(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và chế tạo hệ thống lái, phanh cho xe điện tự hành AUC hai chỗ ngồi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT HỆ THỐNG NẠP - THẢI TRÊN ĐỘNG CƠ 1NZ-FE TRÊN XE TOYOTA VIOS Người hướng dẫn: GS TS TRẦN VĂN NAM Sinh viên thực hiện: NGUYỄN LÊ CHÍNH Số thẻ sinh viên: 103140009 Lớp: 14C4A Đà Nẵng, 12/2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Nguyễn Lê Chính Lớp: 14C4A Số thẻ SV: 103140009 Tên đề tài: Khảo sát hệ thống nạp - thải động 1NZ-FE xe TOYOTA VIOS Người hướng dẫn: Trần Văn Nam Học hàm/ học vị: Giáo sư II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, tính mới, khả ứng dụng đề tài: (điểm tối đa 2đ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: (điểm tối đa 4đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: (điểm đánh giá tối đa 2đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Đề tài có giá trị khoa học/ có báo/ giải vấn đề đặt doanh nghiệp nhà trường: (điểm tối đa 1đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… III Đánh giá: Điểm đánh giá:……/10 (lấy đến số lẻ thập phân) Đề nghị: ☐Được bảo vệ đồ án ☐Bổ sung để bảo vệ ☐Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày… tháng…năm 2019 Người hướng dẫn GS.TS Trần Văn Nam ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Nguyễn Lê Chính Lớp: 14C4A Số thẻ SV: 103140009 Tên đề tài: Khảo sát hệ thống nạp - thải động 1NZ-FE xe Toyota Vios Người phản biện: Bùi Văn Ga Học hàm/ học vị: Giáo sư II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Điểm tối đa TT Các tiêu chí đánh giá 1a - 1b - 1c 2a - Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải đủ nhiệm vụ đồ án giao - Tính (nội dung ĐATN có phần so với ĐATN trước đây) - Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; ứng dụng thực tiễn - Kỹ giải vấn đề; hiểu, vận dụng kiến thức bản, sở, chuyên ngành vấn đề nghiên cứu - Chất lượng nội dung ĐATN (thuyết minh, vẽ, chương trình, mơ hình,…) - Có kỹ vận dụng thành thạo phần mềm ứng dụng vấn đề nghiên cứu; - Có kỹ đọc, hiểu tài liệu tiếng nước ứng dụng vấn đề nghiên cứu; - Có kỹ làm việc nhóm; Kỹ viết: - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích Điểm Đánh giá 80 15 50 15 20 15 2b - - Thuyết minh đồ án khơng có lỗi tả, in ấn, định dạng Tổng điểm đánh giá theo thang 100: Quy thang 10 (lấy đến số lẻ) - Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời buổi bảo vệ: ……………………………………………………………………………………… Đề nghị: ☐Được bảo vệ đồ án ☐Bổ sung để bảo vệ ☐Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày… tháng… năm 2019 Người phản biện GS.TSKH Bùi Văn Ga TÓM TẮT Tên đề tài: Khảo sát hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE xe Toyota vios Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Chính Số thẻ sinh viên: 103140009 Lớp: 14C4A Đề tài đồ án tốt nghiệp chia làm phần với nội dung trình bày sau: Phần 1: Tổng quan hệ thống nạp thải động 1NZ-FE Nội dung phần chủ yếu khái quát công dụng, yêu cầu hệ thống nạp thải, hệ thống nạp thải cổ điển đại Bên cạnh nêu rõ lên kết cấu cấu phân phối khí Phần 2: Giới thiệu tổng thể động 1nz-fe Nội dung phần vào tìm hiểu xe khảo sát Sử dụng tài liệu tham khảo với mục đích tìm thơng số kỹ thuật xe Toyota vios Làm sở cho công việc kiểm nghiệm phần sau Ngoài giới thiệu số hệ thống khác xe để trang bị tổng quan hơn, đầy đủ loại xe Nội dung tìm hiểu sâu xe khảo sát Trong phần phân tích kĩ kết cấu thành phần hệ thống Tính tốn chu trình công tác động 1NZ-FE Phần 3: Khảo sát hệ thống nạp thải động 1NZ-FE Phần em sâu vào tìm hiểu sơ đồ bố trí hệ thống, đường ống nạp thải, kết cấu nguyên lí làm việc van, cảm biến Phần 4: Kiểm tra, chẩn đoán sửa chữa hư hỏng hệ thống nạp thải ô tô Toyota vios Nội dung phần tập trung tìm hiều chẩn đốn hư hỏng thường xảy xe khảo sát Để từ tiến hành cơng tác bão dưỡng cần thiết xe khảo sát, dòng xe khác Áp dụng trang