Luận văn Khai thác sử dụng hiệu quả động cơ Toyota 1TR FE và thiết kế mô hình hóa hệ thống đánh lửa trên xe Toyota

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA Đề Tài : Khai thác sử dụng hiệu quả động cơ Toyota 1TR-FE và thiết kế mô hình hóa hệ thống đánh lửa trên xe Toyota Giảng viên hướng dẫn : Sinh viên thực hiện : Lớp : MSSV : LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, nền công nghiệp ô tô Thế giới nói chung và nền công nghiệp ô tô Việt Nam nói riêng ngày càng lớn mạnh. Nhiều hãng xe, thương hiệu với nhiều mẫu mã, chủng loại với kỹ thuật tiên tiến lần lượt được ra đời. Bên cạnh đó, khoa học kỹ thuật và kinh tế không ngừng phát triển, làm cho mức sống của người dân được nâng lên rõ rệt, thể hiện ở chỗ nhu cầu ngày một tăng cao. Đặc biệt, về nhu cầu đi lại, nhu cầu vận chuyển hàng hóa, cũng gia tăng chóng mặt. Điều đó buộc các nhà sản xuất và cung cấp các phương tiện giao thông phải cho ra đời nhiều sản phẩm hơn, với những chủng loại mẫu mã đa dạng và hoàn thiện hơn. Cùng với những nhu cầu đòi hỏi ngày càng cao của con người, thì tính tiện nghi của ô tô ngày càng phải được hoàn thiện hơn. Trong đó phải kể đến tính năng êm dòu và thoải mái của con người khi ngồi trên một chiếc ô tô. Đối với những xe có khả năng chuyên chở được nhiều người thì tính êm dòu và thoải mái càng được chú ý đến. Để có được sự êm dòu và thoải mái khi phương tiện vận hành, thì ngoài những yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt không thể thiếu trong quá trình chế tạo lắp ráp, làm thế nào để sử dụng chúng một cách hiệu quả nhất cũng là một vấn đề quan trọng không kém. Một trong những yêu cầu được đặt ra là làm thế nào để khai thác một cách hiệu quả nhất động cơ hiện đại của 2 một chiếc ô tô thế hệ mới. Ngày nay thì nền công nghệ ô tô thế giới đã tiến rất xa trong việc phát triển chế tạo động cơ. Dựa trên sự kết hợp giữa khoa học, công nghệ cơ bản với sự ứng dụng các thành tựu về điện tử, tin học và kỹ thuật vi điều khiển mà một động cơ ô tô hiện nay ngày càng hoàn thiện về độ chính xác cũng như khả năng tiết kiệm nhiên liệu, tính êm dòu. Động cơ với hệ thống điều khiển nhiêu liệu điện tử và đánh lửa bán dẫn chính là xu hướng phát triển của động cơ ô tô hiện nay và trong tương lai. Nó làm việc dựa trên nguyên lý: dùng các cảm biến để thu thập các thông số trong quá trình vận hành của xe (như cảm biến tốc độ động cơ, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến oxi trong khí thải…) sau đó được mã hóa và đưa về bộ xử lí trung tâm (ECU), từ đó ECU đưa ra các tín hiệu điều khiển các hệ thống trong động cơ. Do đó, việc tìm hiểu, khai thác, sử dụng các động cơ hiện đại này là một yêu cầu tất yếu cho các nước tiêu thụ ô tô như Việt Nam. Hiện nay, ở Việt Nam có rất nhiều các loại xe sử dụng động cơ trang bò hệ thống điều khiển nhiêu liệu điện tử và đánh lửa bán dẫn. Trong đó Toyota Innova 2.0 với động cơ 1TR-FE là một trong những chiếc xe sử dụng công nghệ này. Điều này không chỉ đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng mà còn đáp ứng được các quy đònh ngày càng gắt gao về nồng độ 3 khí thải và ô nhiễm môi trường. Do đó, việc nghiên cứu tìm hiểu để tiến tới khai thác hiệu quả động cơ 1TR-FE nói riêng và động cơ Toyota nói chung là hoàn toàn cần thiết. Đó cũng là lý do em chọn đề tài tốt nghiệp của mình là: “Khai thác sử dụng hiệu quả động cơ ô tô Toyota 1TR-FE” và “Thiết kế mô hình hóa hệ thống đánh lửa trên xe Toyota”. Đề tài nghiên cứu khai