DATN thiết kế HTDL trực tiếp trên VIOS

LỜI MỞ ĐẦU Trong vài thập niên gần kinh tế giới có dấu hiệu chuyển rõ rệt,các ngành kinh tế nước có đột phá mẻ Cùng với lên kinh tế mở mang, động mang tính thị trường giới kinh tế Việt Nam ta có phát triển đáng kể.Các phương tiện vận tải đại từ nước có công nghệ tiên tiến nhập vào Việt Nam ngày nhiều Nền công nghiệp ô tô nước ta non trẻ bắt đầu có bước đầy triển vọng Những năm gần Việt Nam xe ô tô bắt đầu sử dụng rộng rãi, số lượng ô tô đại sử dụng hệ thống điều khiển phun xăng đánh lửa trực tiếp ngày nhiều Nhờ vào hệ thống phun xăng đánh lửa hoạt động cảm biến dẫn tới việc điều khiển xe ô tô ngày dễ dàng cho tất đối tượng Mặt khác đề thách thức xử lý cố hỏng hóc dòng xe này, mặt trang thiết bị sửa chữa bảo dưỡng nghèo nàn, lạc hậu, mặt khác trình độ người kỹ thuật yếu nhiều hạn chế ngoại ngữ vấn đề tiếp thu trình độ khoa học kỹ thuật nước ngồi Qua q trình học tập làm đồ án tốt nghiệp chúng em thấy hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng ô tô có ưu điểm vượt trội so với hệ thống nhiên liệu trước tiết kiệm nhiên liệu hơn,khí thải hơn, cơng suất nâng cao Với mục đích giúp sinh viên có khả làm việc độc lập, sáng tạo củng cố kiến thức học đào sâu tìm tòi nghiên cứu kiến thức chun mơn ngun lý,cấu tạo ô tô hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp nhằm nâng cao hiểu biết sở lý luận chuyên ngành ô tô em thực đề tài đồ án tốt nghiệp: “Tính tốn, thiết kế hệ thống đánh lửa trực tiếp xe Toyota Vios.” với nội dung sau: Chương 1: Tổng quan HTDL trực tiếp xe VIOS Chương 2: Tính tốn, thiết kế HTDL trực tiếp xe VIOS Chương 3: Xây dựng quy trình bảo dưỡng & sửa chữa HTDL trực tiếp VIOS Sau thời gian tìm tòi nghiên cứu thực đồ án em hoàn thành Nhưng thời gian khơng có nhiều với hạn chế mặt trình độ chun mơn nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót , kính mong nhà trường thầy bạn góp ý để đề tài đồ án hoàn thiện Cuối em xin trân thành cảm ơn nhà trường, thầy khoa khí tơ thầy: PGS T.s VÕ VĂN HƯỜNG dạy dỗ bảo hướng dẫn tận tình tạo điều kiện giúp đỡ em suốt q trình hồn thành đồ án CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống đánh lửa 1.1.1 Công dụng hệ thống đánh lửa(HTDL) Hệ thống đánh lửa sử dụng đơng xăng có nhiệm: Một biền đổi dòng điện có điện áp thấp 12v thành sung điên cao áp 12kv tới 24kv tạo tia lửa hai cực bugi để đốt cháy hỗn hợp xăng khơng khí vào thời điểm yêu cầu để động làm việc tối ưu Hệ thống đánh lửa phải tạo tia lửa xác hàng nghìn lần /phút xilanh đông Nếu đánh lửa bị ngừng trệ khoảng giây, động hoạt đồng yếu trí dẫn đến ngừng hoạt động 1.1.2 Yêu cầu HTDL Tạo điện áp lớn để phóng điện qua khe hở bugi tất chế độ làm việc đông Tạo tia lửa bugi phaỉ đủ lượng đủ thời gian phóng để cháy bắt đầu.Vì hệ thống đánh lửa tia lửa phát điện cực bugi để đốt cháy hỗn hợp xăng khơng khí Nhưng hồ khí bị nén với áp suất cao nên có điện trở lớn cần có điện hàng