Khai thác động cơ ô tô TOYOTA 1TR FE thiết kế mô hình hóa hệ thống đánh lửa trên xe TOYOTA

Nó làmviệc dựa trên nguyên lý: dùng các cảm biến để thu thập các thông số trong quátrình vận hành của xe như cảm biến tốc độ động cơ, cảm biến nhiệt độ nước làmmát, cảm biến oxi trong kh

MỤC LỤC

Trang Mục lục

Lời nói đầu

PHẦN 1 KHAI THÁC ĐỘNG CƠ TOYOTA 1TR-FE CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Lý do chọn đề tài

1.2 Mục tiêu của đề tài

1.3 Mục đích của đề tài

1.4 Phương pháp nghiên cứu

CHƯƠNG 2

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ 1TR-FE CÁC HỆ THỐNG TRÊN ĐỘNG CƠ TOYOTA 1TR-FE

2.1 Tổng quan

2.2 Một vài thông số về động cơ

2.3 Các hệ thống trên động cơ 1TR-FE

2.4 Bố trí động cơ trên xe Toyota Innova

2.5 Hệ thống điều khiển động cơ 1TR-FE

2.6 Thân máy – Nắp Cylinder – Cylinder

2.6.1 Thân máy và cácte

7 7 8 9

10 11 11 12 12

14 16 17

18 21 22 24

25

2.8.2 Cấu tạo và nguyên lý của cơ cấu phối khí – Hệ thống VVT-i

2.9 Hệ thống bôi trơn

2.10 Hệ thống làm mát

2.11 Hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu phun xăng điều khiển bằng điện

tử – EFI

2.12 Hệ thống điều chỉnh khí thải

2.13 Hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS với đánh lửa sớm ESA

CHƯƠNG 3

CÔNG TÁC BẢO DƯỠNG ĐỘNG CƠ ĐỊNH KỲ

BẢO DƯỠNG CHUNG VÀ BẢO DƯỠNG TỪNG HỆ THỐNG

3.1 Các công tác bảo dưỡng chung

3.1.1 Những dấu hiệu cho thấy cần phải bảo dưỡng hay kiểm tra

tình trạng kỹ thuật của động cơ

3.1.2 Lịch bảo dưỡng động cơ 1TR-FE của Toyota

3.1.3 Lịch bảo dưỡng bổ sung

3.2 Một số công tác kiểm tra cơ bản

3.2.1 Kiểm tra mức dầu và lọc dầu động cơ

3.2.2 Kiểm tra mức nước làm mát động cơ

3.3 Công tác bảo dưỡng và kiểm tra từng hệ thống

3.3.1 Hệ thống điều khiển động cơ

3.3.2 Kiểm tra và điều chỉnh các cơ cấu cơ khí của động cơ

3.3.3 Kiểm tra, bảo dưỡng và điều chỉnh hệ thống nhiên liệu

3.3.4 Kiểm tra bảo dưỡng hệ thống kiểm soát khí xả

3.3.5 Hệ thống làm mát

3.3.6 Hệ thống bôi trơn

3.3.7 Hệ thống đánh lửa

CHƯƠNG 4

MỘT SỐ NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG CHẨN ĐOÁN VÀ CÁCH KHẮC PHỤC

4.1 Chẩn đoán thông qua các triệu chứng hư hỏng

4.1.1 Động cơ bị nóng

4.1.2 Khởi động khó nổ

25 28 32 34

36 37

39 39 41

43 44

45 53 69 62 73 75 77

82 82

2

4.1.3 Vòng quay không tải kém

4.1.4 Động cơ dễ chết máy, gia tốc kém

4.1.5 Động cơ vẫn nố máy sau khi tắt hết điện

4.1.6 Nổ sót ra ống xả

4.1.7 Mức tiêu hao dầu lớn

4.1.8 Mức tiêu hao xăng lớn

4.2 Hệ thống tự chẩn đoán M-OBD

4.2.1 Quy trình chẩn đoán.

4.2.2 Bảng mã chẩn đoán

4.3 Chẩn đoán thông qua máy chẩn đoán

4.3.1 Quy trình chẩn đoán

4.3.2 Bảng mã DTC dùng cho máy chẩn đoán

PHẦN 2 THUYẾT MINH VỀ MÔ HÌNH CÁC HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

CHƯƠNG 1

CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1 Chức năng và khái niệm cơ bản

1.2 Nhiệm vụ của hệ thống đánh lửa

1.3 Yêu cầu của hệ thống đánh lửa

1.4 Phân loại các hệ thống đánh lửa

1.5 Phân loại các hệ thống đánh lửa sử dụng do Toyota sản xuất

1.5.1 Kiểu ngắt tiếp điểm

1.5.2 Kiểu tranzito

1.5.3 Kiểu tranzito có ESA (Đánh lửa Sớm bằng điện tử)

1.5.4 Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS)

CHƯƠNG 2

THIẾT KẾ MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

2.1 Mục đích – ý nghĩa thực hiện mô hình

2.2 Chuẩn bị

2.3 Quá trình thực hiện

2.4 Hoạt động của các mô hình

83 83 84 84 84 85

86 88

91 91

97 97 97 98

99 99 100 100

101 102 104 110

3

CHƯƠNG 3

NGHIÊN CỨU CÁC CHI TIẾT THUỘC HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

SỬ DỤNG TRONG CÁC MÔ HÌNH

KIỂM TRA CÁC BỘ PHẬN CỦA MÔ HÌNH

4.1 Kiểm tra mô hình 1

4.2 Kiểm tra mô hình 2

4.3 Kiểm tra mô hình 3

117 117 118

120 121 122 123

4

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, nền công nghiệp ô tô Thế giới nói chung và nền công nghiệp ôtô Việt Nam nói riêng ngày càng lớn mạnh Nhiều hãng xe, thương hiệu với nhiềumẫu mã, chủng loại với kỹ thuật tiên tiến lần lượt được ra đời Bên cạnh đó, khoahọc kỹ thuật và kinh tế không ngừng phát triển, làm cho mức sống của người dânđược nâng lên rõ rệt, thể hiện ở chỗ nhu cầu ngày một tăng cao Đặc biệt, về nhucầu đi lại, nhu cầu vận chuyển hàng hóa, cũng gia tăng chóng mặt Điều đó buộccác nhà sản xuất và cung cấp các phương tiện giao thông phải cho ra đời nhiềusản 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 tiệnnghi của ô tô ngày càng phải được hoàn thiện hơn Trong đó phải kể đến tínhnăng êm dịu và thoải mái của con người khi ngồi trên một chiếc ô tô Đối vớinhững xe có khả năng chuyên chở được nhiều người thì tính êm dịu và thoải máicàng được chú ý đến

Để có được sự êm dịu và thoải mái khi phương tiện vận hành, thì ngoàinhững yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt không thể thiếu trong quá trình chế tạo lắpráp, làm thế nào để sử dụng chúng một cách hiệu quả nhất cũng là một vấn đềquan trọng không kém Một trong những yêu cầu được đặt ra là làm thế nào đểkhai thác một cách hiệu quả nhất động cơ hiện đại của một chiếc ô tô thế hệ mới

Ngày nay thì nền công nghệ ô tô thế giới đã tiến rất xa trong việc pháttriển chế tạo động cơ Dựa trên sự kết hợp giữa khoa học, công nghệ cơ bản với sựứng 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 tiếtkiệm nhiên liệu, tính êm dịu

Động cơ với hệ thống điều khiển nhiêu liệu điện tử và đánh lửa bán dẫnchính là xu hướng phát triển của động cơ ô tô hiện nay và trong tương lai Nó làmviệc dựa trên nguyên lý: dùng các cảm biến để thu thập các thông số trong quátrình vận hành của xe (như cảm biến tốc độ động cơ, cảm biến nhiệt độ nước làmmát, cảm biến oxi trong khí thải…) sau đó được mã hóa và đưa về bộ xử lí trungtâm (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 cầutất 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 bị hệthống điều khiển nhiêu liệu điện tử và đánh lửa bán dẫn Trong đó Toyota Innova2.0 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 ứngđược các quy định ngày càng gắt gao về nồng độ khí thải và ô nhiễm môi trường

5

Do đó, việc nghiên cứu tìm hiểu để tiến tới khai thác hiệu quả động cơ1TR-FE nói riêng và động cơ Toyota nói chung là hoàn toàn cần thiết Đó cũng làlý 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 định 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 hạnchế và thời gian có hạn, nên khó có thể tránh khỏi những thiếu sót Rất mongnhận được sự đóng góp ý kiến và chỉ bảo của các thầy và bạn bè