thiết bị để phục vụ cơng tác chẩn đốn nhanh chóng Kiểm tra phận hệ thống nạp thải xe Nội dung đề tài không giới hạn xe Toyota vios nói riêng mà cịn áp dụng dòng xe khác làm rõ vai trò công tác kiểm nghiệm xe ô tô ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Lê Chính Số thẻ sinh viên: 103140009 Lớp: 14C4A Khoa: Cơ Khí Giao Thơng Ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Tên đề tài đồ án: KHẢO SÁT HỆ THỐNG NẠP-THẢI TRÊN ĐỘNG CƠ 1NZ-FE TRÊN XE VIOS Đề tài thuộc diện: ☐Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thựchiện Các số liệu liệu ban đầu: Các thông số xe Kia Optima Nội dung phần thuyết minh tính tốn: -Chương 1: Tổng quan hệ thống nạp thải -Chương 2: Giới thiệu tổng thể động 1NZ-FE tính tốn chu trình cơng tác -Chương 3: Khảo sát hệ thống nạp thải động 1NZ-FE -Chương 4: Kiểm tra bảo dưỡng cụm chi tiết hệ thống nạp thải động 1Nz-FE Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): - Bản vẽ phuơng án bố trí đường nạp thải động A3 - Bản vẽ mặt cắt ngang động 1NZ-FE A3 - Bản vẽ mặt cắt dọc động 1NZ-FE A3 - Bản vẽ sơ đồ hệ thống nạp thải động 1NZ-FE A3 - Bản vẽ sơ đồ bố trí hệ thống nạp thải động 1NZ-FE A3 - Bản vẽ kết cấu xúc tác ba chức A3 - Bản vẽ cảm biến hệ thống nạp thải A3 - Bản vẽ van hệ thống phụ trợ A3 Họ tên người hướng dẫn: Trần Văn Nam Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 18/09/2019 Ngày hoàn thành đồ án: 18/12/2019 Đà Nẵng, ngày 18 tháng12 năm 2019 Trưởng Bộ môn: Người hướng dẫn PGS.TS Dương Việt Dũng GS.TS Trần Văn Nam LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần ngành công nghiệp chế tạo ô tô đà phát triển mạnh mẽ, đặc biệt với việc ứng dụng khoa học kỹ thuật công nghệ vào ngành đưa ngành công nghiệp chế tạo ô tô hoà nhập với tốc độ phát triển nghiệp cơng nghiệp hố, đại hố đất nước Do điều kiện kinh tế ngày nâng cao nên xe VIOS loại xe hãng TOYOTA chế tạo đưa vào nước ta năm gần để phục vụ nhu cầu lại người dân, đặc biệt người dân sống khu vực thành thị Xe VIOS loại xe thông dụng ưa chuộng Việt Nam Xe Vios xe bán chạy thị trường Việt Nam Vì việc tìm hiểu tính kỹ thuật xe, cụ thể hệ thống nạp - thải cần thiết sinh viên thuộc chuyên ngành động lực Do em chọn đề tài “Khảo sát hệ thống nạp - thải động 1NZ-FE " lắp xe VIOS Đây hội vô thuận lợi để em củng cố kiến thức hệ thống nạp thải động nói chung, đồng thời sở tìm hiểu đặc điểm kết cấu hệ thống nạp thải động phát triển thời gian gần Do kiến thức nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo cịn điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp em khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy cô giáo môn bảo để đồ án em hoàn thiện Cuối em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn GS.TS TRẦN VĂN NAM thầy cô giáo khoa Cơ Khí Giao Thơng tất bạn sinh viên giúp em hoàn thành đồ án Đà nẵng ngày 31 tháng 12 năm 2019 Sinh viên thực NGUYỄN LÊ CHÍNH i CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan phần nghiên cứu thể đồ án tốt nghiệp riêng Các số liệu sử dụng phân tích đồ án có nguồn gốc rõ ràng công bố theo quy định Các kết nghiên cứu tơi tự tìm hiểu phân tích cách trung thực, khách quan, phù hợp với thực tiễn Việt Nam Các kết chưa công bố nghiên cứu khác Những số liệu bảng biểu, công thức phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá thu thập từ nguồn trích dẫn rõ ràng phần tài liệu tham khảo Ngoài đồ án cịn có trích dẫn tiêu chuẩn quy định nước ta nêu thích rõ ràng nguồn gốc Nếu có phát gian lận tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm nội dung đồ án tốt nghiệp chịu kỷ luật khoa nhà trường đề Sinh viên thực Nguyễn Lê Chính ii MỤC LỤC TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU .i CAM ĐOAN ii DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ v MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục tiêu đề tài Phương pháp nghiên cứu Kết cấu đồ án Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NẠP THẢI 1.1 Sự phát triển hệ thống nạp thải 1.1.1 Công dụng hệ thống nạp thải 1.1.2 Yêu cầu .2 1.1.3 Hệ thống nạp thải cổ điển 1.1.4 Sự khác hệ thống phân phối khí cổ điển đại .11 1.2 Các hệ thống phụ trợ cho trình nạp thải động đốt 12 1.3 Đặc điểm trình nạp-thải động đốt 12 1.3.1 Quá trình nạp 13 1.3.2 Quá trình thải 14 Chương 2: ĐỘNG CƠ 1NZ-FE 17 2.1 Giới thiệu chung động 1NZ-FE 17 2.1.1.