chục nghìn vơn để đảm bảo phát tia lửa mạnh Để đốt cháy hỗn hợp điều kiện hoạt động động 1.1.3 Phân loại HTDL Hệ thống đánh lửa ô tô sử dụng 75 năm qua không thay đổi chi thay đổi phương thức đánh lửa phương pháp phân phối tia lửa.Ta phân hoại hệ thống đánh lửa sau: Theo phương thức tích luỹ lượng có: - Hệ thống đánh lửa điện cảm - Hệ thống đánh lửa điện dung Phân loại theo kiểu ngắt mạch sơ cấp có: - Hệ thống đánh lửa truyền thống (đánh lửa má vít) - Hệ thống đanh lửa tranzisror(đánh lửa bán dấn) gồm loại: - Hệ thống đánh lửa bán dẫn điều khiển trực tiếp hệ thống đánh lửa điếu khiển kỹ thuật số * Trong HTDL bán dẫn điều khiên trực tiếp lại chia loại có vít điều khiển vít khơng có vít điều khiển Loại khơng có vít điều khiển có loại là: - Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến điện từ loại loại nam châm đứng yên loại nam châm quay - Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến biến Hall - Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến biến quang * Trong HTDL điểu khiển băng kỹ thuật số có: - Hệ thống đánh lửa theo chương trình - Hệ thống đánh lửa sử dụng vi xử lý - Hệ thống đánh lửa kết hợp với hệ thống phun xăng điện tử Phân loại theo phân bố điện cao áp có: - Hệ thống đánh lửa có chia điện-delco - Hệ thống đánh lửa trực tiếp hay khơng có delco Phân loại theo phương pháp điều khiển góc đánh lửa sớm: - Hệ thống đánh lửa với cấu điều khiển góc đánh lửa sớm khí - Hệ thống đánh lửa với điều khiển góc đánh lửa sớm điện tử 1.2 Cấu tạo chung HTDL trực tiếp VIOS Nguyên lý làm việc: ECU động xác định thời điểm đánh lửa dựa vào tín hiệu G (vị trí trục cam )và tín hiệu NE (vị trí trục khuỷu) tín hiệu từ cảm bến khác Sau xác định thời điểm thới điểm đánh lửa ECU động xẽ gửi tín hiệu IGT dạng xung tới IC đánh lửa theo thứ tự đánh lửa động Trong tín hiệu IGT truyền đến để bật IC đánh lửa dòng điện cấp vào cuộn sơ cấp Khi tín hiệu xung IGT bị nhắt dòng điện cuận sơ cấp bị nhắt đột ngột tạo dòng điện cao áp phát tứ cuộn thứ cấp dẫn đến bugi gây đánh lửa Trong IC đánh lửa phản hối lại ECU xung IGF để xác định việc đánh lủa xảy ra.(Tuy nhiên khơng có nghĩa thưc có đánh lửa)Nế ECU động khơng nhận tín hiệu IGF chức chẩn đón cận hành DTC lưu trữ ECU động chức an toán hoạt động làm ngứng vòi phun nhiên liệu Cấu tạo: Hình Hệ thống đánh lửa trực tiếp Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp (ĐLTT), chia điện khơng sử dụng Thay vào đó, hệ thống ĐLTT cung cấp bơ bin với IC đánh lửa độc lập cho xylanh Vì hệ thống khơng cần sử dụng chia điện dây cao áp nên giảm tổn thất lượng khu vực cao áp tăng độ bền Đồng thời giảm đến mức tối thiểu nhiễu điện từ, khơng sử dụng tiếp điểm khu vực cao áp Chức điều khiển thời điểm đánh lửa thực thông qua việc sử dụng ESA (đánh lửa sớm điện tử) ECU động nhận tín hiệu từ cảm biến khác nhau, tính tốn thời điểm đánh lửa, truyền tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa Thời điểm