Đồ án được hoàn thành đúng tiến độ nhờ có sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tìnhcủa các thầy trong tổ bộ môn, cùng với sự đóng góp ý kiến của bạn bè Đặc biệtlà sự chỉ bảo tận tình của GVHD Ths Nguyễn Thành Sa trong thời gian em thựchiện đồ án Cho phép em được gửi lời cám ơn tới thầy Nguyễn Thành Sa, các thầytrong tổ bộ môn cùng các bạn bè Xin cám ơn tất cả đã giúp em thực hiện đồ ánnày

TP Hồ Chí Minh, ngày 10/03/2008

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thanh Hà

6

Đó cũng là lý do mà em chọn Đề tài tốt nghiệp của mình là “Khai 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 1động cơ xe ô tô, tuy nhiên, đây sẽ là nền tảng cho việc lấy cơ sở để khai thácnhững 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

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 đểchúng ta có thể có một cái nhìn khái quát về các công việc có thể tiến hành đểkhai 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, cáchệ thống trong động cơ 1TR-FE Innova của Toyota, nắm được nguyên lý làm việccủa từng hệ thống trên động cơ Từ đó ta có thể so sánh, rút ra các kết luận và ưu

7

nhược điểm của động cơ 1TR-FE so với các động cơ khác cùng do Toyota sảnxuất

Tiếp theo đó ta có thể xác định được các công việc trong từng thời điểmphải thực hiện, các thao tác trong các kỳ kiểm tra bảo dưỡng định 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 cơ Toyota 1TR-FE

Nhờ những hiểu biết này, những người kỹ sư về ô tô có thể đưa ra nhữnglời khuyên cho người sử dụng cần phải làm như thế nào để sử dụng, khai thácđộng cơ Toyota 1TR-FE một cách hiệu quả nhất, trong thời gian lâu nhất với tínhkinh 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 nàyvà 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 tabảo 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 nhậnthấy đây là một cơ hội rất lớn để có thể củng cố các kiến thức mà mình đã đượchọc Ngoài ra, sinh viên còn có thể biết thêm những kiến thức thực tế mà trong

8

nhà trường khó có thể truyền tải hết được, đó thực sự là những kiến thức mà mỗisinh viên rất cần khi công tác sau này

Ngoài ra, thực hiện luận văn cũng là dịp để sinh viên có thể nâng cao cáckỹ năng nghề nghiệp, khả năng nghiên cứu độc lập và phương pháp giải quyếtcác vấn đề Bản thân sinh viên phải không ngừng vận động để có thể giải quyếtnhững tình huống phát sinh, điều đó một lần nữa giúp cho sinh viên nâng cao cáckỹ năng và kiến thức chuyên ngành

Cuối cùng, việc hoàn thành luận văn tốt nghiệp sẽ giúp cho sinh viên cóthêm tinh thần trách nhiệm, lòng say mê học hỏi, sáng tạo Và đặc biệt quan trọnglà 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 phươngpháp nghiên cứu sau:

- Tra cứu trong các tài liệu, giáo trình kỹ thuật, sách vở, đặc biệt là các cuốncẩm nang khai thác, bảo dưỡng sửa chữa của chính hãng Toyota

- Nghiên cứu, tìm kiếm thông tin trên mạng Internet, các website trong vàngoài nước So sánh và chắt lọc để sử dụng những thông tin cần thiết vàđáng tin cậy

- Tham khảo ý kiến của các nhà chuyên môn, các Giảng viên trong ngành cơkhí ô tô Trong đó phải kể đến các thầy trong tổ bộ môn Cơ Khí Ô Tô củatrường ĐH Giao Thông Vận Tải TP Hồ Chí Minh, các kỹ sư, chuyên viênkỹ thuật về ô tô tại các Trung tâm bảo hành, các xưởng sửa chữa và cácGarage chuyên dùng, và cả những người có kinh nghiệm lâu năm trong việcsử 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 nhữngđánh giá và nhận xét của riêng mình

9

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, ToyoraFortuner, Toyota Hilux và Hiace (2003-2004) Động cơ này lần đầu tiên xuất hiệntrên thị trường thế giới vào năm 2003 Trong đó dòng xe nổi bật nhất tại thị trườngChâu 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 nhấttrên thị trường Việt Nam và một số nước Châu Á khác như Ấn Độ, Malaysia,Philippines, 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 củađộng cơ, ở đây có thể là 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 đầuđược cho ra đời Ví dụ ở đây động cơ có ký hiệu 1TR, tức thế hệ thứ nhấtcủa động cơ, cam kép trên nắp máy, dung tích 1998 cc, được ra đời vào năm

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 cơ của Toyota được trình bày trong phần Phụ lục (trang 123)

10

2.2 MỘT VÀI THÔNG SỐ VỀ ĐỘNG CƠ 1TR-FE

ĐỘNG CƠ 2.0 lít (1TR-FE) 4 xilanh thẳng hàng, 16 xúpáp, cam kép với VVT-i

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 lắpghép lại với nhau thành nhiều hệ thống, trong đó có thể kể đến như:

2.3.1 Các chi tiết cơ khí:

Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền có nhiệm vụ tiếp nhận áp lực khí do quá trình cháy tạo nên trong cylinder và biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu Cơ cấu phối khí có nhiệm vụ cấp khí nạp (hỗn hợp khí cháy) vào trong cylinder và đẩy khí thải ra ngoài vào những thời

điểm tuyệt đối chính xác theo chu kỳ làm việc

2.3.2 Các hệ thống điều khiển:

Hệ thống EFI nhận nhiệm vụ điều khiển cung cấp nhiên liệu cho buồng

đốt, ngoài những chi tiết cơ bản của hệ thống nhiên liệu thông thường, EFI tíchhợp phần điều khiển trong ECU, EFI hoạt động chính xác nhờ nhận được nhữngthông số từ rất nhiều các cảm biến đặt tại những vị trí khác nhau trên xe

11

Hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS được sử dụng trong động cơ 1TR-FE, có

nhiệm vụ phát tia lửa điện trong buồng đốt vào thời điểm chính xác trong chutrình làm việc của động cơ để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu, DIS cũng hoạt độngnhờ 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 mòncho các chi tiết làm việc

Hệ thống làm mát có nhiệm vụ thoát nhiệt cho các chi tiết bị nóng 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 kiểm soát khí xả

Hầu 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 antoàn, 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 cầu sau của

xe Innova là loại xe có cầu sau chủ động

2.5 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 1TR-FE

Hình 2.1 - ECU của động cơ 1TR-FE

ECU (Electronic Control Unit) Bộ điều khiển động cơ hay còn có tên gọikhác là ECM (Engine Control Module), đây là một bộ tích hợp các hệ thống điềukhiển, dùng để điểu khiển các hệ thống và các thông số khác nhau trên động cơcũng như các bộ phận khác trên xe ô tô

Nhiệm vụ của ECU là làm sao cho chiếc xe hoạt động một cách hiệu nhất,mạnh mẽ nhất, với chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao nhất Để tối ưu hóa khả năng làmviệc của động cơ, ECU phải theo dõi và xử lí rất nhiều thông tin từ các cảm biếnvà các thông số khác nhau

12

 Dưới đây là một vài cảm biến và thông số quan trọng:

- ECT (Engine Coolant Temperature) Cảm biến nhiệt độ chất làm mátđộng cơ cho ECU biết nhiệt độ làm việc của động cơ

- NE (Engine Rotational Speed) Cảm biến tốc độ động cơ dùng giám sáttốc độ, một trong các nhân tố để tính toán xung đột

- CKP (Crankshaft Position) Vị trí trục khuỷu

- CMP (Camshaft Position) Vị trí trục cam

- A/F (Air/Fuel Ratio) Tì lệ hòa khí

- HO2S (Heated Oxygen Sensor) Cảm biến oxy sấy nóng Cảm biến ôxy

đo lượng ôxy trong khí thải nhằm xác định nhiên liệu hòa trộn thừa hay thiếu xăngđể ECU hiệu chỉnh khi cần thiết

- IAC (Idle Air Control) Điều khiển không khí cầm chừng

- IAT (Intake Air Temperature) Nhiệt độ khí nạp

- MAF (Mass Air Flow) Khối lượng khí nạp - Cảm biến lượng khí nạp để

đo lượng không khí Cylinder hút vào

- TP (Throttle Position) Vị trí bướm ga

- VSS (Vehicle Speed Sensor) Cảm biến tốc độ xe

- Cảm biến vị trí van tiết liệu để ECU điều chỉnh lượng xăng phun vàophù hợp khi đạp ga