Đặc điểm kết cấu cụm chi tiết động 1NZ-FE .18 2.2.Tính tốn chu trình công tác động 1NZ-FE 28 2.2.1 Các số liệu ban đầu 29 2.2.2 Các thông số chọn 29 2.2.3.Tính tốn chu trình cơng tác 30 Chương KHẢO SÁT HỆ THỐNG NẠP – THẢI ĐỘNG CƠ 1NZ-FE 37 3.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE 37 3.2 Đường ống nạp 38 3.2.1 Lọc khơng khí 38 3.2.2 Cổ họng gió 38 3.2.3 Bộ góp nạp 40 3.2.4 Đặc điểm kết cấu nguyên lý làm việc cảm biến đường nạp 41 3.3 Đường ống thải 45 3.3.1 Bộ góp thải 45 3.3.2 Bộ xúc tác chức kết hợp hệ thống điều khiển hồi tiếp nhiên liệu .45 iii 3.3.3 Bộ giảm âm 49 3.4 Kết cấu nắp máy phương án bố trí đường nạp- thải động 1NZ-FE 50 3.5 Các hệ thống phụ trợ cho trình nạp thải động 1NZ-FE 51 3.5.1 Hệ thống thông cacte 52 3.5.2 Hệ thống điều khiển hồi lưu khí thải 54 3.5.3 Hệ thống kiểm soát thải xăng 55 Chương 4: KIỂM TRA BẢO DƯỠNG CÁC CỤM CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG NẠP THẢI ĐỘNG CƠ 1NZ-FE 58 4.1 Những hư hỏng thường gặp .58 4.2 Kiểm tra hệ thống thông cạc te 59 4.3 Kiểm tra hệ thống kiểm soát thải xăng 59 4.4 Kiểm tra hệ thống hồi lưu khí thải .59 4.5 Kiểm tra cảm biến 60 KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 iv DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ Hình 1-1 Biểu diễn kết cấu cấu phân phối khí xupáp đặt Hình 1-2 Thể kết cấu Cơ cấu phân phối khí xupáp treo Hình 1-3 Biểu diễn kết cấu xupáp treo dẫn động trực tiếp Hình 1-4 Đồ thị biểu diễn momen động Hình 1-5 Biểu diễn Sơ đồ thời điểm phối khí Hình 1-6 Đồ thị biểu diễn biên dạng cam tác dụng Hình 1-7 Biểu diễn cấu tạo hệ thống mivec Hình 1-8 Thể hoạt động cam tốc độ thấp Hình 1-9 Thể hoạt động cam tốc độ cao Hình 1-10 Đồ thị cơng q trình trao đổi khí động kỳ Hình 1-11 Biểu diễn diễn biến trình thải động kỳ Hình 2-1 Biểu diễn kết cấu trục khuỷu Hình 2-2 Biểu diễn kết cấu Thanh truyền Hình 2-3 Biểu diễn kết cấu Pittơng Hình 2-4 Biểu diễn Nắp máy Hình 2-5 Biểu diễn Thân máy Hình 2-6 Sơ đồ biểu diễn bố trí cấu phân phối khí Hình 2-7 Thể Sơ đồ dẫn động xúpap Hình 2-8 Thể Sơ đồ hệ thống bơi trơn Hình 2-9 Biểu diễn Sơ đồ hệ thống làm mát Hình 2-10 Biểu diễn Sơ đồ hệ thống đánh lửa Hình 2-11 Thể Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Hình 2-12 Biểu diễn Sơ đồ điều khiển máy khởi động Hình 2-13 Biểu diễn số phương án quét thải động hai kỳ Hình 3-1 Sơ đồ hệ thống nạp - thải Hình 3-2 Biểu diễn kết cấu cổ họng gió Hình 3-3 Quan hệ tỷ lệ góc nhấn bàn đạp ga góc mở bướm ga Hình 3-4 Quan hệ góc nhấn bàn đạp ga, góc mở bướm ga gia tốc xe Hình 3-5 Biểu diễn góp nạp Hình 3-6 Thể Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy Hình 3-7 Sơ đồ mạch điện điều khiển cảm biến đo lưu lượng khơng khí Hình 3-8 Biểu diễn cảm biến nhiệt độ khí nạp kiểu dây sấy Hình 3-9 Thể Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp v Khảo sát hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE tử ZrO2 lớn (xấp xỉ 1V) Lớp Platin (phủ lên phần tử gốm) có tác dụng chất xúc tác làm cho oxy khí thải phản ứng tạo thành CO Ðiều làm giảm lượng oxy tăng độ nhạy cảm biến ECU sử dụng tín hiệu cảm biến oxy để tăng hay giảm lượng phun nhằm giữ cho tỷ lệ xăng khơng khí ln đạt gần lý tưởng chế độ làm việc động Hình 3-17 Thể Quan hệ tỷ lệ khơng khí – nhiên liệu với điện áp cảm biến oxi lượng phun 3.3.3 Bộ giảm âm Trong giảm âm lắp đường ống thải động có van điều khiển nằm vị trí cân đóng nhánh rẽ tắt nhờ lị xo hồi vị Khi áp suất khí thải giảm âm