Ưu điểm:
Dùng áp suất làm tơi xăng thành những hạt bụi sương hết sức nhỏ.
Phân phối hơi xăng đồng đều đến từng xylanh một và giảm thiểu xu hướng kích nổ bởi hịa khí lỗng hơn.
34
Động cơ chạy khơng tải êm dịu hơn.
Tiết kiệm nhiên liệu nhờ điều khiển được lượng xăng chính xác, bốc hơi
tốt, phân phối xăng đồng đều.
Giảm được các khí thải độc hại nhờ hịa khí lỗng.
Mơmen xoắn của động cơ phát ra lớn, khởi động nhanh, sấy nóng máy
nhanh và động cơ làm việc ổn định hơn.
Tạo ra công suất lớn hơn, khả năng tăng tốc tốt hơn do khơng có họng
khuếch tán gây cản trở như động cơ dùng bộ chế hịa khí.
Hệ thống đơn giản hơn bộ chế hịa khí điện tử vì khơng cần đến cánh bướm gió khởi động, khơng cần các vít hiệu chỉnh.
Gia tốc nhanh hơn nhờ xăng bốc hơi tốt hơn lại được phun vào xy lanh
tận nơi, đạt được tỉ lệ hịa khí dễ dàng.
Duy trì được hoạtđộng lý tưởng trên phạm vi rộng trong các điều kiện vận hành.
Nhược điểm:
Giá thành cao, cấu tạo phức tạp.
Yêu cầu khắc khe về nhiên liệu và khơng khí.
Sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống đòi hỏi phải có trình độ chun mơn cao.
35
Chương 3
PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 3.1 Địa điểm thực hiện:
Tại xưởng thực tập bộ mơn ơ tơ khoa Cơ khí - Cơng nghệ, Trường Đại
học Nơng Lâm Thành phố Hồ Chí Minh.
3.2 Phươngtiện:
Động cơ Toyota Yaris 1SZ-FE.
Sắt thép I10, tôn dày 2mm, sắt V4, v.v…
Các trang thiết bị ở xưởng: cầu nâng hạ, búa, kìm, kéo cắt tôn, cờ lê.
Máy cắt sắt cầm tay, máy hàn hồ quang, máy khoan cầm tay.
Thiết bị phân tích tín hiệu RIGOL DS1052E, SOE 300B, v.v…
3.3Phương pháp:
Khảo sát mơ hình động cơ Toyota Yaris 1SZ-FE, đánh giá tổng quan sơ
bộ: khởi động động cơ ghi nhận số liệu, kiểm tra bộ phận nào hoạt động và bộ phận nào không hoạt động, tiến hành ghi nhận đánh giá.
Sau khi đã đánh giá sơ bộ tiến hành thiết kế lại mơ hình, phần hệ thống
điện điều khiển động cơ:
Thiết kế và chế tạo khung gá đỡ động cơ.
Thiết kế và chế tạo các chi tiết liên quan.
Tìm hiểu sơ đồ điện trên phần mềm Autodata.
Xác định chân trên hộp ECU, Vẽ lại sơ đồ điện của động cơ.
Xác định chân của các cảm biến, vòi phun, bobin đánh lửa, bơm xăng,
v.v…
Tiến hành đấu dây điện cho hệ thống.