thác động cơ xe Toyota Innova 2.0 sử dụng động cơ 1TR-FE của em bao gồm các phần sau: Phần I : Giới thiệu chung về đề tài nghiên cứu. Phần II : Giới thiệu về về động cơ 1TR-FE, các thông số kết cấu và sơ đồ nguyên lý. Phần III : Bảo dưỡng và kiểm tra chung đònh kỳ và bảo dưỡng kiểm tra các hệ thống trong động cơ Toyota 1TR-FE. Phần IV : Chẩn đoán hư hỏng theo kinh nghiệm, chẩn đoán bằng hệ thống tự chẩn đoán M-OBD và thông qua máy chẩn đoán. Phần V : Kết luận. Trong quá trình làm đồ án, do trình độ và kiến thức thực tế còn nhiều hạn chế và thời gian có hạn, nên khó có thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến và chỉ bảo của các thầy và 4 bạn bè. Đồ án được hoàn thành đúng tiến độ nhờ có sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy trong tổ bộ môn, cùng với sự đóng góp ý kiến của bạn bè. Đặc biệt là sự chỉ bảo tận tình của GVHD Ths Nguyễn Thành Sa trong thời gian em thực hiện đồ án. Cho phép em được gửi lời cám ơn tới thầy Nguyễn Thành Sa, các thầy trong tổ bộ môn cùng các bạn bè. Xin cám ơn tất cả đã giúp em thực hiện đồ án này. TP Hồ Chí Minh, ngày Sinh viên thực hiện CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Với một sự phát triển nhanh và mạnh của thò trường ô tô Việt Nam, một yêu cầu được đặt ra, đó là làm thế nào để khai thác được hiệu quả nhất một chiếc ô tô, để có thể đánh giá và sử dụng hết được những tính năng của nó, đem lại chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao nhất… Đó là một nhiệm vụ được đặt ra cho một nước tiêu thụ như Việt Nam. Đó cũng là lý do mà em chọn Đề tài tốt nghiệp của mình là “Khai 5 thác sử dụng hiệu quả động cơ xe ô tô Toyota 1TR-FE”, “Thiết kế mô hình hoá hệ thống đánh lửa trên xe ô tô Toyota”. Trong phạm vi giới hạn của đề tài, khó mà có thể nói hết được tất cả các công việc cần phải làm để khai thác hết tính năng của 1 động cơ xe ô tô, tuy nhiên, đây sẽ là nền tảng cho việc lấy cơ sở để khai thác những động cơ tương tự sau này, làm thế nào để sử dụng một cách hiệu quả nhất, kinh tế nhất trong khoảng thời gian lâu nhất. 6 Hình 1.1: Xe Toyota Innova sử dụng động cơ 1TR-FE 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Như đã trình bày ở phần trên, mục tiêu của đề tài này là làm thế nào để chúng ta có thể có một cái nhìn khái quát về các công việc có thể tiến hành để khai thác có hiệu quả nhất động cơ Innova của Toyota, cụ thể hơn ở đây là động cơ 1TR-FE. Qua tìm hiểu, ta có thể nắm được tổng quan về kết cấu các bộ phận, các hệ thống trong động cơ 1TR-FE Innova của Toyota, nắm được nguyên lý làm việc của từng hệ thống trên động cơ. Từ đó ta có thể so sánh, rút ra các kết luận và ưu nhược điểm của động cơ 1TR-FE so với các động cơ khác cùng do Toyota sản xuất. Tiếp theo đó ta có thể xác đònh được các công việc trong từng thời điểm phải thực hiện, các thao tác trong các kỳ kiểm tra bảo dưỡng đònh kỳ ngắn và dài. Các công việc trong các chu trình bảo dưỡng 5000 km, 10.000 km, 15.000 km… của từng hệ thống trong động cơ cũng như kiểm tra, bảo dưỡng chung trên động cơ. Hình 1.2: Động 7 cơ Toyota 1TR-FE Nhờ những hiểu biết này, những người kỹ sư về ô tô có thể đưa ra những lời khuyên cho người sử dụng cần phải làm như thế nào để sử dụng, khai thác động cơ Toyota 1TR-FE một cách hiệu quả nhất, trong thời gian lâu nhất với tính kinh tế và năng suất cao nhất. Cuối cùng, nắm vững và khai thác hiệu quả động cơ Toyota Innova 1TR-FE, chúng ta sẽ có thể khai thác tốt các loại động cơ mới hơn, được