Xây dựng hệ thống các bài kiểm tra, chẩn đoán hệ thống điện động cơ toyota 3s FE

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN Nhiệm vụ đề tài: “Xây dựng hệ thống kiểm tra, chẩn đoán hệ thống điện động Toyota 3S- FE” thực ba nội dung sau đây:  Giới thiệu chung chẩn đốn;  Tìm hiểu hệ thống điện động Toyota 3S-FE;  Xây dựng kiểm tra, chẩn đoán hệ thống điện động Toyota 3S -FE LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới nhà trường, cô giáo, thầy giáo môn Công nghệ ô tô Hệ thống cảm biến trường Đại học Công nghệ Thông tin Truyền thông Thái nguyên tạo điều kiện giúp đỡ em suốt khóa học hoàn thành đồ án tốt nghiệp Để thực hoàn thành đồ án tốt nghiệp hướng dẫn bảo thầy ThS Phạm Quốc Thịnh, ThS Hồng Thị Hải Yến, người giúp đỡ, góp ý, cung cấp ý tưởng dẫn tài liệu trình làm đồ án Em xin giửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô Tuy nhiên kiến thức kinh nghiệm có hạn nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận bảo thầy giáo, cô giáo, bạn để em hoàn thiện đồ án Thái Nguyên, tháng 06 năm 2016 Sinh Viên Đặng Văn Thành LỜI CAM ĐOAN Tên em là: Đặng Văn Thành Sinh viên lớp K10 nghành Điện tử ô tô trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông Thái nguyên – Đại học Thái nguyên Em xin cam đoan toàn nội dung đồ án em làm theo định hướng giáo viên hướng dẫn, không chép người khác Các phần trích, tài liệu tham khảo rõ đồ án Nếu có sai sót em hồn toàn chịu trách nhiệm Thái nguyên, ngày tháng năm 2016 Sinh viên Đặng Văn Thành MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN i LỜI CẢM ƠN ii LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC BẢNG BIỂU ix LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Lý thuyết chung chẩn đoán 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Các loại thông số dùng chẩn đoán .2 1.1.3 Các điều kiện để thông số dùng làm thơng số chẩn đốn.2 1.1.4 Độ tin cậy 1.1.5 Lý thuyết chẩn đoán 1.2 Các phương pháp chẩn đoán 10 1.2.1 Thông qua cảm nhận giác quan thể .10 1.2.2 Xác định thông số chẩn đoán qua dụng cụ đo đơn giản 13 1.3 Xác định máy chuyên dụng 16 1.3.1 Khái niệm tự chẩn đoán 16 1.3.2 Nguyên lý hình thành hệ thống chẩn đoán máy chuyên dụng 17 1.3.3 Một số sơ đồ nguyên lý hệ thống tự động điều khiển tự chẩn đốn 18 1.3.4 Các hình thức giao tiếp người xe 19 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ TOYOTA 3S-FE 22 2.1 Tổng quan động 3S-FE 22 2.2 Phần mơ hình động 25 2.3 Sơ đồ mạch điện 26 2.4 Hệ thống cung cấp điện 29 2.4.1 Nhiệm vụ 29 2.4.2 Yêu cầu 29 2.4.3 Những thông số hệ thống cung cấp điện .29 2.5 Sơ đồ tổng quát, sơ đồ cung cấp điện phân bố tải 30 2.5.1 Sơ đồ tổng sơ đồ cung cấp điện 30 2.5.2 Chế độ làm việc accu – máy phát phân bố tải 31 2.6 Máy phát điện 33 2.6.1 Phân loại 33 2.6.2 Đặc điểm cấu tạo .34 2.7 Hệ thống phun xăng điện tử 35 2.7.1 Hệ thống phun xăng điện tử EFI 35 2.7.2 Hệ thống điều khiển điện tử: 36 2.8 Các mạch điều khiển 50 2.8.1 Điều khiển phun nhiên liệu .51 2.8.2 Điều khiển đánh lửa 57 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CÁC BÀI KIỂM TRA, CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ TOYOTA 3S-FE 59 3.1 Bài kiểm tra điện áp 59 3.2 Bài kiểm tra mạch cấp nguồn 60 3.3 Bài kiểm