Sau khi đã hoàn thành việc đấu dây điện, tiến hành kiểm tra: Nếu có lỗi
36
Chương 4
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Kết quả
4.1.1 Cấu tạo mơ hình Toyota Yaris 1SZ-FE
37
4.1.2Vẽsơ đồ mạch điện động cơ Toyota Yaris 1SZ-FE
Hình 4.2: Sơ đồ mạch điện động cơ Toyota Yaris 1SZ-FE
4.1.3Vẽsơ đồ chân ECU động cơ
38
4.1.4Vị trí chân các cảm biến
Hình 4.4: Chân các cảm biến 4.1.5Ý nghĩa các chân ECU 4.1.5Ý nghĩa các chân ECU
Bảng 4.1: Ý nghĩa tên viết tắt chân ECU
Ký hiệu Tên gọi
#10,#20, #30, #40 Tín hiệu các kim phun
IGT1, 2, 3, 4 Tín hiệu đánh lửa
IGF Tín hiệu hồi tiếp đánh lửa
E01, E02 , E03 Mass bộ chấp hành
E1 Mass ECU
E2 Mass các cảm biến
OVC+, OCV- Tín hiệu điều khiển van dầu VVT-i
EVP Bộ bay hơi
FAN1, FAN2 Quạt làm mát động cơ
STP Công tắc đèn báo dừng
ALT Tín hiệu máy phát điện
RSO Van điều khiển tốc độ cầm chừng
39
G2, NE- Tín hiệu cảm biến vị trí trục cam
CASE Công tắc báo mức dầu động cơ
HT Bộ sấy cảm biến ôxy
OX1, OX2 Cảm biến ơxy
THA Tín hiệu cảm biến nhiệt độ khơng khí
THW Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát
ELS Tín hiệu phụ tải điện
SIL Tín hiệu chuẩn đốn OBD-II
FC Tín hiệu điều khiển bơm tiếp vận
IGSW Công tắc đánh lửa
+B Dương cung cấp cho ECU sau rờ le chính
KNK Tín hiệu cảm biến kích nổ
PSP Cảm biến trợ lực lái
VTA Tín hiệu cảm biến vị trí cánh bướm ga
VG, EVG Tín hiệu cảm biến đo gió
VC Điện áp 5V
STA Tín hiệu khởi động
AC Điều hịa khơng khí
SPD Tín hiệu tốc độ xe
TACO Tín hiệu tốc độ động cơ
W Đèn check engine
M-REL rờ le EFI chính
40
4.1.6 Mạch điện báo tốc độ động cơ
Hình 4.5: Sơ đồ mạch điện báo tốc độ động cơ
Tín hiệu tốc độ động cơ từ ECU đi ra chân TACO được dùng là tín hiệu
kích dẫn transistor T1 làm đóng ngắt cuộn sơ cuộn sơ cấp U1 biến áp khuếch đại.
Điện áp cấp cho cuộn sơ cấp khuếch đại 12V, theo hệ số khuếch đại của
biến áp cho trước, điện áp ra của TACO sẽ được nâng lên xấp xỉ 200-300 V tùy thuộc tốc độ động cơ (tần số đóng ngắt của tín hiệu sơ cấp).
Sau khi được khuếch đại tín hiệu ra có đặc tính tương đương đặc tính tín
hiệu cuộn sơ cấp đánh lửa.
4.2 Kiểm tra áp suất bơm nhiên liệu
Chuẩn bị:
Đồng hồ đo áp suất nhiên liệu. Accu 12V.
Phương pháp đo:
Do khơng có đồng hồ đo áp suất nhiên liệu, nên nhóm thực hiện sử dụng
đồng hồ đo áp suất trên mơ hình phun xăng điện tử TTI - 206.
Tháo ống dây đồng hồ ra khỏi mơ hình TTI - 206 , gắn ống dây đo áp suất
nhiên liệu vào đường ra bơm xăng của mơ hình 1SZ-FE.
Lắp accu vào mơ hình 1SZ-FE. Kiểm tra hệ thống, bật khóa ON.
Bật khóa STA, đọc kết quả áp suất ổn định trên đồng hồ. Ghi nhận kết quả đọc được.
41
Kết quả đo:
Bảng 4.2: Kết quả đo áp suất bơm nhiên liệu
Đơn vị:kgf/cm2
Áp suất đo được Giá trị chuẩn của nhà sản xuất
2,8 2,7 -3,5
Hình 4.6: Áp suất bơm nhiên liệu mơ hình 1SZ-FE 4.3Kiểm tra khí thải bằng thiết bị KEG - 500
Hình 4.7: Thiết bị đo khí thải KEG – 500
Chuẩn bị:
Thiết bị kiểm tra khí thải động cơ xăng KEG – 500. Máy tính có cài đặt phần mềm kiểm tra khí thải. Động cơ cần kiểm tra khí thải.
42
Accu 12V.
Phương pháp đo:
Đo nồng độ HC và CO bằng thiết bị đo khí thải, đo trực tiếp trên động cơ. Kết nối máy KEG - 500 với máy tính có cài đặt phần mềm kiểm tra khí xả. Đo động cơ ở 3 chế độ:
Tốc độ cầm chừng.
Chạy ổn định ở 2500 vòng/phút.