- Cảm biến hiệu điện thế để ECU bù ga khi mở các thiết bị điện trong xe

- Cảm biến áp suất ống tiết liệu: lượng không khí hút vào máy là chỉ sốquan trọng để ECU đo công suất động cơ Càng nhiều không khí đi vào Cylinderáp suất càng giảm Vì vậy, dựa vào số đo áp suất, ECU sẽ xác định được côngsuất động cơ

 Bộ điều khiển ECU dựa trên những dữ liệu đó tính toán tỷ lệ khôngkhí/nhiên liệu tối ưu hàng trăm lần trong một giây nhằm xác định khoảng thờigian và khi nào mở kim phun đưa nhiên liệu vào xi-lanh ECU cũng tính toán thờiđiểm để đánh lửa đốt cháy nhiên liệu, và kết hợp giữa 2 hệ thống đánh lửa vàphun nhiện liệu một cách nhịp 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 vàkiểm tra các thông số vận hành xe để tìm ra nguyên nhân Thậm chí, một vài hệECU 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:

13

 OBD (On-board Diagnostic) Hệ thống chẩn đoán tích hợp trongECU

 VVT-i (Variable Valve Timing-Intelligent) Thay đổi thời điểm đóngmở xupáp thông minh

 EFI (Electronic Fuel Injection) Hệ thống phun nhiên liệu điện tử

 ESA (Electronic Spark Advance) Hệ thống đánh lửa điện tử

 ISC (Idle Speed Control) Điều khiển tốc độ cầm chừng

 Và nhiều hệ thống điều khiển khác

CHỨC NĂNG CHẨN ĐOÁN TRONG ECU

Hộp ECU có thể phát hiện các hỏng hóc bởi các tín hiệu bất thường từ cácđầu cảm ứng bằng cách tự động bật sáng đèn báo sự cố Check Engine (kiểm trađộng cơ) trên bảng đồng hồ lái xe Khi đấu tắt 2 đầu cắm TC và CG trên giắcDLC-3 trên hộp giắc chẩn đoán (ở một số xe là các cực TE và E trên giắc DLC-1), đèn báo sự cố sẽ nhấp nháy, tùy theo tần suất nhấp nháy của đèn báo sự cố,theo bảng mã chẩn đoán có thể xác định hỏng hóc ở bộ phận nào Tất cả có 14mã chẩn đoán khác nhau trong đó có 1 mã báo động cơ hoạt động bình thường.Sau khi chẩn đoán các thông tin về về hỏng hóc sẽ được lưu lại trong phần chẩnđoán của hộp ECU

Mạch dự phòng: trong trường hợp hỏng hóc trong mạch của hệ thống phunxăng điện tử EFI, hệ thống đánh lửa, kiểm soát khí xả hộp ECU có mạch dựphòng được tự động đấu vào để đảm bảo khả năng tối thiểu cho xe có thể tự điđến xướng sửa chữa, lúc đó đèn báo sự cố vẫn luôn sáng

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 có kết cấu rất phức tạp, nó được đúc bằng

gang hợp kim nhẹ Thân động cơ bao gồm thành 2 phần: phần trên dùng để chứacác cylinder nên có tên gọi là blốc cylinder và phần dưới gọi là cácte

Cylinder được bố trí thành dãy dọc ở phần trên của thân động cơ (blốccylinder) Để tăng độ cứng vững, mép dưới thân máy được bố trí thấp hơn so vớitâm trục khuỷu 50mm, tại các vách ngang ở các ổ đỡ trục khuỷu có các gân tăngcường

Để tăng thời gian sử dụng cho động cơ, thân máy được doa lên cốt sửachữa (tăng đường kính lên 0,5mm) Chỉ có thể lên một cốt sửa chữa, nếu doa rộngquá cốt 0,5mm này sẽ làm mất bề mặt Cylinder

14

Hình 2.2 - Các bộ phận chính trong kết cấu động cơ Chú thích:

1 Nắp máy

2 Gioăng nắp Quy lát

3 Thân máy

4 Puli dẫn động đầu trục khuỷu

5 Cácte dầu (phần trên)

6 Cácte dầu (phần dưới)

Trong thân máy có các lỗ, các đường dẫn dầu bôi trơn và nước làm mát.Bao quanh các cylinder là các khoang chứa nước để làm mát Nước làm mátkhông tiếp xúc trực tiếp với thân cylinder nên người ta gọi là cylinder khô

Cácte là nơi lắp trục khuỷu của động cơ và nhiều bộ phận khác Trục

khuỷu được lắp trên 05 ổ đỡ bằng bi (bạc) Nắp ổ đỡ trục khuỷu được bắt vào thânmáy nhờ bulông, và được gia công cùng với thân máy Do đó không được đổi chỗcác nắp ổ đỡ trục khủyu

15

Phía bên phải động cơ trên thân máy có khoan các đường dầu chính đưa dầubôi trơn tới 5 ổ đỡ trục khuỷu lên trục cam, ngoài ra còn có các đường dầu đưa từbơm dầu lên bầu lọc

Phía dưới cácte được đậy kín bởi đáy cácte, tạo thành hộp kín, có các gioăng,phớt chắn dầu Đáy cácte được dùng làm nơi chứa dầu bôi trơn của động cơ Do vậyphía trong đáy cácte có bố trí các tấm ngăn cách để dầu không bị sóng sánh mạnhkhi xe chạy qua đường xấu Ở phía ngoài đáy cácte có những gân tản nhiệt để làmmát dầu bôi trơn Lỗ xả dầu được bố trí ở vị trí thấp nhất của đáy cácte

Khoang trong của cácte được thông với bên ngoài bằng một ống thông đặcbiệt có bộ phận lọc để tránh bụi lọt vào trong cácte theo không khí Ống này được bốtrí ở phía trên của thân động cơ để tránh dầu vung theo nó ra ngoài

2.6.2 Cylinder

Cylinder được gia công chính xác trực tiếp trên thân máy (cylinder liền) Một

Thông số Nhỏ nhất Lớn nhất

Kích thước O/S

Bảng 2.2 - Thông số kết cấu Cylinder

Cylinder của động cơ 1TR-FE được chế tạo liền cùng với thân động cơ, nhờđó làm tăng độ cứng vững, gọn kết cấu, giảm trọng lượng động cơ Động cơ làm mátbằng nước

Hình 2.3 - Các Cylinder được bố trí thành dãy thẳng hàng

16

Cylinder được đúc bằng gang, bề mặt làm việc của cylinder được gia côngvới độ chính xác và độ bóng rất cao nên còn hay được gọi là "mặt gương" và đượcnhiệt luyện để đảm bảo độ cứng cần thiết.

2.6.3 Nắp máy

Nắp máy là phần đậy phía trên cylinder, nó có cấu tạo tương đối phức tạpbởi vì trong nó có rất nhiều các đường ống dẫn khí, dẫn nước, dẫn dầu và là chỗchứa nhiều các bộ phận khác của động cơ

Nắp máy được đúc thành khối liền chung cho cả dãy cylinder Nó đượcđúc bằng nhôm, có cấu tạo phức tạp do phải lắp rất nhiều các bộ phận trong nónhư: giàn xu páp, các đường nạp, xả cho các cylinder, các đường dầu, đường nướclàm mát, lỗ để lắp vòi phun nhiên liệu, bugi

Hình 2.4 - Nắp Quy lát và gioăng

1 – Nắp quy lát; 2 – Gioăng quy lát

Nắp máy được bắt chặt với thân máy bằng các bu dông cấy và các bulông Giữa nắp và thân máy có tấm đệm đặc biệt, gọi là đệm nắp máy (haygioong quy lát), có nhiệm vụ làm kín buồng đốt và các đường nước, đường dầu.Đệm này, ngoài khả năng làm kín còn phải có khả năng chịu nhiệt cao do tiếp xúctrực tiếp với buồng đốt Đệm nắp máy được làm từ amiăng có viền mép bằngđồng Bề mặt bôi bột chì chống dính Độ vênh của nắp quy lát tối đa là 0.05mm

Chỉ gia công lỗ lắp xupáp (đường kính trong ống dẫn hướng) sau khi đóngống dẫn vào nắp máy Trên ống dẫn có phớt cao su chịu dầu để ngăn dầu lọt theothân xupáp vào Cylinder Ống dẫn hướng xupáp được làm bằng gang, lắp có độdôi vào nắp máy Các thông số về kết cấu của ống dẫn hướng xupáp được trìnhbày trong bảng 2.3