thấp van đóng, dịng khí thải phải vịng qua buồng xoáy đảo chiều vách ngăn làm giảm xung động áp suất khí thải từ làm giảm tiếng ồn Khi áp suất khí thải lớn lực hồi vị lị xo van mở tỷ lệ với áp suất khí thải, tạo điều kiện cho khí thải nhanh giảm phản lực đường ống thải.Như nhờ có giảm âm cho phép động hoạt động êm dịu tốc độ thấp làm giảm phản lực tác dụng lên đường ống thải động hoạt động tốc độ trung bình cao Trên hình 3-18 thể kết cấu giảm âm SVTH: Nguyễn Lê Chính GVHD: GS.TS Trần Văn Nam 49 Khảo sát hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE Hình 3-18 Biểu diễn kết cấu giảm âm 3.4 Kết cấu nắp máy phương án bố trí đường nạp- thải động 1NZFE 1 A A AA Hình 3-19 Biểu diễn kết cấu nắp máy 1-Đường nạp;2- Đường thải Động 1NZ-FE động phun xăng điện tử, hịa khí hịa trộn nhờ kim phun 12 lỗ, để đảm bảo không ảnh hưởng tới hệ số nạp, góp nạp đúc nhựa đường nạp đường thải động 1NZ-FE bố trí hai phía điều giúp cho dịng khí nạp cách nhiệt tốt, không bị gia nhiệt từ nắp máy động nhiệt độ dịng khí thải SVTH: Nguyễn Lê Chính GVHD: GS.TS Trần Văn Nam 50 Khảo sát hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE 3.5 Các hệ thống phụ trợ cho trình nạp thải động 1NZ-FE Động ô tô tạo công suất cách đốt cháy nhiên liệu xăng diesel Và cháy hồn tồn nhiên liệu khơng xảy ra, điều có nghĩa chất CO, HC , NOx , …được thải bầu khí Các chất làm nhiễm khơng khí, qui định pháp luật bắt buộc phải hạn chế khí thải từ động tơ - Các chất nhiễm sản vật cháy Q trình cháy lí tưởng hỗn hợp hydrocarbure với khơng khí sinh CO2, H2O N2 Tuy nhiên, khơng đồng hỗn hợp cách lí tưởng tính chất phức tạp tượng lí hóa diễn q trình cháy nên khí xả động đốt ln có chứa hàm lượng đáng kể chất độc hại oxide nitơ (NO, NO2, N2O, gọi chung NOx), monoxyde carbon (CO), hydro carbure chưa cháy (HC) hạt rắn, đặc biệt bồ hóng - Tác hại chất nhiễm khí xả động sức khoẻ người + CO : Monoxyde carbon sản phẩm khí khơng màu, khơng mùi, khơng vị, sinh xy hố khơng hồn toàn carbon nhiên liệu điều kiện thiếu oxy CO ngăn cản dịch chuyển hồng cầu máu làm cho phận thể bị thiếu oxy Nạn nhân bị tử vong tức thời nồng độ CO máu cao bị ảnh hưởng xấu đến hoạt động não tiếp xúc với CO thời gian dài + NOx: NOx họ oxyde nitơ, NO chiếm đại phận NOx hình thành N2 tác dụng với O2 điều kiện nhiệt độ cao (vượt q 1100°C) NO2 chất khó hịa tan, theo đường hơ hấp sâu vào phổi gây viêm làm hủy hoại tế bào quan hô hấp Nạn nhân bị ngủ, ho, khó thở Protoxyde nitơ N2O chất sở tạo ozone hạ tầng khí + Hydocarbure: Hydrocarbure (HC) có mặt khí thải q trình cháy khơng hồn tồn hỗn hợp giàu, tượng cháy khơng bình thường Chúng gây tác hại đến sức khỏe người chủ yếu hydrocarbure thơm Từ lâu người ta xác định vai trò benzen bệnh ung thư máu nồng độ lớn 40ppm gây rối loạn hệ thần kinh nồng độ lớn 1g/m3, đơi ngun nhân gây bệnh gan + SO2: Oxyde lưu huỳnh chất háo nước, dễ hịa tan vào nước mũi, bị oxy hóa thành H2SO4 muối amonium theo đường hô hấp vào sâu phổi Mặt khác, SO2 làm giảm khả đề kháng thể làm tăng cường độ tác hại chất ô nhiễm khác nạn nhân Vậy hệ thống phụ trợ lắp động truyền thống nhằm mục đích tối ưu hố chu trình làm việc động cơ, làm cho tỷ lệ chất ô nhiễm khí thải nhỏ SVTH: Nguyễn Lê Chính GVHD: GS.TS Trần Văn Nam 51 Khảo sát hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE Đồng thời đảm bảo cho động hoạt động tốt điều kiện làm việc 3.5.1 Hệ thống thông cacte Hình 3-20 Thể Sơ đồ hệ thống thông cacte 1- Bộ lọc khơng khí; 2- Cảm biến lưu lượng khí nạp; 3- Cảm biến nhiệt độ khí nạp 4- Mơ tơ bước; 5- Cảm biến vị trí bướm ga; 6- Bộ góp nạp; 7- Van PCV Khe hở pittơng xylanh bít kín nhờ xéc măng thân xec măng khơng làm kín hồn tồn, xăng khí cháy len lỏi qua khe hở trường hợp : xì qua khe hở có sẵn; xì qua áp suất xylanh tăng cao vào kỳ nén kỳ nỗ; xì ngược lại áp suất xylanh giảm xuống hay áp suất cacte tăng cao Khí lọt xuống hộp trục khuỷu