đánh lửa tính tốn liên tục theo điều kiện động cơ, dựa giá trị thời điểm đánh lửa tối ưu lưu giữ máy tính, dạng đồ ESA So với điều khiển đánh lửa học hệ thống thơng thường phương pháp điều khiển ESA có độ xác cao khơng cần phải đặt lại thời điểm đánh lửa Kết hệ thống giúp cải thiện tiết kiệm nhiên liệu tăng công suất phát Hệ thống đánh lửa trực tiếp bao gồm phận sau đây: Hình Các thành phần hệ thống đánh lửa trực tiếp Cảm biến vị trí trục khuỷu (NE):Phát góc quay trục khuỷu (tốc độ động cơ) Cảm biến vị trí trục cam (G): Nhận biết xy lanh, kỳ theo dõi định thời trục cam Cảm biến kích nổ (KNK): Phát tiếng gõ động Cảm biến vị trí bướm ga (VTA): Phát góc mở bướm ga Cảm biến l*ưu lượng khí nạp (VG/PIM): Phát lượng khơng khí nạp Cảm biến nhiệt độ nước (THW): Phát nhiệt độ nước làm mát động Bô bin IC đánh lửa: Đóng ngắt dòng điện cuộn sơ cấp vào thời điểm tối ưu Gửi tín hiệu IGF đến ECU động ECU động cơ: Phát tín hiệu IGT dựa tín hiệu từ cảm biến khác nhau, gửi tín hiệu đến bơ bin có IC đánh lửa Bugi: Phát tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hòa khí Hình Sơ đồ ngun lý hệ thống đánh lửa trực tiếp Bơ bin có IC đánh lửa: Thiết bị bao gồm IC đánh lửa bô bin kết hợp thành cụm Trước đây, dòng điện cao áp dẫn đến xy lanh dây cao áp Như*ng nay, bơ bin nối trực tiếp đến bugi xy lanh thông qua việc sử dụng bô bin kết hợp với IC đánh lửa Khoảng cách dẫn điện cao áp rút ngắn nhờ có nối trực tiếp bơ bin với bugi, làm giảm tổn thất điện áp nhiễu điện từ Nhờ độ tin cậy hệ thống đánh lửa nâng cao Hình Bơ bin kết hợp với IC đánh lửa Sau thí dụ vận hành dựa DIS động 1NZ-FE, dùng bô bin kết hợp với IC đánh lửa ECU động nhận tín hiệu từ cảm biến khác xác định thời điểm đánh lửa tối *ưu (ECU động có tác động đến việc điều khiển đánh lửa sớm) ECU động gửi tín hiệu IGT đến bơ bin có IC đánh lửa Tín hiệu IGT gửi đến IC đánh lửa theo thứ tự đánh lửa (1-3-4-2) Cuộn đánh lửa, với dòng sơ cấp ngắt đột ngột, sinh dòng cao áp Tín hiệu IGF gửi đến ECU động dòng sơ cấp vượt trị số định Dòng cao áp phát từ cuộn thứ cấp dẫn đến bugi gây đánh lửa Hình Sơ đồ hệ thống đánh lửa 1NZ-FE 1.3 Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế 1.3.1 Giới thiệu xe sở A Giới thiệu chung xe toyota vios - Toyota Vios phiên Sedan cỡ nhỏ đời năm 2003 để thay cho dòng Soluna thị trường Đông Nam Á Trung Quốc Thế hệ đầu phần dự án hợp tác kỹ sư Thái Lan nhà thiết kế Nhật Bản công ty Toyota sản xuất nhà máy Toyota Gateway, tỉnh Chachoengsao, Thái Lan Thế hệ thứ đời năm 2007 Nhưng không dừng lại thị trường Châu Á, Sedan dần Toyota mắt thị trường khác - Thế hệ đầu 2003-2007 - Kiểu thiết kế: Sedan chỗ - Động cơ: 1.3 1.5 lít - Phần lớn xe Vios thị trường Đông Nam Á có Việt Nam trang bị động 1.5 lít trừ Philippines Người dân nước ưa chuộng phiên sử dụng động nhỏ với dung tích 1.3 lít - Phiên chế tạo dựa mẫu Toyota Platz Nhờ cải tiến ngoại thất, Vios mang dáng vẻ khác biệt, đặc biệt