17

Thơng số Nhỏ nhất Lớn nhất

Đường kính trong của bạc (mm) 5.510 5.530

Đường kính trong của bạc (mm) 5.510 5.530

Bảng 2.3 - Thơng số bạc dẫn hướng Xupáp

2.7 CƠ CẤU PISTON –TRỤC KHUỶU - THANH TRUYỀN – BÁNH ĐÀ

Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền bao gồm Piston cùng với các segment,chốt Piston, thanh truyền và trục khuỷu Nó có nhiệm vụ tiếp nhận năng lượngcủa khí cháy và biến nó thành cơ năng làm quay trục khuỷu

2.7.1 Piston - Segment

Piston là một trong những chi tiết quan trọng nhất của động cơ đốt trong.Nó phải chịu điều kiện làm việc rất nặng nhọc: áp lực rất lớn của khí cháy, nhiệtđộ cao của buồng đốt và ma sát liên tục với thành cylinder

Chú thích:

1. Segment hơi số 1

2. Xác măng hơi số 2

3. Vành căng (Segment dầu)

4. Vành gạt (Segment dầu)

5. Chốt Piston

6. Phanh hãm

7. Thanh truyền

8. Bạc thanh truyền

9. Nắp thanh truyền

10 Bulông thanh truyền

11 Piston Hình 2.5 - Cơ cấu Piston - Thanh truyền.

Piston đảm nhận các nhiệm vụ sau: tạo hình dạng cần thiết cho buồng đốt,đảm bảo độ kín cho khoang công tác của cylinder, biến áp lực của khí cháy thànhlực đẩy lên thanh truyền để quay trục khuỷu và sinh công hữu ích

Piston gồm những phần chính như sau: đỉnh Piston, phần làm kín và phầndẫn hướng Trên phần làm kín có các rãnh để lắp các segment (còn gọi làSegment) khí và các segment dầu Trong rãnh lắp segment dầu có các lỗ để thoátdầu vào phía bên trong Piston Trên thân Piston còn có các lỗ để lắp ắc Piston

Đỉnh Piston là nơi tạo thành hình dạng kết cấu của buồng đốt, do vậy nóphải có cấu tạo thích hợp với kiểu buồng đốt Piston đúc bằng hợp kim nhôm cùngtính (hyper-eutelic) chịu tải trong nhiệt, cơ cao Trên đỉnh Piston có vùng lõm đểtránh va đập với xupáp

Để khỏi bị kẹt do biến dạng nhiệt không đều theo chu vi, váy Piston códạng ô van, trong động cơ 1TR-FE thì độ ô van là 0,2 mm, trục lớn nằm vuônggóc với trục của Piston Theo chiều cao, váy Piston có độ côn – phần trên cóđường kích nhỏ hơn phần dưới là 0,035 mm

Mỗi khi tháo lắp chốt phải ngâm quả nén (Piston) trong nước nóng 80oC,dùng tay hoặc chuôi gỗ ấn vào chốt Piston

Segment, hay còn gọi là vòng găng, được chế tạo bằng gang có độ đàn hồi

cao, có dạng vòng tròn không khép kín, với đoạn hở gọi là miệng Segment

Segment có 2 tác dụng để làm kín Cylinder và truyền nhiệt ra thân máy.Piston có 2 loại Segment: Segment dầu và Segment khí

19

Segment khí (hay Segment hơi) được lắp ở phần làm kín của Piston, nó cónhiệm vụ làm kín khoang làm việc của cylinder, không cho khí lọt xuống cácte vàdẫn nhiệt từ Piston sang thành cylinder Segment khí có tiết diện hình chữ nhật.Khi lắp Segment lên Piston, cần lưu ý không được để trùng miệng các Segmentmà phải bố trí sao cho miệng các segment nằm lệch nhau khoảng 90o - 120o Cũngcần phải tránh để miệng của segment không tỳ vào mặt chịu lực của cylinder.

Ở Piston của động cơ 1TR-FE có 2 segment hơi, vòng thứ nhất làm bằngthép, vòng thứ 2 bằng gang

Khe hở segment khí tiêu chuẩn:

Khe hở rãnh Segment No.1 (mm) 0.020 đến 0.075 0.020 0.075Khe hở rãnh Segment No.2 (mm) 0.020 đến 0.065 0.020 0.065Khe hở miệng Segment No.1 tiêu chuẩn 0.220 đến 0.340 0.220 0.340Khe hở miệng Segment No.2 tiêu chuẩn 0.450 đến 0.570 0.450 0.570

Bảng 2.5 - Khe hở segment khí tiêu chuẩn

Segment dầu có nhiệm vụ ngăn không cho dầu bôi trơn đi lên buồng đốt.Trong quá trình làm việc, do vung toé và phun cưỡng bức, dầu bôi trơn động cơbám lên thành cylinder, nó làm giảm ma sát giữa các chi tiết làm việc (cylinder,Piston, segment) đồng thời làm mát cho các chi tiết này Tuy nhiên, cần tránhkhông để cho dầu lọt lên buồng đốt làm ảnh hưởng đến quá trình cháy Đó chínhlà nhiệm vụ của các Segment dầu: gạt dầu bám trên thành cylinder và đưa quacác lỗ trên thân Piston chảy về đáy cácte

Segment dầu có 1 chiếc loại kép, có 2 vòng thép mỏng và vòng lò xo ởgiữa

Chú thích:

1 – Segment khí số 1

2 – Segment khí số 2

3 – Vòng gạt dầu trên

4 – Vòng căng Segment dầu

5 – Vòng gạt phía dưới

Hình 2.6 - Segment động cơ 1TR-FE

Khe hở segment dầu tiêu chuẩn:

Thông số Tiêu chuẩn Nhỏ nhất Lớn nhất

Khe hở rãnh Segment dầu 0.020 - 0.070 0.020 0.070

20

(mm)Khe hở miệng Segment dầu tiêu chuẩn

Khe hở miệng Segment dầu lớn nhất

Bảng 2.6 - Khe hở segment dầu tiêu chuẩn

Segment dầu có cấu tạo phức tạp hơn Segment khí, nó có gờ để gạt dầu,có rãnh dẫn dầu và có lỗ để thoát dầu về cácte Segment dầu được lắp ngay dướiSegment khí và ở phần váy Piston

Chốt piston có dạng hình trụ rỗng, chế tạo bằng thép Bề mặt ngoài của

chốt được gia công chính xác và tôi thấm để có độ bền và khả năng chịu mài mòncao

Đường kính tiêu chuẩn của chốt là:

Thông số Nhỏ nhất Lớn nhất

Đường kính chốt Piston A

Bảng 2.7 - Đường kính chốt Piston

Trong động cơ 1TR-FE, chốt Piston được gắn theo kiểu bơi Cách lắp "bơi"đảm bảo một khe hở nhỏ giữa ắc và các lỗ trên Piston, nhờ đó mà khi làm việc ắccó thể lựa (xoay) trong các lỗ trên Piston, phần còn lại của chốt được lắp trongbạc của đầu nhỏ thanh truyền Sau khi lắp vào Piston, ắc được cố định ở 2 đầubằng các vòng chặn Ắc chỉ được "bơi" ở chế độ nhiệt bình thường, còn khi Pistonnguội thì ắc nằm tương đối chặt trong các lỗ của nó

2.7.2 Thanh Truyền

Thanh truyền có nhiệm vụ truyền lực từ Piston cho trục khuỷu và nối liên

động giữa Piston với trục khuỷu Thanh truyền được chế tạo bằng thép rèn (dập),có cấu tạo dạng thanh, tiết diện chữ I với 2 đầu: đầu nhỏ và đầu to Đầu nhỏ thanhtruyền có lỗ để lắp với ắc Piston Trong động cơ 1TR-FE, chốt Piston được gắntheo kiểu bơi nên trong đầu nhỏ thanh truyền có bạc đỡ bằng đồng

Trên đỉnh thanh truyền có lỗ nhỏ hình phễu, có nhiệm vụ hứng dầu nhờn

bị vung lên đáy Piston và rơi xuống để dẫn vào bôi trơn cho ắc Piston Ắc Piston

21

được bôi trơn bằng dầu dẫn từ cổ trục khuỷu đi qua lỗ khoan trong thân của thanhtruyền