gồm có HC, CO, bồ hóng, muội than, nước, lưu huỳnh axit Các chất không đưa khỏi cacte làm cho chi tiết máy bị ăn mịn lưu huỳnh axít, nhớt bị phân hủy tạo thành sình bùn đọng đáy cạc te gây tắc nghẽn mạch nhớt Để tránh ô nhiễm môi trường giữ cacte nên động 1NZ-FE có bố trí hệ thống thơng cacte kín Độ chân khơng đường ống nạp sử dụng để hút khí lọt vào cacte thơng lên nắp qui lát qua van PCV vào đường nạp để sử dụng lại Độ mở van PCV phụ thuộc vào độ chân không đường ống nạp, để điều tiết lượng khí nhiên liệu cho hợp lý Nói cách khác, khí nhiên liệu điều tiết động hoạt động tải thấp để trì ổn định cho động cơ, dịng khí tăng lên mức tải động tăng lên Các chế độ hoạt động van PCV SVTH: Nguyễn Lê Chính GVHD: GS.TS Trần Văn Nam 52 Khảo sát hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE Hình 3-21 Biểu diễn Các chế độ làm việc van PCV a- Khi động không làm việc; b- Khi động chạy không tải giảm tốc; c- Khi động hoạt động bình thường;d- Khi động tăng tốc mang tải nặng Hình 3-22 Biểu diễn đường đặc tính lưu lượng van PCV * Nguyên lí hoạt động: Khi động khơng làm việc van đóng nhờ lực lo xo Khi động chạy không tải hay giảm tốc độ, độ chân không đường nạp lớn làm van PCV mở kết cấu đặc biệt van làm khe chân khơng hẹp nên lượng khí lọt qua van Khi động hoạt động bình thường, độ chân khơng trung bình nên khe chân khơng mở rộng Khi động tăng tốc hay mang tải nặng, van khe chân khơng mở SVTH: Nguyễn Lê Chính GVHD: GS.TS Trần Văn Nam 53 Khảo sát hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE hồn tồn, phần khí lọt hút từ nắp đậy nắp qui lát vào phía trước bướm ga lượng khí lọt thực tế lớn lượng khí qua van 3.5.2 Hệ thống điều khiển hồi lưu khí thải Hệ thống hồi lưu khí thải ( EGR ) đưa phần khí thải vào tái tuần hồn hệ thống nạp khí, khí thải trộn lẫn với hỗn hợp khơng khí-nhiên liệu lan truyền lửa buồng đốt bị chậm lại, phần lớn khí thải trơ (không cháy được) nhiệt độ cháy giảm xuống (vì khí trơ hấp thụ nhiệt tỏa ra) từ làm giảm lượng khí NOx sinh 12 ECU 13 14 10 15 11 Hình 3-23 Sơ đồ hệ thống điều khiển hồi lưu khí thải 1- Bộ lọc khơng khí; 2- Cảm biến lưu lượng khí nạp; 3- Cảm biến nhiệt độ khí nạp;4- Mơ tơ bước; 5- Cảm biến vị trí bướm ga; 6- Bộ góp nạp; 7- Van EGR; 8- Rơle đóng mạch; 9- Nguồn điện;10- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 11Cảm biến góc quay trục khuỷu; 12- Tín hiệu từ cảm biến lưu lượng khí nạp;13- Tín hiệu từ cảm biến vị trí bướm ga; 14- Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 15- Tín hiệu từ cảm biến góc quay trục khuỷu * Nguyên lý hoạt động Khi nhiệt độ nước làm mát động thấp, động chạy không tải, bướm ga mở hồn tồn van EGR đóng điều khiển ECU, khơng cho thực hồi lưu khí thải Bởi cho dịng khí thải hồi lưu làm cho động hoạt động không ổn định chế độ không tải giảm công suất chế độ tồn tải SVTH: Nguyễn Lê Chính GVHD: GS.TS Trần Văn Nam 54 Khảo sát hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE Trong trình hoạt động bình thường động cơ, ECU phát tín hiệu mở van, tiến hành hồi lưu khí thải Dịng khí thải tuần hồn điều tiết van EGR, nên khơng làm giảm khả hoạt động động -Van EGR : Trên hình 3-24 biểu diễn kết cấu van EGR Van EGR sử dụng mơ tơ bước để đóng mở van kim (6), thực chức điều khiển dịng hồi lưu khí thải Khi nhận tín hiệu điều khiển từ ECU cấp điện cho cuộn dây (5), rô to (4) quay làm cho van kim (6) ăn khớp ren với dịch lên (hoặc xuống), mở (đóng) đường thơng cho khí thải vào đường ống nạp Van EGR kiểu hoạt động gần hoàn toàn độc lập, không phụ thuộc vào độ chân không đường ống nạp động điều khiển trực tiếp từ ECU Vì mở điều kiện khác với độ mở khác tuỳ theo điều kiện làm việc động Hình 3-24 Biểu diễn kết cấu van EGR 1- Đầu nối với ECU nguồn điện; 2- Nối với đường ống nạp; 3- Nối với đường ống thải; 4- Rô to;5- Cuộn dây; 6- Van kim 3.5.3 Hệ thống kiểm soát thải xăng Hệ thống kiểm soát thải nhên liệu