có dòng điện đi qua cuộn dây và tác động xuống bên dưới ty kim Ty kim sẽ được hút lên và khi đó van kim sẽ được nh c lên làm cho nhiên liấ ệu được phun vào c a n p ử ạ

Khi không có dòng điện đi qua cuộn dây của thân kim phun thì lò xo sẽ đẩy van kim phun xu ng ố

Hình 4.13 Sơ đồ mạch điện điều khi n kim phun ể

67 Mỗi kim phun đều có 2 chân được ký hi u là chân 1 và 2 Khi nhệ ận được tín hi u c a các ệ ủ c m biả ến đầu vào, PCM s tính toán và xu t ra tín hiẽ ấ ệu điều khi n thể ời gian phun cũng như lượng nhiên liệu c a kim phun ủ

Ở kim phun số 1, PCM xuất tín hiệu t giắc 117 đến chân số 2 của kim phun, chân số 1 ừ của kim được nối chân số 8 của hộp cầu chì Tương tự ần lượ l t với các kim phun 2,3,4

Hình 4.14 Các chân c a kim phunủ

Bảng 4.3 Giá trị điện tr c a kim phun ở ủ

Nếu sau khi kiểm tra cho kết quả không đúng giá trị như bảng thì phải thay thế kim phun

68 4.2.2.2 Bộ điều áp

Hình 4.15 B ộ điều áp (B)

*Chức năng

Chức năng của bộ điều áp là dùng để giữ cho áp suất phun của kim phun không đổi Trên động cơ Smartstream G2.5 Theta III, bộ điều áp được đặt bên trong thùng nhiên liệu và ở trên bơm nhiên liệu Bộ điều áp giữ cho áp suất nhiên liệu trên đường ống được ổn định (3.3 – 3.7 kgf/cm2, 3.3 - 3.7 bar) Áp suất nhiên liệu sẽ được xác định bởi lò xo bên trong bộ điều áp