Đầu to của thanh truyền có lắp bạc nối với cổ trục khuỷu (gọi là bạc biên),có lỗ phun dầu bôi trơn lên thành Cylinder Để có thể tháo lắp được, đầu to thanhtruyền được chế tạo thành 2 nửa, nửa trên liền với thanh, còn nửa dưới rời, đượcbắt với nửa trên bằng 2 bu lông Đầu của bu lông có cấu tạo chống xoay, còn êcuthì phải được hãm chống tự nới lỏng (bằng long đen hãm) Kích thước của đầu tothanh truyền có thể đảm bảo sao cho khi tháo có thể rút được cả cụm Piston-thanh truyền qua cylinder ra ngoài

2.7.3 Trục Khuỷu

Trục khuỷu của động cơ có cấu tạo như mô tả trên hình 2.6 Trục được chếtạo liền bằng công nghệ dập, liền với 08 đối trọng để cân bằng động cơ Để giảmbiến dạng, trục khuỷu có 05 ổ đỡ và có cá cổ khuỷu và cổ biên được bố trí có độtrùng hợp lớn Năm ổ đỡ trục được lắp bạc lót hợp kim nhôm có cốt thép

Cho phép mài trục khuỷu lên cốt sửa chữa 0,25 mm

Bảng 2.8 - Thông số của Trục khuỷu

Khe hở dầu tiêu chuẩn: cổ trục No.3 (mm) 0.030 0.055

Khe hở dầu tiêu chuẩn: cổ trục khác (mm) 0.024 0.049

Độ côn và độ đảo lớn nhất (cổ khuỷu) (mm) 0.005 0.005

Đường kính chốt khuỷu (cổ biên) (mm) 52.989 53.002

Độ côn và độ đảo lớn nhất (cổ biên) (mm) 0.003 0.003

22

Hình 2.6 - Cơ cấu trục khuỷu Chú thích:

1 Trục khuỷu

2 Bulông

3 Lỗ dầu

4 Bạc phía trên trục khuỷu

5 Đệm chặn phía trên trục khuỷu

6 Bạc phía dưới

7 Nắp bạc

8 Đệm phía dưới

Bên trong các má khuỷu và các cổ trục có khoan các lỗ để dẫn dầu tới bôitrơn cho các ổ chính và ổ biên Trong cổ biên có lỗ khoan dọc trục với kích thướcđủ lớn để gom cặn trong dầu bôi trơn theo nguyên tắc lọc ly tâm (còn gọi là hốclắng cặn) Các lỗ này được bịt kín bằng nút có ren Má của trục khuỷu đảm nhậnluôn vai trò của bộ phận cân bằng trục (đối trọng)

Hai đầu trục khuỷu có phớt làm kín bằng cao su Phớt trước được lắp trênnắp giữ bơm dầu, còn phớt sau được lắp trên nắp giữ phớt sau

Phần đầu trục khuỷu là nơi lắp bánh răng dẫn động cơ cấu phối khí, bơmdầu, puli dẫn động bơm nước, quạt gió, máy phát điện, Phần cuối của trụckhuỷu là nơi để lắp bánh đà, phía trong đuôi trục có lỗ để lắp ổ bi đỡ đầu trục lyhợp Trục khuỷu được chế tạo bằng gang đặc biệt Các cổ trục được tôi cao tần,sau đó gia công chính xác và mài bóng

Các ổ đỡ trục và ổ biên của trục khuỷu là các ổ trượt hay còn gọi là bạc.Mỗi bạc bao gồm 2 nửa hình trụ được chế tạo từ thép lá, mặt trong có phủ lớp vậtliệu chống ma sát Vật liệu chống ma sát là hợp kim nhôm, cốt trong bằng thép.Các bạc đỡ trục được lắp một nửa lên trên các gối đỡ trục nằm ở thân máy bêntrong cacte, nửa còn lại lắp lên các ốp dưới Đối với bạc biên cũng tương tự nhưvậy, một nửa bạc được lắp lên phần tay biên, nửa còn lại lắp lên ốp dưới Để chocác bạc này không bị quay trong khi làm việc cũng như không bị dịch dọc, trênphần xương của bạc có tạo các vấu mà khi lắp, nó ăn vào rãnh trên tay biên, trên

23

các ốp hay trên gối đỡ trục Trong các bạc cổ chính có tạo rãnh để dẫn dầu qua lỗtrên trục đi sang bôi trơn cho cổ biên.

Bạc chiều trục (bạc chặn) gồm 2 nửa trên dưới gồm 4 miếng (cả 2 chiềutiến lùi) được lắp tại ổ đỡ chính số 3 Bạc chiều trục cũng làm bằng hợp kim nhômcốt thép Trên một số động cơ, người ta sử dụng ổ bi thay cho bạc để đỡ trục, dùng

ổ bi đũa, còn ở đầu to thanh truyền thì sử dụng ổ bi kim Đặc biệt, đối với động cơxăng 2 kỳ hay được sử dụng làm động cơ khởi động trên các xe máy thi công thìtrục khuỷu được tạo từ những chi tiết rời lắp ráp lại với nhau, ổ đỡ ở 2 đầu trục làcác ổ bi, còn đầu dưới thanh truyền được lắp ổ bi đũa Ta có thể gặp dạng kết cấutương tự như vậy trên các loại động cơ mô tô Trong một số trường hợp, người tatráng trực tiếp lớp vật liệu chịu ma sát lên lỗ ở đầu to thanh truyền

2.7.4 Bánh Đà

Có hình dạng của một đĩa đặc đúc bằng gang, được lắp ở đuôi của trụckhuỷu Nó có nhiệm vụ giữ cho trục quay ổn định Ở phía ngoài của bánh đà cólắp vành răng để khởi động động cơ Trên bề mặt ngoài của bánh đà có khoan lỗhay đánh dấu đặc biệt để làm chuẩn khi cần đặt Piston số 1 vào điểm chết trên.Ngoài ra, có các dấu khác như thời điểm phun nhiên liệu, vị trí điều chỉnh xu pápcủa cơ cấu phối khí Bánh đà cũng là nơi để lắp ly hợp

Bánh đà được lắp vào đuôi trục khuỷu bằng 10 bulông tự hãm theo vòngđệm Đối với xe INNOVA có lắp hộp số tự động, thay vì bánh đà, đuôi trục khuỷuđược lắp vành dẫn động của hộp số tự động

Hình 2.7 - Bánh đà và ly hợp Chú thích:

1 Bánh đà

2 Đĩa ly hợp

3 Nắp ly hợp

4 Tấm bắt phía sau

5 Phớt chắn bụi bánh đà

24

2.8 CƠ CẤU PHỐI KHÍ – HỆ THỐNG VVT-i

2.8.1 Phân loại

Động cơ ôtô 1TR-FE sử dụng cơ cấu phối khí đóng mở xupáp thông minhVVT-i kiểu xu páp bố trí bên trên, ngay trong nắp máy, gọi là xu páp treo Động cơcó 2 trục Cam nằm phía trên có ký hiệu DOHC (Double overhead Camshaft)

2.8.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cơ cấu phối khí - Hệ thống VVT-i

Thông thường, thời điểm phối khí được cố định, trên động cơ 1TR-FE hệthống VVT-i sử dụng áp suất thủy lực để xoay trục cam nạp và làm thay đổi thờiđiểm phối khí Điều này có thể làm tăng công suất, cải thiện tính kinh tế nhiên liệuvà giảm khí xả ô nhiễm

Hình 2.8 - Hệ thống VVT-I của Toyota Innova

Hệ thống này được thiết kế để điều khiển thời điểm phối khí bằng cách xoaytrục cam trong một phạm vi 40O so với góc quay của trục khuỷu để đạt được thờiđiểm phối khí tối ưu cho các điều kiện hoạt động của động cơ dựa trên tín hiệu từcác cảm biến Thời điểm phối khí được điều khiển như sau

Khi nhiệt độ thấp, khi tốc độ thấp ở tải nhẹ, hay khi tải nhẹ, thời điểm phốikhí của trục cam nạp được làm trễ lại và độ trùng lặp xupáp giảm đi để giảm khí xảchạy ngược lại phía nạp Điều này làm ổn định chế độ không tải và cải thiện tínhkinh tế nhiên liệu và tính khởi động

Khi tải trung bình, hay khi tốc độ thấp và trung bình ở tải nặng, thời điểmphối khí được làm sớm lên và độ trùng lặp xupáp tăng lên để tăng EGR nội bộ vàgiảm mất mát do bơm Điều này cải thiện ô nhiễm khí xả và tính kinh tế nhiên liệu.Ngoài ra, cùng lúc đó thời điểm đóng xupáp nạp được đẩy sớm lên để giảm hiệntượng quay ngược khí nạp lại đường nạp và cải thiện hiệu quả nạp

Khi tốc độ cao và tải nặng, thời điểm phối khí được làm sớm lên và độ trùnglặp xupáp tăng lên để tăng EGR nội bộ và giảm mất mát do bơm Điều này cảithiện ô nhiễm khí xả và tính kinh tế nhiên liệu Ngoài ra, cùng lúc đó thời điểm

đóng xupáp nạp được đẩy sớm lên để giảm hiện tượng quay ngược khí nạp lạiđường nạp và cải thiện hiệu quả nạp.