phiên 2006 Phiên chỉnh sửa nhiều với lưới tản nhiệt, đèn pha, đèn hậu làm với vành đúc nội thất - Thế hệ thứ ( từ năm 2007 đến nay) Kiểu thiết kế: Sedan chỗ Động 1.5 lít - Chiếc Vios tái lại mẫu Toyota Belta sedan mắt năm 2005 Toyota Belta có tên khác Toyota Yaris (tên có Mỹ, Nhật, Australia), Toyota Echo (tên gọi Canada) Toyota Vitz Nếu Vios có phiên sedan Belta có thêm phiên hachtback - Toyota Vios 2007 sử dụng động cũ (năm 2003) I4, ký hiệu 1NZ-FE 1.5L DOHC tích hợp cơng nghệ điều khiển van biến thiên VVT-i Công suất cực đại động 107 mã lực, mô men xoắn tối đa 144 Nm Tuy nhiên, khung gầm thiết kế hoàn toàn - Phiên Vios 1.5E số sàn nâng cấp từ Vios 2003 1.5G số sàn, phiên 1.5G số tự động lần mắt thị trường Việt Nam - Toyota Vios 2007 có kích thước lớn xe đời cũ Trang bị an tồn tiện nghi có nhiều cải tiến Về ngoại thất, thay đổi lớn lưới tản nhiệt có cấu trúc hình chữ V, cụm đèn hậu nhơ ngồi, đèn xi nhan tích hợp gương, vành hợp kim thiết kế mới, Các thông số xe toyota vios Xuất Xứ: Thái Lan Kích thước: (dài x rộng x cao) 4300 x 1700 x 1460 (mm) Hình 1.2 Hình dáng xe Toyota Vios 10 1.2.2.động 1NZ-FE (DOHC 16 xu páp với VVT-I) Động sử dụng xe Toyota Vios động xăng kỳ, xy lanh đặt thẳng hàng, thứ tự làm việc – – – Động 1NZ-FE Kết cấu động Sử dụng trục cam kép, dẫn động đai với cơng nghệ điều khiển đóng mở xu páp thơng minh VVT-i, giúp cho xe tiết kiệm nhiên liệu bảo vệ môi trường Hệ thống VVT-i Vios - Công suất tối đa: 107 HP / 6000 rpm - Mô men xoắn tối đa: 144 NM / 4200 rpm - Tỷ số nén: 10,5 : Dung tích cơng tác 1497 cc Mức tiêu hao nhiên liệu: 5,5L / 100 Km (trong điều kiện thử nghiệm) Hệ thống cung cấp nhiên liệu: phun xăng điện tử đa điểm MPI, sử dụng loại xăng có số octan RON 95, 92 Dung tích bình xăng 42 lít - Hệ thống làm mát: tuần hoàn cưỡng nhờ bơm nước - Hệ thống bôi trơn: theo nguyên lý hoạt động hỗn hợp bao gồm bôi trơn cưỡng kết hợp với vung té Xe sử dụng loại dầu bôi trơn: API SM, API SL, ILSAC 1.3.1 Hệ thống truyền lực 1.3.1.1 Ly hợp: loại đĩa ma sát khô, thường đóng, dẫn động áp suất thủy lực 1.3.1.2 Hộp số: Đối với phiên 1.5G tự động cấp Hộp số tự động U430E thiết kế gọn nhẹ điều khiển điện tử linh hoạt, sử dụng dầu ATF WS Hộp số tự động U340E Vios + Đối với phiên 1.5E hộp số thường cấp Hộp số thường C50 Vios 1.3.1.3 Truyền lực vi sai: loại xe du lịch động hộp số đặt ngang, cầu trước chủ động nên cặp bánh truyền lực vi sai bố trí chung cụm hộp số Xe Toyota Vios sử dụng truyền lực cấp, loại bánh trụ nghiêng 1.2.4.Hệ thống trang bị điện 1.3.1.4 1.3.1.5 1.3.1.6 1.3.1.7 1.3.1.8 Điện áp mạng: 12V Máy phát: 12V – 65A Động khởi động: kiểu SD 80, công suất 0,8 KW Ắc quy: (MF) 12V – 35Ah Hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS 1.3.1.9 Hệ thống đèn chiếu sáng đèn báo hiệu bao gồm: đèn pha, đèn xi nhan, đèn sương mù, đèn phanh, đèn soi biển số, đèn trần xe, đèn báo áp suất dầu, đèn báo nạp ắc quy, đèn báo mức xăng