tạm thời hấp thụ nhiên liệu vào lọc than hoạt tính dẫn vào động để đốt cháy, nhờ mà không cho nhiên liệu bay từ thùng nhiên liệu lọt ngồi khí Trên hình 3-25 thể sơ đồ kiểm soát xăng SVTH: Nguyễn Lê Chính GVHD: GS.TS Trần Văn Nam 55 Khảo sát hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE 14 15 ECU 16 17 11 10 12 13 Hình 3-25 Thể Sơ đồ hệ thống kiểm soát bay xăng 1- Bộ lọc khơng khí; 2- Cảm biến lưu lượng khí nạp; 3- Cảm biến nhiệt độ khí nạp 4- Mơ tơ bước; 5- Cảm biến vị trí bướm ga; 6- Bộ góp nạp; 7- Van điện từ điều khiển ;8- Rơle đóng mạch; 9- Nguồn điện; 10,11- Van chiều; 12- Bình lọc than hoạt tính; 13- Bình chứa nhiên liệu; 14-Tín hiệu từ cảm biến lưu lượng khí nạp; 15- Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ khí nạp; 16- Tín hiệu từ cảm biến vị trí bướm ga; 17- Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát * Nguyên lý hoạt động: Hơi nhiên liệu bốc lên từ bình nhiên liệu qua van chiều (11) vào lọc than hoạt tính, than hấp thụ nhiên liệu Khi động hoạt động, van điện từ điều khiển thoát nhiên liệu bật mở ECU, chân không hệ thống nạp thông với hộp than, nhiên liệu lưu trữ hộp than theo đường ống dẫn qua van điện từ vào cổ họng gió vào buồng cháy Van chiều (10) van chân khơng nắp bình nhiên liệu mở để hút khơng khí từ bên ngồi vào bình nhiên liệu thùng có áp suất chân khơng Khi nhiệt độ nước làm mát động thấp lượng khơng khí nạp nhỏ(như động chạy khơng tải ), ECU điều khiển van điện từ trạng thái đóng, để ngắt dịng nhiên liệu vào đường nạp Điều không đảm bảo cho làm việc ổn định động cơ, động nguội chạy tải thấp mà làm ổn định mức độ nhiên liệu thoát SVTH: Nguyễn Lê Chính GVHD: GS.TS Trần Văn Nam 56 Khảo sát hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE - Van điện từ điều khiển thoát nhiên liệu Van điện từ điều khiển xăng van nam châm điện ON/OFF điều khiển ECU động Van mở cuộn dây nhận tín hiệu điện từ ECU, sinh từ trường hút van kim sang phải , mở đường thông nhiên liệu từ hộp tích tụ xăng hút vào đường ống nạp Khi van chế độ OFF , tức tín hiệu từ ECU truyền tới bị ngắt , lực điện trường cuộn dây van khơng cịn , khơng thắng lực lò xo van kim nên van kim dịch chuyển sang trái đóng đường thơng hộp tích tụ xăng đường ống nạp Hình 3-26 Biểu diễn Van điện từ điều khiển thoát nhiên liệu 1- Đường đến hệ thống nạp ; 2- Đường đến từ hộp tích tụ ; 3- Lò xo ; 4- Cuộn dây ; 5- Đầu nối đến ECU ; 6- Van kim SVTH: Nguyễn Lê Chính GVHD: GS.TS Trần Văn Nam 57 Khảo sát hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE Chương 4: KIỂM TRA BẢO DƯỠNG CÁC CỤM CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG NẠP THẢI ĐỘNG CƠ 1NZ-FE 4.1 Những hư hỏng thường gặp a) Bộ lọc khí Hiện tượng +Lọc khí lủng làm tăng nhanh độ mòn xylanh, piston, séc măng +Lọc khí ngạt làm hao xăng, thải khói đen, máy yếu, mau mịn Bảo dưỡng:bộ lọc khí vệ sinh dùng lại thay - Khi vệ sinh lọc khí cần ý: Nếu bẩn nhẹ dùng khí nén để xịt bụi Nếu bẩn nặng có dính dầu tiến hành theo bước sau: +Rửa nước +Ngâm thuốc tẩy khoảng 15 phút +Lấy xịt nước với áp lực khơng q 40psi +Lấy gió nén thổi thật khô - Khi thay phải thực theo qui định +Thay loại +Xem tài liệu hướng dẫn trước tháo lắp b) Bộ xúc tác - Hiện tượng + Máy bị nóng mức + Máy yếu + Lực phản tăng lên + Lượng khí độc hại gia tăng -Bảo dưỡng cách thay -Cách kiểm tra: + Sử dụng máy phân tích khí thải chất để kiểm tra + Cho máy chạy cầm chừng, đợi xúc tác nóng lên + Đo lượng khí O2 CO2 cuối đường ống thải Nếu lượng O2 xấp xỉ 5% trở lên lượng CO2 ≤ 0,5% xúc tác cịn hoạt động tốt với điều kiện hệ thống khác hoàn hảo c) Đường ống thải giảm âm Hơi nước có mặt ống thải nhiệt độ lớn nguyên nhân chủ yếu khiến đường ống thải bị rỉ ăn mòn Nước hệ thống sản phẩm phụ SVTH: Nguyễn Lê Chính GVHD: GS.TS Trần Văn Nam 58 Khảo sát hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE trình cháy chuyển đổi dùng xúc tác, thời tiết