Ngoài ra, điều khiển phản hồi được sử dụng để giữ thời điểm phối khí xupápnạp thực tế ở đúng thời điểm tính toán bằng cảm biến vị trí trục cam

Cơ cấu phối khí bao gồm những bộ phận chính sau: các bánh răng dẫn động 1và 2, trục phân phối (còn gọi là trục cam), xích cam, cò mổ, xu páp, lò xo, ống dẫnhướng xu páp và bộ VVT-i

Hình 2.9a - 2 Trục Cam và bánh răng dẫn động Chú thích: 1 Bánh răng dẫn động; 3 Trục cam số 1 – Cam nạp; 2 Trục cam số 2 – Cam xả

Trục phân phối được dẫn động quay từ trục khuỷu của động cơ nhờ bộtruyền động xích Trên trục phân phối có các vấu cam có biên dạng được thiết kếđể đảm bảo đúng chu trình phối khí, mỗi cam điều khiển một xu páp

Khi trục quay, nếu đòn mở xupáp tiếp xúc với phần thấp của cam (mặt trụ)thì xupáp đang ở vị trí cao nhất, lúc này xu páp bị đóng chặt nhờ lực của các lò xo.Khi vấu cam (phần cao) tiếp xúc với đòn mở xupáp thì xupáp bị đẩy xuống Lò xo

bị ép lại và xupáp mở ra Khi đỉnh của vấu cam đi qua khỏi đầu xupáp thì với lựcphản hồi của lò xo, xupáp và đòn mở bắt đầu đi lên và xúpáp đóng lại

Khi xu páp đang ở trạng thái đóng thì giữa đầu tỳ của đòn mở và mặt tiếpxúc ở đuôi xu páp phải có khe hở nhất định để đảm bảo cho xu páp đóng hoàn toàn(còn gọi là khe hở nhiệt)

Đối với động cơ 1TR-FE, khe hở này là 0,2 - 0,3 mm Trong các động cơhiện đại sau này, trong đó có động cơ 1TR-FE sử dụng trên xe Toyota Innova, khehở nhiệt này không cần phải điều chỉnh trong quá trình sử dụng Do trong hệ thốngphối khí đã tích hợp bộ điều chỉnh khe hở xupáp tự động

Hình 2.9b – Bộ điều chỉnh khe hở xupáp tự động

Thông số Nhỏ nhất Lớn nhất

Đường kính cổ trục khác 26.959 26.975Khe hở dọc trục tiêu chuẩn 0.10 0.24 Khe hở dọc trục lớn nhất 0.26 0.26 Khe hở dầu tiêu chuẩn:

Khe hở dầu tiêu chuẩn:

Trục

cam

số 2

Chiều cao vấu cam tiêu chuẩn 42.540 42.640 Chiều cao vấu cam nhỏ nhất 42.540 42.540 Đường kính cổ trục No.1 35.949 35.965 Đường kính cổ trục khác 26.959 26.975 Khe hở dọc trục tiêu chuẩn 0.10 0.24 Khe hở dọc trục lớn nhất 0.26 0.26 Khe hở dầu tiêu chuẩn:

Khe hở dầu tiêu chuẩn:

Bảnh 2.9 - Thông số kỹ thuật 2 trục Cam

Bộ dẫn động xích cam truyền chuyển động từ bánh xích trục khủyu đếnbánh xích trục cam Trên thân máy đầu trục khủyu có lắp vòi phun dầu bôi trơn Bộdẫn động xích có chốt tự động căng xích Khi tháo, lắp cơ cấu phối khí phải đưaPiston trong Cylinder thứ nhất về Điểm chết trên sau kỳ nén Lúc đó vạch trên puliphải trùng với dấu “0” trên tấm vạch dấu góc mở xupáp sớm Chốt trên mặt bíchtrục cam phải được quay về vị trí cao nhất Khi lắp xích cam phải lưu ý sao cho dấuchấm trên mặt bánh xích cam nằm giữa 2 mắt xích có mạ sáng, còn rãnh dấu trênbánh xích đầu trục khủyu phải trùng với một mắt xích khác có mạ sáng

Trục cam được đúc bằng gang, bề mặt làm việc của các cam và cổ trục camđều được tôi cao tần Trục cam có 05 cổ lắp thẳng và ổ đỡ trên nắp máy Đầu trục

cam có lắp bánh xích dẫn động trục cam Dầu bôi trơn được dẫn động từ nắp máyqua ổ đở thứ nhất vào trục cam rồi tới các ổ đõ tiếp theo

Xúpáp dùng để đóng mở các đường hút, xả theo thứ tự nổ

Thông số Nhỏ nhất Lớn nhất

Xupáp

nạp

Chiểu dài toàn bộ tiêu chuẩn 106.56 106.96Chiều dài toàn bộ nhỏ nhất 106.46 106.46Đường kính thân xupáp 5.470 5.485Độ dày xupáp xupáp tiêu

Độ dày xupáp xupáp nhỏ nhất 0.5 0.5

Bảng 2.10 - Thông số kỹ thuật 2 loại Xupáp

Lò xo xupáp được làm bằng thép lò xo có các tải trọng tần suất cao Cácxupáp được dẫn động trực tiếp bởi trục cam qua cò mổ

2.9 HỆ THỐNG BÔI TRƠN

Trong khi động cơ hoạt động, các bề mặt tiếp xúc của các chi tiết của động

cơ như Piston, cylinder, bạc đỡ trục, ổ lăn, cam, bánh răng, , phải chịu ma sát rấtlớn và bị mài mòn liên tục Hơn nữa, ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc làm tổn haocông suất của động cơ Do vậy, việc bôi trơn các bề mặt làm việc là một yêu cầutất yếu đối với tất cả các loại động cơ đốt trong Dầu bôi trơn tạo nên một màngbảo vệ phủ lên các bề mặt tiếp xúc làm giảm ma sát, đồng thời giảm nhiệt độ, nhờđó mà giảm được tổn hao công suất do ma sát và tăng tuổi thọ cho động cơ

Động cơ đốt trong 1TR-FE sử dụng kết hợp cả hai phương pháp bôi trơnbằng vung dầu và bôi trơn cưỡng bức: những chi tiết làm việc nặng được bôi trơncưỡng bức, còn các chi tiết làm việc nhẹ hơn thì bôi trơn bằng vung dầu

Các chi tiết sau đây được bôi trơn cưỡng bức: các ổ đỡ (bạc hay ổ bi) củatrục khuỷu, các ổ ở đầu to của thanh truyền, cơ cấu phối khí, các ổ đỡ trục của bộphận tăng áp, ắc piston cũng được bôi trơn cưỡng bức nhờ một đường dầu dẫn từ cổtrục khuỷu đi qua lỗ khoan trong thân thanh truyền

Các chi tiết được bôi trơn bằng vung tóe dầu là: thành cylinder, Piston,còmổ, các vấu cam của trục phân phối, các bánh răng và nhiều chi tiết khác

Hệ thống bôi trơn bao gồm bơm dầu, bầu lọc, các thiết bị đo và báo nhiệtđộ và áp suất dầu, các đường dầu khoan trong thân máy, trong trục khuỷu và trongmột số chi tiết khác và các ống dẫn dầu…

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống bôi trơn với các bộ phận cơ bảncủa nó được thể hiện trên hình 2.10

Hình 2.10 - Sơ đồ nguyên lý hệ thống bôi trơn động cơ

Chú thích:

1 Dầu bôi trơn chứa trong Cácte

2 Lọc thô, phễu hút dầu

3 Bơm dầu

4 Lọc tinh

5 Két làm mát

6 Đường ống chính

7 Đồng hồ báo nhiệt độ, áp suất

8 Nhánh bôi trơn bạc đỡ trục Cam, cò mổ, bộ truyền xích.

9 Van an toàn

Đáy cácte của động cơ cũng chính là nơi chứa dầu bôi trơn, mức dầu phảiđược đảm bảo đúng theo quy định của nhà thiết kế Khi động cơ hoạt động, bơmdầu hút dầu từ đáy cácte qua lưới lọc thô rồi đẩy vào bầu lọc Ra khỏi bầu lọc dầu