ra đời sau này và có các hệ thống bộ phận tiên tiến hơn. Khai thác và sử dụng tốt động cơ 1TR-FE cũng là một cách để chúng ta bảo vệ môi trường sống của chính chúng ta, bảo vệ sức khỏe cộng đồng. 1.3 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI: Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài này, bản thân sinh viên nhận thấy đây là một cơ hội rất lớn để có thể củng cố các kiến thức mà mình đã được học. Ngoài ra, sinh viên còn có thể biết thêm những kiến thức thực tế mà trong nhà trường khó có thể truyền tải hết được, đó thực sự là những kiến thức mà mỗi sinh viên rất cần khi công tác sau này. Ngoài ra, thực hiện luận văn cũng là dòp để sinh viên có thể nâng cao các kỹ năng nghề nghiệp, khả năng nghiên cứu độc lập và phương pháp 8 giải quyết các vấn đề. Bản thân sinh viên phải không ngừng vận động để có thể giải quyết những tình huống phát sinh, điều đó một lần nữa giúp cho sinh viên nâng cao các kỹ năng và kiến thức chuyên ngành. Cuối cùng, việc hoàn thành luận văn tốt nghiệp sẽ giúp cho sinh viên có thêm tinh thần trách nhiệm, lòng say mê học hỏi, sáng tạo. Và đặc biệt quan trọng là lòng yêu nghề nghiệp. 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài em có sự dụng một số phương pháp nghiên cứu sau: - Tra cứu trong các tài liệu, giáo trình kỹ thuật, sách vở, đặc biệt là các cuốn cẩm nang khai thác, bảo dưỡng sửa chữa của chính hãng Toyota. - Nghiên cứu, tìm kiếm thông tin trên mạng Internet, các website trong và ngoài nước. So sánh và chắt lọc để sử dụng những thông tin cần thiết và đáng tin cậy. - Tham khảo ý kiến của các nhà chuyên môn, các Giảng viên trong ngành cơ khí ô tô. Trong đó phải kể đến các thầy trong tổ bộ môn Cơ Khí Ô Tô của trường ĐH Giao Thông Vận Tải TP. Hồ Chí Minh, các kỹ sư, chuyên viên kỹ thuật về ô tô tại các Trung tâm bảo hành, các 9 xưởng sửa chữa và các Garage chuyên dùng, và cả những người có kinh nghiệm lâu năm trong việc sử dụng và bảo quản xe… - Nghiên cứu trực tiếp trên xe và các hệ thống cụ thể trong thực tế. - Tổng hợp và phân tích các nguồn dữ liệu thu thập được, từ đó đưa ra những đánh giá và nhận xét của riêng mình. CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ TOYOTA 1TR-FE CÁC HỆ THỐNG TRÊN ĐỘNG CƠ 2.1 TỔNG QUAN Động cơ 1TR-FE được sử dụng trên xe TOYOTA INNOVA của Toyota. Ngoài ra, động cơ này còn được sử dụng trên các xe Toyota Kijang, Toyora Fortuner, Toyota Hilux và Hiace (2003-2004). Động cơ này lần đầu tiên xuất hiện trên thò trường thế giới vào năm 2003. Trong đó dòng xe nổi bật nhất tại thò trường Châu Á – Thái Bình Dương sử dụng loại động cơ này là dòng xe INNOVA. Liên tục từ đó đến nay INNOVA luôn là mẫu xe đa dụng bán chạy nhất trên thò trường Việt Nam và một số nước Châu Á khác như Ấn Độ, 10 [...]... hết các hệ thống trên được điều khiển bởi hộp điều khiển trung tâm ECU (Electronic Control Unit) Ngoài ra, ECU động cơ còn điều khiển hoạt động của các hệ thống khác như hệ thống chống bó cứng phanh ABS, hệ thống an toàn, túi khí… 2.4 BỐ TRÍ ĐỘNG CƠ TRÊN XE INNOVA Động cơ 1TR- FE được bố trí phía trước và nằm dọc trên xe Toyota Innova Động cơ cùng với hệ thống truyền lực tạo ra moment chuyển động tại... tại cầu sau của xe Innova là loại xe có cầu sau chủ động 2.5 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 1TR- FE 14 Hình 2.1 - ECU của động cơ 1TR- FE ECU (Electronic Control Unit) Bộ điều khiển động cơ hay còn có tên gọi khác là ECM (Engine Control Module), đây là một bộ tích hợp các hệ thống điều khiển, dùng để điểu khiển các hệ thống và các thông số khác nhau trên động cơ cũng như các bộ phận khác trên xe ô tô Nhiệm... 