tra bơm xăng 62 3.4 Bài kiểm tra kim phun 66 3.5 Bài kiểm tra kim phun khởi động lạnh 68 3.6 Bài kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát 71 3.7 Bài kiểm tra cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp 74 3.8 Bài kiểm tra cảm biến ô xy 76 3.9 Bài kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga 78 3.10 Bài kiểm tra tín hiệu G, Ne 80 3.11 Bài kiểm tra cảm biến chân không 82 3.12 Bài kiểm tra mạch tín hiệu đánh lửa 83 3.13 Bài tìm Pan qua giắc cắm chẩn đoán OBD 85 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Quan hệ entropi với độ tin cậy Hình 1.2 Vị trí kiểm tra độ rơ khớp cầu lái độ rơ vành lái [1] 12 Hình 1.3 Ống nghe đầu âm [1] 13 Hình 1.4 Một số dụng cụ đo điện thông dụng [1] 16 Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý hình thành hệ thống tự chẩn đốn [1] 17 Hình 1.6 Sơ đồ điển hình hệ thống điều khiển tự động chuyển số (EAT) [1] .19 Hình 1.7 Các ví dụ mã chẩn đốn [1] 20 Hình 1.8 Màn hình giao diện đầu nối NISSAN, VOLVO [1] 21 Hình 2.1 Phần động khung hình từ bên phải 22 Hình 2.2 Phần động nhìn từ phía 22 Hình 2.3 Phần khung nhìn từ phía trước 23 Hình 2.4: Phần khung nhìn từ phía sau 23 Hình 2.5: Phần đánh pan động 3S-FE phịng thực hành thí nghiệm điện tử tơ 24 Hình 2.6: ECU điều khiển động 24 Hình 2.7 accu 25 Hình 2.8: Sơ đồ mạch điện động 3S-FE 26 Hình 2.9 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện tổng quát [2] 30 Hình 2.10 Sơ đồ phụ tải điện ôtô [2] 31 Hình 2.11 Sơ đồ tính tốn hệ thống cung cấp điện [2] 31 Hình 2.12 Mạch từ máy phát điện rotor nam châm tròn [2] 34 Hình 2.13 Mạch từ máy phát điện loại kích thích nam châm vĩnh cửu 35 Hình 2.14 Sơ đồ động phun xăng điện tử 35 Hình 2.15 Vị trí cảm biến động 38 Hình 2.16 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 38 Hình 2.17 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát [2] 39 Hình 2.18: Mặt cắt cảm biến nhiệt độ nước làm mát [2] 39 Hình 2.19 Mạch điện đặc tính cảm biến nhiệt độ nước làm mát [2] 40 Hình 2.20 Cảm biến Oxy [2] 40 Hình 2.21 Mối quan hệ lượng Oxy, điện áp tỉ lệ A/F [2] 41 Hình 2.22 Đặc tính cảm biến Oxy [2] 41 Hình 2.23 Bộ sấy cảm biến Oxy [2] 42 Hình 2.24 Các kiểu bố trí cảm biến nhiệt độ khí nạp 43 Hình 2.25 Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp [2] 43 Hình 2.26 Đồ thị mối quan hệ nhiệt độ điện trở cảm biến nhiệt độ khí nạp 43 Hình 2.27 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp [2] 44 Hình 2.28 Cảm biến vị trí bướm ga loại tiếp điểm [2] 44 Hình 2.29 Sơ đồ mạch điện đặc tính cảm biến vị trí bướm ga loại tiếp điểm [2] 45 Hình 2.30 Cấu tạo cảm biến MAP [2] 46 Hình 2.31 Sơ đồ nguyên lý cảm biến áp suất đường ống nạp [2] 47 Hình 2.32 Mạch điện cảm biến áp suất đường ống [2] 48 Hình 2.33 Đặc tính điện áp cảm biến MAP [2] 48 Hình 2.34 Mạch điện tín hiệu G, Ne [2] 49 Hình 2.35 Mạch nguồn [2] 50 Hình 2.36 Mạch khởi động [2] 50 Hình 2.37 Bơm nhiên liệu [2] 51 Hình 2.38 Mạch điều khiển bơm xăng kiểu EFI 51 Hình 2.39 Bộ lọc nhiên liệu [2] 52 Hình 2.40 Bộ dập dao động [2] 53 Hình 2.41 Bộ điều áp 53 Hình 2.42 Kim phun 54 Hình 2.43 Mạch điều khiển kim phun 54 Hình 2.44 Kim phun khởi động lạnh [2] 55 Hình 2.45 Cơng tắc định thời kim phun khởi động lạnh [2] 55 Hình 2.46 mạch điều khiển kim phun khởi động lạnh cơng tắc định thời 56 Hình 2.47 Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa [2] 57 Hình 2.48 Tín hiệu thời điểm đánh lửa IGT 57 Hình 2.49 Tín hiệu xác nhận đánh lửa IGF 58 Hình 3.1 Sơ đồ mạch điện nguồn cấp [2] 61 Hình 3.2 Rơ le [2] 61 Hình 3.3 Sơ đồ mạch điện điều khiển bơm nhiên liệu 63 Hình 3.4 Rơ le bơm [2] 63 Hình 3.5 Bơm 64 Hình 3.6 Kiểm tra áp suất nhiên liệu 65 Hình 3.7 Cấu tạo kim phun 66 Hình 3.8 Mạch điều khiển kim phun [2] 67 Hình 3.9 Kiểm tra điện trở kim phun 67 Hình 3.10 Sơ đồ mạch điện kim phun khởi động lạnh 69 Hình 3.11 Cách kiểm tra điện trở kim phun 69 Hình 3.12 Cách nối ống dẫn nhiên liệu vào đầu nối 70 Hình 3.13 Nối lại cực ắc quy [2] 70 Hình 3.14 Mạch cảm biến nhiệt độ nước làm mát [2] 72 Hình 3.15 Kiểm tra điện áp hai cực THW E2 giắc ECU 72 Hình 3.16 Kiểm tra nhiệt độ nước làm mát [2] 73 Hình 3.17 Mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp [2] 74 Hình 3.18 Kiểm tra tín hiệu điện áp hai cực THA E2 giắc nối ECU 75 Hình 3.19 Kiểm tra cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp [2] 75 10 3.9 Bài kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga I Mục đích: - Kiểm tra xem cảm biến vị trí bướm ga mạch tín hiệu có hoạt động tốt hay khơng từ có sở để tiến hnh khắc phục sửa chữa - Xác định vị trí chân cảm biến vị trí bướm ga, hiệu chỉnh chế độ hoạt động cầm chừng tồn tải đạt cho đạt hiệu tốt II An toàn: - Khi có tượng bất thường xảy phải kịp thời tắt công tắc máy - Cần thận trọng việc kiểm tra, cần có xác cao việc điều chỉnh tiếp điểm cảm biến - Sử dụng đồng hồ VOM đng vị trí thang đo cần đo III Chuẩn bị: - Đồng hồ đo: đồng hồ VOM, máy kiểm tra dạng sóng - Cân dụng cụ tháo lắp cần thiết: cờ lê, tua vít, kìm… - Tháo giắc nối cảm biến vị trí bướm ga IV Các bước thực Sơ đồ mạch điện: Hình 3.23 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga Bước 1: Kiểm tra điện áp cảm biến vị trí bướm ga: 119 Hình 3.24 Kiểm tra điện áp cảm biến vị trí bướm ga - Xoay công tắc máy on để bướm ga vị trí cầm chừng - Đo điện áp cực IDL E2 vôn - Đo điện áp cực PSW E2 vôn - Xoay bướm ga mở lớn Điện áp cực PSV E2 vôn cực IDL-E2 vôn V Kết luận: (đưa kết luận sau so sánh giá trị đo với giá trị chuẩn) *Chú ý: - Cần thận trọng việc kiểm tra, cần có xác cao việc điều chỉnh tiếp điểm cảm biến - Sử dụng đồng hồ VOM đng vị trí thang đo cần đo 3.10 Bài kiểm tra tín hiệu G, Ne I Mục đích: - Kiểm tra thông số cảm biến G, Ne như: Điện trở, khe hở Roto lõi thép cuộn dây cảm biến, kiểm tra mạch điện - Tiến hành sửa chữa hư hỏng có, để ECU nhận biết tín hiệu G, Ne cách xác II An tồn: - Sử dụng đồng hồ đo phải loại, vị trí thang đo cần đo 120 - Khơng mắc sai cực ACCU - Kiểm tra mạch điện xác trước khởi động để tránh chập cháy, gây hư hỏng ECU III Chuẩn bị dụng cụ: - Những dụng cụ đo: Đồng hồ VOM - Các dụng cụ tháo lắp: Cờ lê, khố vịng miệng, tơ vít… IV Các bước thực hiện: Sơ đồ mạch điện: Hình 3.25 Mạch điện tín hiệu G,Ne [2] 121 Bước 1: Kiểm tra thông mạch - Để nguyên giắc cắm với chia điện dùng đồng hồ VOM kiểm tra thông mạch cực G1, G-, Ne - Kiểm tra giắc cắm, mối nối Bước 2: Kiểm tra điện trở cuộn dây tín hiệu G, Ne - Tháo giắc nối chia