đi tiếp vào đường dầu chính (được khoan dọc theo thân động cơ) rồi sau đó đượcphân chia tới các cổ trục theo các lỗ khoan trên thân máy Từ các cổ trục dầu đitheo các lỗ khoan trong trục tới các cổ biên (đầu to thanh truyền) và theo lỗ trongthanh truyền tới bôi trơn cho bạc đầu nhỏ thanh truyền Sau khi ra khỏi các ổ (bạcđỡ) cần bôi trơn, dầu rơi tự do xuống phía dưới, một phần rơi xuống cácte, mộtphần vướng phải các chi tiết đang quay và bị văng đi do lực ly tâm Chính nhờlượng dầu văng này mà các chi tiết khác của động cơ được bôi trơn: thànhcylinder, ắc Piston, vấu cam của trục phân phối

Hình 2.11 - Mạch dầu bôi trơn của động cơ 1TR-FE

Mặt khác, từ đường dầu chính có một nhánh dẫn tới bôi trơn cho các bạc đỡtrục cam và một nhánh khác dẫn dầu bôi trơn cho trục của giàn cò mổ Lượng dầu

còn lại đi qua bầu lọc rồi quay trở về đáy cácte

Toàn bộ lượng dầu cung cấp từ bơm dầu đều đi qua lọc dầu Tại đây diễn raquá trình lọc để loại các mạt kim loại và muội than ra khỏi dầu bôi trơn

Bầu lọc dầu kiểu toàn phần, lõi lọc giấy Lọc gồm một vỏ bằng kim loạimỏng bao bọc phần tử lọc, có cấu tạo từ giấy lọc hình trụ rỗng Đầu vào của lọccó hai cửa, một cửa của dòng dầu vào và một cửa của dòng dầu đã được lọc Dầu

đi qua van một chiều vào phần chung quanh của phần tử lọc Ở đây dầu được lọc,sau đó dầu đi vào phần trung tâm của phần tử lọc và chảy ra ngoài.

Van một chiều có tác dụng ngăn không cho chất bẩn tích tụ ở phần ngoại vicủa phần tử lọc quay về động cơ khi động có ngừng hoạt động

Nếu phần tử lọc bị cáu bẩn, chênh lệch áp suất giữa bên trong và bênngoài phần tử lọc tăng lên Khi sự chênh lệch áp suất đạt đến một mức xác định,van an toàn sẽ mở ra, dầu không đi qua phần tử lọc mà đi tắt đến bôi trơn các bộ

phận của động cơ Cấu tạo của lọc như hình 2.12.

Hình 2.12 - Cấu tạo lọc dầu bôi trơn

Bơm dầu bôi trơn là bơm rôto kiểu trôkhôit, gồm 2 rôto tiếp xúc trong:rôto trong và rôto ngoài, có trang bị van an toàn để tránh quá tải cho hệ thống khiáp suất tăng vượt quá định mức khi áp suất ra quá cao làm thắng lực lò xo van,mở cửa van, xả bớt dầu về cacte Van điều chỉnh áp suất dầu được bố trí trên bầulọc dầu

Hình 2.13 - Bơm dầu bôi trơn kiểu Rôto

Áp suất dầu tiêu chuẩn tại n= 3000 vg/ph là 2,5 – 5,0 kG/cm Rôto trongđược dẫn động bởi trục cam quay làm xoay rôto ngoài trong vỏ bơm

Trong quá trình làm việc dầu nóng lên nhanh chóng do hấp thụ một phầnnhiệt của các chi tiết được bôi trơn, do vậy cần phải có bộ phận làm mát dầu.Trong cacte của 1TR-FE, đáy cácte có bề mặt tiếp xúc với không khí bên ngoàilớn nên nó đảm nhận luôn vai trò của bộ trao đổi nhiệt để làm mát dầu Ngoài ra,trên động cơ còn được bố trí két làm mát dầu

Để có thể thường xuyên kiểm tra nhiệt độ và áp suất dầu bôi trơn người tabố trí các đồng hồ nhiệt độ và đồng hồ áp suất Để tránh làm đen dầu bởi khícháy và khói lọt từ Cylinder xuống cácte, để không cho các chất độc ô nhiễm lọt

ra ngoài, trên động cơ có lắp đường ống hút khi chaý vào cụm ống nạp (van hệthống tuần hoàn khí xả EGR)

2.10 HỆ THỐNG LÀM MÁT

Động cơ 1TR-FE là loại động cơ sử dụng phương pháp làm mát bằngnước Nước được sử dụng là nước sạch có pha thêm các phụ gia chống đông,chống gỉ Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát bằng không khí được thểhiện trên hình 2.14a và 2.14b

Hình 2.14a – Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm mát

Chú thích: 1- Bơm nước; 2 – Két nước; 3- Van hằng nhiệt;

4 – Cụm bướm ga; 5 – Van tuần hoàn khí xả

Hệ thống làm mát bằng chất lỏng cóthể được phân biệt theo phương pháp truyềnnhiệt: hệ thống làm mát bằng đối lưu và hệ

thống làm mát cưỡng bức Hệ thống làm mát

cưỡng bức, cũng là loại được sử dụng trênđộng cơ 1TR-FE được sử dụng rộng rãi hơnnhờ có khả năng chuyển tải lượng nhiệt rất lớn và hiệu quả làm mát cao Hệthống làm mát kín (không thông với khí quyển)

Hình 2.14b - Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm mát

Trong một hệ thống như vậy, phải có một van điều áp để xả bớt chất lỏng

ra ngoài tránh cho áp suất trong hệ thống tăng cao quá gây nguy hiểm Nhiệt độsôi của nước trong các hệ thống làm mát kín có thể đạt tới 120o C

Chế độ nhiệt tối ưu của động cơ là khi nhiệt độ nước ở trong áo nước củacylinder vào khoảng 80 – 100o C Điều đó có nghĩa là hệ thống làm mát phải đượctính toán thiết kế sao cho trong quá trình động cơ làm việc nó phải luôn luôn duytrì được chế độ nhiệt nói trên cho động cơ trong mọi điều kiện

Khi động cơ hoạt động, chất lỏng được lưu thông nhờ bơm ly tâm Bơmnày cùng với quạt gió được dẫn động bằng dây đai từ một pu li trên đầu trụckhuỷu Bơm đẩy nước đi vào các khoang làm mát trên thân máy và trong nắpmáy, sau đó nước được dẫn ra qua van hằng nhiệt rồi trở lại bơm nước tạo thànhmột vòng tuần hoàn kín Nhờ có van hằng nhiệt nước có thể được lưu thông theomột trong hai vòng tuần hoàn lớn hoặc nhỏ tuỳ theo chế độ nhiệt của động cơ

Khi động cơ nguội (mới nổ máy), nhiệt độ nước còn thấp hơn 82o C thì vannhiệt đóng, nước lưu thông theo vòng tuần hoàn nhỏ: từ van hằng nhiệt theo ống

nối tới bơm rồi lại đi vào thân máy để làm mát,nghĩa là nước không đi qua két làm mát, do vậynó nóng lên nhanh chóng Nhờ vậy mà động cơnhanh chóng đạt được chế độ nhiệt định mức(80 – 100o C)

Hình 2.15 - Cấu tạo van hằng nhiệt

Chú thích: 1 – Van chính; 2 – Van chuyển dòng; 3 – Xylanh; 4 – Sáp giãn nở; 5 – Van xả hơi.