86 Hành trình (mm) 86 Hệ thống phun nhiên liệu EFI Hệ thống đánh lửa DIS có ESA Tiêu chuẩn khí xả Euro Step 2 Điều khiển cam hút – cam xả Biến thiên thông minh VVT-i Tích hợp bộ chẩn đoán Onboard M-OBD Bảng 2.1: Các thông số động cơ 1TR- FE 2.3 CÁC HỆ THỐNG TRÊN ĐỘNG CƠ 1TR- FE Động cơ 1TR- FE là một loại động cơ hiện đại, gồm hàng ngàn chi tiết lắp ghép lại với nhau thành nhiều hệ thống, trong đó có thể... Indonesia… 1TR- FE là loại động cơ sử dụng xăng không chì, chỉ số Octan > = 91, tổng dung tích công tác là 1998 cc (tương đương gần 2,0 lít) Giải thích về ký hiệu động cơ 1TR- FE Một ký hiệu động cơ của TOYOTA bao gồm 3 thành phần như sau: - “1” Ký tự đầu tiên cho ta biết về thế hệ của thân động cơ, cũng là kí hiệu thế hệ của động cơ - “TR” Một hoặc 2 ký tự tiếp cho cho ta biết về về chủng loại của động cơ, ... của hệ thống phun xăng điện tử EFI, hệ thống đánh lửa, kiểm soát khí xả hộp ECU có mạch dự phòng được tự động đấu vào để đảm bảo khả năng tối thiểu cho xe có thể tự đi đến xướng sửa chữa, lúc đó đèn báo sự cố vẫn luôn sáng 18 2.6 THÂN MÁY – NẮP CYLINDER – CYLINDER 2.6.1 Thân động cơ và Cácte Thân động cơ (hay còn gọi là thân máy) là nơi chứa và lắp đặt các cơ cấu và hệ thống của động cơ Thân động cơ. .. những chi tiết cơ bản của hệ thống nhiên liệu thông thường, EFI tích hợp phần điều khiển trong ECU, EFI hoạt động chính xác nhờ nhận được những thông số từ rất nhiều các cảm biến đặt tại những vò trí khác nhau trên xe Hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS được sử dụng trong động cơ 1TRFE, có nhiệm vụ phát tia lửa điện trong buồng đốt vào thời điểm chính xác trong chu trình làm việc của động cơ để đốt cháy... soát chặt chẽ góc mở cam, nâng cao tính kinh tế trong sử dụng nhiên liệu) E: Electronic Fuel Injection (phun nhiên liệu điện tử) Thông tin đầy đủ và chi tiết về các ký hiệu được sử dụng trong động 11 cơ của Toyota được trình bày trong phần Phụ lục (trang 123) 2.2 MỘT VÀI THÔNG SỐ VỀ ĐỘNG CƠ 1TR- FE Tên thông số Đơn vò Giá trò – Kiểu ĐỘNG CƠ 2.0 lít (1TR- FE) 4 xilanh thẳng hàng, 16 xúpáp, cam kép với VVT-i... thẳng hàng 4 máy, thẳng hàng 6 máy, động cơ V6, V8 hay V12 Đồng thời ta cũng có thể biết được năm động cơ này bắt đầu được cho ra đời Ví dụ ở đây động cơ có ký hiệu 1TR, tức thế hệ thứ nhất của động cơ, cam kép trên nắp máy, dung tích 1998 cc, được ra đời vào năm 2003 - FE Các ký tự sau nằm dấu gạch ngang (-) cho ta biết về các đặc điểm của động cơ Ví dụ FE có nghóa là: F: Economy narrow-angle DOHC... nhiện liệu một cách nhòp nhàng để tối ưu hóa hoạt động của động cơ Khi có hỏng hóc xảy ra, các kỹ thuật viên có thể kết nối với bộ ECU và kiểm tra các thông số vận hành xe để tìm ra nguyên nhân Thậm chí, một vài hệ ECU còn có thể truy vấn bằng điện thoại đi động ECU của động cơ 1TR- FE bao gồm các hệ vi mạch thành phần như sau:  OBD (On-board Diagnostic) Hệ thống chẩn đoán tích hợp trong ECU  VVT-i... hoạt động nhờ tín hiệu của rất nhiều các cảm biến Hệ thống bôi trơn đảm nhận việc cấp dầu bôi trơn đến tất cả các bề mặt làm việc của động cơ nhằm mục đích giảm ma sát, thoát nhiệt và giảm mài mòn cho các chi tiết làm việc Hệ thống làm mát có nhiệm vụ thoát nhiệt cho các chi tiết bò nóng 13 trong quá trình làm việc và đảm bảo chế độ nhiệt tối ưu cho động cơ Bên cạnh đó còn có Hệ thống xả và hệ thống