thấp, Cụm đèn sau Đèn xi nhan tích hợp gương Cụm đèn trước 1.3.1.10 Hệ thống gạt mưa, nâng hạ kính 1.3.1.11 Hệ thống âm gồm có: radio, cassette, dàn loa Đài xe Vios 1.3.2 Lựa chọn phương án thiết kế 1.4 Mục tiêu, Nội dung, phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 2.1 3.1 CHƯƠNG 3: Kiểm tra hư hỏng: Bước 1: Kiểm tra cuộn đánh lửa thử đánh lửa - Kiểm tra mã DTC Chú ý: Nếu có mã DTC phát ra, thực chẩn đốn theo quy trình cho mã DTC - Kiểm tra có đánh lửa khơng + Tháo nắp đậy nắp quy lát + Tháo cuộn đánh lửa + Dùng đầu 16 mm, tháo bugi + Lắp bugi vào cuộn dây dánh lửa nối giắc cuộn đánh lửa + Ngắt giắc nối vòi phun + Tiếp mát cho bugi + Kiểm tra có tia lửa xuất động quay khởi động + Nếu khơng có tia lửa điện, kiểm tra giắc nối phía dây điện cuộn đánh lửa có Ic đánh lửa cắm chắn Kết quả: Kết Không Tốt Tốt Đi đến Lắp chắn Đi đến bước + Tiến hành thử đánh lửa cho cuôn dây đánh lửa + Thay cuộn đánh lửa tốt + Tiến hành thử đánh lửa lần Kết quả: Kết Không Tốt Tốt Đi đến Thay cuộn đánh lửa có IC đánh lửa Đi đến bước - Kiểm tra bugi Kết Không Tốt Tốt Đi đến Thay Bugi Đi đến bước - Kiểm tra cấp nguồn đến cuộn đánh lửa có IC đánh lửa + Bật khóa điên ON (IG) + Kiểm tra có điện áp ắc quy cực (+) cuộn đánh lửa Kết Đi đến Khơng tốt Kiểm tra dây điện khóa điện cuộn dây đánh lửa có IC đánh lửa Tốt Đi đến bước - Kiểm tra cảm biến vị trí trục cam Đo điện trở theo giá trị bảng Nếu khơng thay cảm biến vị trí trục cam, đến bước Nối dụng Điều kiện Điều kiện cụ đo tiêu chuẩn 1-2 Lạnh 16302740 1-2 Nóng 20653225 - Kiểm tra cảm biến vị trí trục khủy Đo điện trở theo giá trị bảng Nếu không thay cảm biến vị trí trục khủy, đến bước Nối dụng Điều kiện Điều kiện cụ đo tiêu chuẩn 1-2 Lạnh 985-1600 ôm 1-2 Nóng 12651890 ơm Khái niệm nóng lạnh nhiệt độ cuộn dây Lạnh có nghĩa khoảng -10 độ C đến 50 độ C ( 14122 độ F ) nóng khoảng 50 -100 độ C ( 122 -284 độ F ) - Kiểm tra mạch tín hiệu IGT IGF Kết Đi đến Không Tốt Kiểm tra ECM Tốt Sửa dây điện cuộn đánh lửa ECM + Lắp giắc vòi phun + Dùng dầu 16mm, lắp bugi + Lắp cuộn đánh lửa + Lắp nắp đậy nắp quy lát Bước 2: Kiểm tra Bugi Dùng ôm kế đo điện trở cách điện Điện trở tiêu chuẩn 10M ôm trở lên - Nếu kết không tiêu chuẩn, làm bugi máy làm đo lại điện trở lần - Nếu khơng có ơm kế, thực phép kiểm tra đơn giản sau ( kiểm tra xen kẽ bugi khác ) ... thống đánh lửa trực tiếp Bơ bin có IC đánh lửa: Thiết bị bao gồm IC đánh lửa bơ bin kết hợp thành cụm Trước đây, dòng điện cao áp dẫn đến xy lanh dây cao áp Như*ng nay, bơ bin nối trực tiếp đến bugi... điểm đánh lửa Kết hệ thống giúp cải thiện tiết kiệm nhiên liệu tăng công suất phát Hệ thống đánh lửa trực tiếp bao gồm phận sau đây: Hình Các thành phần hệ thống đánh lửa trực tiếp Cảm biến vị... dấn) gồm loại: - Hệ thống đánh lửa bán dẫn điều khiển trực tiếp hệ thống đánh lửa điếu khiển kỹ thuật số * Trong HTDL bán dẫn điều khiên trực tiếp lại chia loại có vít điều khiển vít khơng có vít