điện - Dùng VOM đo điện trở cuộn dây tín hiệu G, Ne Điện trở cuộn dây tín hiệu G, Ne theo giá trị chuẩn nhà sản xuất thể bảng thông số Điện trở Lạnh (ohm) Nóng (ohm) G1 – G- 125 – 200 160 - 235 Ne – G- 155 – 250 190 – 290 Bước 3: Kiểm tra khe hở từ - Động cỡ l đo khe hở từ tín hiệu G v tín hiệu Ne - Gái trị đo phải theo giá trị nhà sản xuất: 0.2 – 0.5mm 0.008 – 0.020 inch 122 Hình 3.26 Kiểm tra khe hở từ 123 V Kết luận: (đưa kết luận sau so sánh giá trị đo với giá trị chuẩn) 3.11 Bài kiểm tra cảm biến chân khơng I Mục đích: - Kiểm tra xem cảm biến chân khơng mạch tín hiệu có hoạt động tốt hay khơng từ có sở để tiến hành khắc phục sửa chữa - Xác định vị trí chân cảm biến chân khơng hiệu chỉnh chế độ hoạt động cầm chừng toàn tải đạt cho đạt hiệu tốt II An tồn: - Khi có tượng bất thường xảy phải kịp thời tắt công tắc máy - Cần thận trọng việc kiểm tra, - Sử dụng đồng hồ VOM vị trí thang đo cần đo III Chuẩn bị: - Đồng hồ đo: dùng đồng hồ VOM, máy kiểm tra dạng sóng - Các dụng cụ tháo lắp cần thiết: cờ lê, khố vịng miệng, tua vít, kìm… - Tháo giắc nối cảm biến lưu lượng khí nạp (bộ đo gió) IV Các bước thực hiện: Sơ đồ mạch điện: 124 Hình 3.27 Sơ đồ mạch cảm biến chân không Bước 1: Kiểm tra cảm biến chân không - Tháo đầu gim điên đến cảm biến chân không - Xoay công tắc máy on - Kiểm tra điện áp VC E2 đầu gim cảm biến từ 4-6 vôn - Nối đầu gim điện, kiểm tra điện áp cực PIM cảm biến 3,6 vôn - Dùng bơm chân không cầm tay, cung cấp chân không đến cảm biến kiểm tra theo bảng hướng dẫn sau: Bảng 3.4 Độ chân không 125 V Kết luận: (đưa kết luận sau so sánh giá trị đo với giá trị chuẩn) 3.12 Bài kiểm tra mạch tín hiệu đánh lửa I Mục đích - Kiểm tra hệ thống dây dẫn mạch tín hiệu đánh lửa, xác định xem tín hiệu Igniter ECU động có giao tiếp tốt hay khơng đo kiểm tra áp mạch, kiểm tra hình thành tia lửa bugi Dựa sở kiểm tra đó, ta đưa kết luận tiến hành khắc phục cho mạch làm việc tốt II An toàn - Sử dụng đồng hồ đo phải loại, vị trí thang đo cần đo - Khơng sai cọc âm dương ắc quy - Kiểm tra mạch điện xác trước khởi động để tránh trường hợp chập dây cháy hộp III Chuẩn bị - Vơn kế, Ơm kế, ắc quy, máy đo xung - Ống tuýp mở bugi cỡ 16mm, dụng cụ làm bugi IV Các bước thực Sơ đồ mạch điện 126 Hình 3.28 Sơ đồ mạch điện Bước 1: Kiểm tra bugi tia lửa điện - Ngắt dây cao áp khỏi bugi, dùng ống tuyp 16mm tháo bugi - Dùng dụng cụ làm bugi hay bàn chải để làm bugi, kiểm tra độ mòn điện cực, hỏng ren, hỏng phần cách điện bugi Khe hở điện cực xác 0,8 mm ( bugi DENSO: QJ16AR-U, NGK : BCRE527Y) - Dùng ống tuyp 16mm lắp bugi vào Mô men siết 200kgf.cm - Nối dây cao áp vào bugi Bước 2: Kiểm tra điện áp cực giắc nối ECU mass thân xe - Tháo giắc nối ECU, bật công tắc sang vị trí ON - Dùng Vơn kế đo điện áp cực IGF giắc nối ECU mass thân xe Giá trị điện áp đo phải nằm khoảng 4,5 – 5,5 V Bước 3: Kiểm tra điện áp chân IGT giắc nối ECU mass thân xe 127 - Tháo giắc nối IC đánh lửa - Dùng Vôn kế đo điện áp cực IGT giắc nối ECU mass thân xe động quay để khởi động Giá trị điện áp đo phải nằm khoảng 0,1 – 4,5 V Bước 4: Kiểm tra dạng sóng - Khi chạy khơng tải ta kiểm tra dạng sóng cực IGT E1 ECU Dạng sóng hình vẽ Hình 3.29 Dạng sóng V Kết luận (đưa kết luận sau so sánh giá