Khi động cơ đã nóng, nhiệt độ nước vượt quá 82o C thì van nhiệt tự độngmở ra và lúc này nước làm mát lưu thông theo vòng tuần hoàn lớn Lúc này nướcđược làm mát tại két nước nhờ có luồng không khí thổi qua két nước Nhiệt độnước làm mát ở khu vực vừa ra khỏi động cơ được đo bằng một cảm biến nhiệt vàbáo lên đồng hồ đặt trên bảng tablô của xe

Van hằng nhiệt làm nhiệm vụ đóng mở các đường nước thích hợp để cho

nước làm mát lưu thông theo một trong 2 vòng tuần hoàn (lớn hoặc nhỏ) tuỳ theochế độ nhiệt của động cơ

Khi động cơ còn lạnh thì van đóng, ngăn không cho nước từ thân máy ra đitới két nước, lúc này nước được dẫn thẳng tới bơm để tiếp tục được đẩy đi làmmát, đây chính là vòng tuần hoàn nhỏ Khi động cơ nóng lên thì van hé mở Mộtphần nước bắt đầu được dẫn qua két làm mát Mức độ mở của van tuỳ thuộc vàonhiệt độ nước, nhiệt độ càng cao thì van mở càng nhiều Nói chung, van hằngnhiệt được thiết kế để bắt đầu mở ở nhiệt độ 82 ± 2o C và mở hoàn toàn ở nhiệtđộ >=95oC

2.11 HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU KIỂU PHUN XĂNG ĐIỀU

KHIỂN BẰNG ĐIỆN TỬ (HỆ THỐNG EFI)

Bộ não của EFI là bộ điều khiển trung tâm ECU (Electronic Control Unit).Nhiệm vụ của EFI không khác bộ chế hòa khí, nghĩa là chúng cùng vận hành đểduy trì tỷ lệ không khí/nhiên liệu ở mức tối ưu 14,7:1 Sự khác biệt duy nhất làEFI hoạt động chính xác, dễ dàng và hiệu quả hơn

Bộ phận điều khiển động cơ ECU sử dụng công thức và các bảng tra đểxác định thời gian đóng mở vòi phun phù hợp với từng điều kiện vận hành cụ thểcủa động cơ Thuật toán gồm rất nhiều chỉ số nhân với nhau Đa số được tìm từcác bảng tra

Ví dụ:

Thời gian mở van = Thời gian mở van tiêu chuẩn x hệ số C x hệ số D.

Thời gian mở van tiêu chuẩn được tính toán bằng cách dựa trên số vòng quay động

cơ và tải Ví dụ, tốc độ động cơ là 2000 vòng/phút, tải bằng 4, hệ số giao nhau

giữa 2 hệ số trong bảng tra là 8 mili giây.

Cho C và D là các thông số cảm biến, C là nhiệt độ động cơ, D là lượng ôxy đo

được trong ống xả

Nếu nhiệt độ là 100 và mức ôxy là 3, dựa vào bảng tra ta có C=0.8 và D= 1.

Thời gian mở van

= Thời gian mở van tiêu chuẩn x hệ số C x hệ số D

= 8 x 0.8 x 1 = 6.4 mili giây.

Từ đó ta thấy, cách ECU tính toán thời gian phun nhiên liệu tối ưu dựa vàorất nhiều yếu tố Trong thực tế, ECU phải xử lý hơn 100 thông số như thế để tínhtoán thời gian phun xăng tối ưu Nhiều thông số thay đổi liên tục trong quá trìnhvận hành, và tùy thuộc vào tốc độ động cơ, ECU phải thực hiện phép tính nàyhàng trăm lần trong một giây

Các cụm chi tiết của EFI được trình bày trong sơ đồ nguyên lý 2.16

Hệ thống cung cấp EFI có tính kinh tế cao, tăng công suất động cơ, giảmlượng độc hại trong khí xả (do luôn đảm bảo hệ số không khí dư alpha = 0,9 – 1,0là tối ưu tại các chế độ tải của động cơ), nên thân thiện với môi trường

Hệ thống phun xăng điện tử EFI trên xe Toyota INNOVA gắn động cơ1TR-FE gồm có 3 phần chính: cấp xăng, dẫn không khí nạp và điều khiển điện tử

Hệ thống cấp xăng có bơm xăng điện (nằm trong thùng xăng) cấp xăng cóáp suất qua các bầu lọc theo đường ống vào các vòi phun (van điện tử) Trênđường ống có lắp van điều chỉnh áp suất xăng ở đầu vòi phun là 2,3 – 2,9 kG/cm2

ở vòng quay định mức Từ van điều chỉnh áp suất có đường xăng thừa về thùng

Hình 2.16 - Sơ đồ nguyên lý hệ thống nhiên liệu

Các vòi phun đồng thời phun một lượng xăng xác định vào đường ống nạpkhông khí tùy theo tín hiệu ở hộp điều khiển điện tử ECU Các vòi phun hoạtđộng độc lập tuần tự cho từng xylanh, mỗi chu kỳ động cơ (2 vòng quay trụckhuỷu) một kim phun phun 1 lần

Hệ thống dẫn không khí nạp bao gồm có : bầu lọc gió, hộp bướm ga (tronghệ thống EFI bướm ga điều chỉnh lượng không khí nạp vào động cơ do đó điềuchỉnh công suất) và cụm ống nạp

2.12 HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH KHÍ THẢI

Trên xe Toyota INNOVA, động cơ 1TR-FE có hệ thống điều chỉnh khíthải Hệ thống này có tác dụng làm giảm lượng chất độc hại có trong khí thải củađộng cơ trước khi thải ra mội trường, giữ bầu không khí trong sạch, không độc hại.

Nguồn chất thải độc hại của động cơ bào gồm có khói cháy lọt xuốngcacte, hơi xăng, khí xả từ động cơ Nguồn thải này chủ yếu có các chất độc hạisau: hydrocacbon (HC) – chủ yếu là thành phần nhiên liệu chưa cháy tạo thành.Oxyt cacbon CO được tạo thành khi cháy ở nhiệt độ rất cao và các loại hạt muội

cơ học các chất độc hại này ngoài tác động đến môi trường xung quanh còn rất cóhại đến sức khỏe con người (gây các bệnh viêm mắt, da, hô hấp… và là tác nhângây ung thư)

Hệ thống điều chỉnh khí thải bao gồm các thành phần chính sau:

- Cụm thông gió cácte PCV có tác dụng hút các chất khói lọt từ buồng cháyxuống cacte, khói làm biến chất dầu nhờn và gây ô nhiễm không khí Cácchất khói được dẫn từ trên nắp che máy, qua van chân không thông gió mộtchiều theo đường ống vào đường nạp

- Hệ thống sưởi không khí nạp Cụm đường ống nạp có đường dẫn nước làmmát động cơ (có van hằng nhiệt điều chỉnh) lên bao bọc để tăng nhiệt độkhông khí nạp khi mới nổ máy, làm tăng khả năng sử dụng hỗn hợp cháynghèo

- Hệ thống thu hơi xăng thừa Hơi xăng từ thùng xắng kín qua van tách hơixăng và chế hòa khí, van thông hơi xăng thừa, theo ống dẫn xăng vào bìnhchứa bột than hoạt tính có tác dụng hấp thụ (chứa) sau đó hơi xăng này đượcđưa lại vào đường khí nạp trên bình hấp thụ hơi xăng thừa có van chânkhông điều chỉnh lượng xăng đưa vào đường nạp

- Hệ thống tuần hoàn khí xả (EGR) đưa khí xả vào lại đường ống nạp làmgiảm nhiệt độ cháy động cơ, giảm nồng độ NO tuỳ theo lệnh từ hộp ECU,van tuần hoàn khí xả điều chỉnh lượng khí xả vào lại đường ống nạp Đườngống dẫn khí xả đi vòng phía sau thân máy, bên trên vỏ bành đà

- Bầu cháy kiệt sử dụng nhiệt độ cao làm xúc tác cho cháy hết các chất thải(HC, CO, NO) tránh làm ô nhiễm môi trường

Hình 2.17 - Sơ đồ hệ thống điều chỉnh khí thải

2.13 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA DIS

Hệ thống đánh lửa sử dụng cho xe INNOVA là kiểu đánh lửa trực tiếpBôbin đơn có bộ điều khiền đánh lửa sớm bằng điện tử Thứ tự đánh lửa cho cácmáy là 1-3-4-2

Hệ thống đánh lửa kiểu này gồm có có khóa điện, các loại cảm biến, ICđánh lửa bán dẫn, cuộn cao áp, nến đánh lửa (Bugi) và ESA tích hợp trong ECU

Về nguyên lý và kết cấu, hệ thống đánh lửa bán dẫn (tranzito) cũng tươngtự các hệ thống đánh lửa kiểu truyền thống Tuy nhiên động cơ 1TR-FE là loạiphun xăng điện tử, có hộp ECU điều khiển quá trình phun xăng, hộp ECU này cònđược lắp thêm mạch điều khiển quá trình đánh lửa sớm bằng điện tử (ESA) –Electronic Spark Advance Nhờ có mạch ESA này việc tự điều chỉnh thời điểmđánh lửa được thực hiện theo các tín hiệu từ cảm biến đo vòng quay, đo áp suấttuyệt đối dòng khí nạp, nhiệt độ nước làm mát… nghĩa là tùy theo các chế độ làmviệc của động cơ Việc điều khiển đánh lửa sớm hoàn toàn phụ thuộc vào hộp vimạch ECU