nguyên nhân làm đọng nước đường ống thải mưa lớn, đường ngập nước Bộ phận giảm dễ bị rỉ cần thay Khi xe ồn lên rõ, đặc biệt lúc tăng ga, tốt nên kiểm tra thay 4.2 Kiểm tra hệ thống thông cạc te - Kiểm tra hệ thống : Tháo ống thông khỏi van PCV Sau tháo van PCV khỏi nắp Lắp lại van PCV vào ống thông khởi động cho hoạt động cầm chừng Dùng ngón tay bịt miệng van PCV kiểm tra xem có cảm nhận lực hút chân không đường ống nạp hay không Nếu không , vệ sinh van PCV thay - Kiểm tra van PCV : Xỏ que nhỏ vào van PCV, đẩy que tới lui kiểm tra dịch chuyển piston bên Nếu piston khơng chuyển động van PCV bị nghẹt, phải vệ sinh thay van 4.3 Kiểm tra hệ thống kiểm soát thải xăng - Kiểm tra hệ thống : Chọn điều kiện để kiểm tra nhiệt độ nước làm mát đạt từ 80 C trở lên Tháo đường ống chân không gắn đầu bơm chân không vào Sau khởi động động quan sát , tốc độ động tăng lên áp suất chân không tăng tương ứng theo Nếu áp suất chân khơng khơng có thay đổi đường ống cần phải làm - Kiểm tra van điện từ điều khiển thoát nhiên liệu : Tháo ống chân không khỏi van xả điện từ Gắn bơm chân không vào đầu nối (A) van điện từ Kiểm tra độ kín chân khơng, cắm điện áp trực tiếp từ ắc quy cho van điện từ điều khiển nhiên liệu khơng có điện Tiếp đo điện trở cực van điện từ Giá trị tiêu chuẩn : 30 ÷ 34 Ω nhiệt độ môi trường 200 C ) 4.4 Kiểm tra hệ thống hồi lưu khí thải - Kiểm tra van EGR : + Kiểm tra âm hoạt động : Kiểm tra âm hoạt động mơ tơ bước có phát từ van EGR bật công tắc sang ON ( chưa khởi động máy ) hay khơng Nếu khơng nghe thấy gì, kiểm tra mạch điều khiển mô tơ bước + Kiểm tra điện trở cuộn dây : Tháo van EGR khỏi hệ thống Đo điện trở cực số cực số cực số đầu nối điện van EGR (Giá trị tiêu chuẩn : 20 ÷ 24 Ω 200 C ) Tiếp tục đo điện trở cực số cực số số cực số đầu nối điện van EGR Giá trị tiêu chuẩn: 20 ÷ 24 Ω 200 C ) Sau dùng miếng đệm, lắp van EGR vào cách xiết chặt bu lông theo lực xiết qui định + Kiểm tra hoạt động van : Tháo van EGR khỏi hệ thống Gắn dụng cụ chuyên dùng vào đầu nối van EGR Nối cực dương ắc qui vào cực số Nối đầu cực SVTH: Nguyễn Lê Chính GVHD: GS.TS Trần Văn Nam 59 Khảo sát hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE cực vào cực âm ắc qui để kiểm tra mơ tơ có rung khơng để biết mơ tơ hoạt động Tiếp nối cực dương ắc qui vào cực 5, cực âm nối với cực cực để kiểm tra độ rung động để biết động có hoạt động khơng Trong q trình kiểm tra, thấy rung chứng tỏ mơ tơ bước hoạt động bình thường Sau kiểm tra xong, dùng miếng đệm mới, lắp van lại xiết chặt bu lông với lực xiết tiêu chuẩn - Vệ sinh van EGR : Tháo van EGR kiểm tra xem có bị tắc nghẽn muội than khơng Có thể dùng bàn chải nhỏ để vệ sinh van cần Sau lắp van trở lại xiết bu lông với lực xiết tiêu chuẩn 4.5 Kiểm tra cảm biến + Kiểm tra cảm biến lưu lượng - Điều kiện kiểm tra: Nhiệt độ nước làm mát động cơ: 850 C ÷ 950 C , đèn , quạt gió thiết bị phụ chế độ OFF - Tháo kiểm tra giắc cắm cảm biến Bật công tắc nguồn đo điện áp cực nối đất Giá trị tiêu chuẩn 0,2 V thấp Nếu kết không đạt giá trị tiêu chuẩn kiểm tra giắc cắm rơ le điều khiển, sửa chữa thay cần thiết Nếu kết bình thường chuyển sang bước tiếp theo: đo điện trở cực nối đất giắc cắm cảm biến Giá trị tiêu chuẩn  Nếu kết khơng bình thường kiểm tra giắc cắm C – 113 ECU đường dây nối cực cảm biến với cực 96 ECU, sửa chữa thay cá phận Nếu kết bình thường chuyển sang bước - Đo lưu lượng khí nạp chế độ hoạt động động Ở chế độ không tải giá trị tiêu chuẩn ÷ (gm/s), tốc độ 2500 (v/ph) 6,5 ÷ 12 (gm/s) Nếu kết khơng chứng tỏ cảm biến bị hư, phải thay + Kiểm tra cảm biến nhiệt độ khí nạp - Ngắt giắc cắm nối cảm biến nhiệt độ khí nạp với ECU Đo điện trở cảm biến nhiệt độ - 200 C, 00 C, 200 C, 400 C, 600 C 800 C xem có đạt giá trị tiêu chuẩn hay khơng Sau tháo cảm biến đo điện trở làm nóng cảm biến máy sấy tóc Ở điều kiện bình thường nhiệt độ tăng điện trở giảm Nếu giá trị