trị đo với giá trị chuẩn ) 3.13 Bài tìm Pan qua giắc cắm chẩn đốn OBD I Mục đích - Mơ tả cách xuất code, xóa code hệ thống tự chẩn đốn Có khả phát hư hỏng thơng qua hệ thống tự chẩn đoán Xác định số hư hỏng thơng thường dựa mã chẩn đốn so với tài liệu nhà chế tạo II An tồn 128 - Khi có tượng bất thường xảy ta ngắt nguồn ắc quy kịp thời - Thực trình kiểm tra phải theo hướng dẫn III Chuẩn bị - Ắc quy, VOM, dây kiểm tra IV Các bước thực hiện: - Q trình pan thơng qua hệ thống tự chẩn đốn động tiến hành theo hai cách sau: Bước 1: Kiểm tra đèn báo kiểm tra động - Đèn báo kiểm tra động sáng lên bật cơng tắc sang vị trí ON khơng khởi động động Hình 3.30 Kiểm tra đèn báo động - Khi động khởi động đèn báo kiểm tra động phải tắt Nếu đèn có nghĩa hệ thống tự chẩn đốn tìm thấy bất thường hệ thống Bước 2: Kiểm tra mã chẩn đoán băng máy cầm tay: 129 Hình 3.31 Kiểm tra mã chuẩn hóa máy cầm Nối máy kiểm tra cầm tay vào giắc kiểm tra - Kiểm tra giữ liệu ECU theo lời nhắc hình máy kiểm tra - Đo giá trị cực ECU hộp ngắt máy kiểm tra cầm tay - Nối hộp ngắt máy kiểm tra cầm tay vào giắc kiểm tra - Đọc giá trị đầu vào đầu theo lời nhắc hình máy kiểm tra Chú ý : - Máy kiểm tra có chức cực nhanh Nó ghi lại giá trị đo có tác dụng việc chẩn đốn hư hỏng chập chờn - Xem hướng dẫn sử dụng máy cầm tay để biết thêm chi tiết Bước 3: Cách xóa mã chẩn đốn: - Bật cơng tắc máy sang vị trí OFF - Tháo cầu chì EFI tháo cọc âm ắc quy 30s - Có thể thực xóa mã lỗi máy chẩn đoán cầm tay qua giắc nối OBD II 130 - Cho động chạy kiểm tra lại V Kết luận (đưa kết luận sau kiểm tra so sánh giá trị chuẩn) 131 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Đồ án với đề tài “Xây dựng hệ thống kiểm tra, chẩn đoán hệ thống điện động Toyota 3S- FE” tổng quan phương pháp chẩn đoán, dụng cụ, thiết bị thường dùng để kiểm tra chẩn đốn, tìm hiểu hệ thống điện động Toyota 3S- FE gồm thành phần, thiết bị từ em xây dựng kiểm tra chẩn đoán hệ thống điện động Toyota 3S –FE Tuy nhiên, điều kiện thực tế thời gian, trang thiết bị phòng thực hành thí nghiệm điện tử tơ Trường Đại học Cơng nghệ thơng tin Truyền thơng cịn thiếu nên đề tài dừng lại kiểm tra chẩn đoán mức giúp Đây lại tập tài liệu hữu ích cho sinh viên khóa sau Đề tài phải triển thêm kiểm tra, chẩn đốn thơng qua thiết bị chẩn đoán chuyên dụng Toyota, hệ thống giao tiếp CAN… 132 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Thanh Hải Tùng – Nguyễn Lê Châu Thành, Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô [2] PGS-TS Đỗ Văn Dũng, Hệ thống điện điện tử ô tô đại – Hệ thống điện động cơ, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh 133 ... xe, hệ thống điều hịa… khơng thể không kể đến hệ thống điện động hệ thống quan trọng tơ Do em thực đồ án tốt nghiệp với đề tài ? ?Xây dựng hệ thống kiểm tra, chẩn đoán hệ thống điện động Toyota 3S- ... thống tự chẩn đốn: hệ thống đánh lửa, hệ thống nhiên liệu, động cơ, hộp số tự động, hệ thống phanh, hệ thống treo, hệ thống điều hòa nhiệt độ,… 28 1.3.2 Nguyên lý hình thành hệ thống chẩn đốn... 19 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ TOYOTA 3S- FE 22 2.1 Tổng quan động 3S- FE 22 2.2 Phần mơ hình động 25 2.3 Sơ đồ mạch điện 26 2.4 Hệ thống cung cấp điện