điện trở khác với giá trị tiêu chuẩn hay điện trở khơng thay đổi phải thay cảm biến Nếu kết bình thường lắp cảm biến trở lại với lực xiết tiêu chuẩn: 1,8 ± 0,6 Nm + Kiểm tra cảm biến oxy - Ngắt giắc nối cảm biến nối dụng cụ chuyên dùng vào Lưu ý cần đảm bảo thong mạch cực cực cảm biến , thay cảm biến Tiếp SVTH: Nguyễn Lê Chính GVHD: GS.TS Trần Văn Nam 60 Khảo sát hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE làm nóng động nhiệt độ nước làm mát ≥ 800 C Cho động chạy tốc độ 4500 v/ph vòng phút nhiều đo điện áp đầu cảm biến so sánh với giá trị tiêu chuẩn (0,6 – 1,0 V) Nếu không đạt giá trị tiêu chuẩn chứng tỏ cảm biến oxy hỏng, phải thay Giá trị điện trở tiêu chuẩn cho bảng Nhiệt độ Giá trị điện trở - 20 C 13÷17 k 00 C 5,3÷6,7 k 200 C 2,3 – 3,0 k 400 C 1,0 – 1,5 k 60 C 0,56 – 0,76 k 800 C 0,30 – 0,45 k SVTH: Nguyễn Lê Chính GVHD: GS.TS Trần Văn Nam 61 Khảo sát hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE KẾT LUẬN Sau thời gian 15 tuần nỗ lực tìm hiểu nghiên cứu, với giúp đỡ tận tình thầy giáo, đặc biệt thầy giáo hướng dẫn TRẦN VĂN NAM, đến em hoàn thành nhiệm vụ khảo sát đề tài tốt nghiệp giao • Nhận định đề tài: Qua đề tài em hiểu hệ thống nạp - thải đóng vai trị quan trọng việc cung cấp hồ khí cho chu trình làm việc động đưa sản phẩm cháy chu trình ngồi, đảm bảo u cầu nạp đầy thải động Nó có ảnh hưởng lớn đến công suất động mức độ ô nhiễm môi trường khí thải động Vì yêu cầu nghiên cứu hệ thống nạp - thải phải đặt mối quan hệ với hệ thống khác động • Kết đạt được: Hệ thống nạp thải đóng vai trị giúp động hoạt động tối ưu cơng suất chế độ làm việc khác động Giúp tiết kiệm nhiên liệu thời điểm phối khí phù hợp để giảm nhiễm mơi trường • Hướng đề xuất phát triển đề tài tương lai: Xây dựng mơ hình thực nghiêm, thực hành thực tế giúp đề tài có tính trực quan dễ hiểu Áp dụng nghiên cứu lý thuyết vào ứng dụng động để đề tài thực mang lại hiệu thực tiễn cao • Thực đề tài địi hỏi sinh viên ngồi kiến thức chun ngành cịn phải có kỹ tìm kiếm nguồn tài liệu mới, đặc biệt cần khai thác mạng thơng tin tồn cầu internet xử lý thành thạo phần mềm hỗ trợ word, excel, autocad Bên cạnh cần trau dồi thêm khả ngoại ngữ chuyên ngành động ôtô Tuy nhiên trình nghiên cứu, thời gian khả hiểu biết cịn hạn chế nên q trình khảo sát khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong lượng thứ đóng góp ý kiến bổ sung thầy cô giáo Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Cơ Khí Giao Thơng- Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TRẦN VĂN NAM, tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án SVTH: Nguyễn Lê Chính GVHD: GS.TS Trần Văn Nam 62 Khảo sát hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tài liệu hướng dẫn sửa chữa xe Toyota Vios [2] [3] [4] Tài liệu đào tạo tập 1.“Hệ thống điều khiển máy”.Toyota Tài liệu đào tạo tập 4.“Hệ thống kiểm sốt khí xả”.Toyota Nguyễn Tất Tiến.“Ngun lý động đốt trong” NXB giáo dục, 2000 [5] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến “Kết cấu tính tốn động đốt trong” Hà Nội: NXB Đại học trung học chuyên nghiệp, 1979 [6] Bùi Văn Ga “Ơ tơ nhiễm mơi trường”.Đại học Bách khoa Đà Nẵng [7] [8] http://www.autoshop 101.com.Tháng 3-2009 https://www.oto-hui.com/ SVTH: Nguyễn Lê Chính GVHD: GS.TS Trần Văn Nam 63 ... Nam 17 Khảo sát hệ thống nạp-thải động 1NZ-FE thống điều khiển phanh điện tử ABS, hệ thống lái trợ lực điện tạo cảm giác thoải mái êm dịu cho hành khách xe nẻo đường 2.1.1 Đặc điểm kết cấu cụm chi... thống đánh lửa 2.1.1.7 Hệ thống nhiên liệu Hệ thống nhiên liệu động 1NZ-FE đóng vai trị quan trọng, khơng đơn hệ thống phun nhiên liệu độc lập, mà cịn liên kết với hệ thống hệ thống điều khiển điện. .. động 1nz-fe, kết cấu, nguyên lí làm việc số cụm chi tiết hệ thống động Chương 3: Trọng tâm đồ án em sâu vào phân tích kết, nguyên lí làm việc chi tiết hệ thống phương án bố trí hệ thống nạp thải