Chế độ gia tốc.
So sánh tiêu chuẩn với nước đang sử dụng.
Bảng 4.3: Tiêu chuẩn khí thải TCVN 6438:2001
Kết quả đo:
Bảng 4.4: Kết quả kiểm tra khí thải bằng thiết bị KEG – 500
Nhận xét:
So sánh kết quả đo được với tiêu chuẩn khí thải TCVN 6438:2001.
Ở tốc độ 1000 và 2500 vịng/phút, khí HC (ppm) và nồng độ khí CO (%)
vẫn còn nằm trong mức giới hạn cho phép (Mức 3) về tiêu chuẩn ơ nhiễm khí thải ở Việt Nam.
43
Khi động cơ làm việc ở chế độ gia tốc, khí HC, CO tăng lên do lượng xăng phun ra nhiều, hỗn hợp hịa khí giàu, cháy khơng hồn tồn, sinh ra nồng độ HC và CO cao.
Khi động cơ làm việc ở chế độ hịa khí nghèo, làm cho buồng đốt nóng
lên dễ dàng sinh ra khí Nox, hệ số dư khơng khí lamda > 1.
Với bảng kết quả này ta so sánh với bảng tiêu chuẩn khí thải TCVN 6438:2001, thì thấy được động cơ này vẫn còn nằm trong mức giới hạn cho phép hoạt động.
4.4Tín hiệu đo bằng thiết bị RIGOL DS1052E
Tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu (NE)
Đo chân NE, NE-:
Hình 4.8: Tín hiệu NE
Tín hiệu NE xuất ra 34 xung dạng hình sin cho mỗi vịng quay.
Tín hiệu điện áp phát ra là 7,2 V.
Cảm biến trục khuỷu là cảm biến cơ bản, thiếu cảm biến này động cơ sẽ
không hoạt động.
Tín hiệu cảm biến trục cam (G)
Đo chân G2, NE-:
Tín hiệu G2 phát ra 3 xung dạng hình sin cho mỗi vịng quay trục khuỷu.
Vmax:2,72 V.
44
V: 2,88 V.
W (độ rộng xung): 3,2 ms.
Hình 4.9: Tín hiệu trục cam
Tín hiệu cảm biến đo gió
Đo chân VG, E2:
Chế độ cầm chừng: 2,2 V.
Tăng ga lớn: 3 V.
Đo chân EVG, E2: 600 mV không thay đổi cả 2 chế độ. Đo chân VG, EVG:
Chế độ cầm chừng: không thay đổi.
Tăng ga lớn: 3,4 V.
Đo chân THA, E2: 1,68 V không thay đổi. Đo chân THA, EVG: 1,64 V.
Cảm biến vị trí bướm ga (TPS)
Đo chân VTA, E2:
Chế độ cầm chừng: 0,8 V.
Tốc độ 6000 vịng/phút: 1,4 V.
45
Hình 4.10:Tín hiệu điện áp ra
Tín hiệu kim phun
Hình 4.11: Tín hiệu kim phun
Đo chân #10, E2:
Công tắc ON: 12 V.
Chế độ cầm chừng:
Thời gian mở kim phun: 2 ms.
Sức tự cảm cao nhất tại kim phun: 130 V.
Tín hiệu van ISC ( Điều khiển tốc độ cầm chừng)
Đo chân ISC, E2:
Công tắc ON:
46
Tần số: 245 Hz.
W ( độ rộng xung): 2,6 ms.
Hình 4.12: Tín hiệu van ISC
Chế độ cầm chừng:
Tần số: 245 Hz.
W ( độ rộng xung): 3ms.
Tín hiệu cảm biến kích nổ (KNK)
Đo chân KNK, mát động cơ:
Động cơ không nổ máy, nhưng giả định là có kích nổ bằng cách dùng búa gõ vào động cơ gần cảm biến kích nổ.
Vrms (điện áp hiệu dụng): 34,6 mV.
Tần số: 8,3 MHz.
47 Chế độcầm chừng: Vrms (điện áp hiệu dụng): 759 mV. Tần số: 8,93 MHz. Hình 4.14: Tín hiệu KNK tốc độ cầm chừng Tăng ga lớn: Vrms (điện áp hiệu dụng): 241 mV. Tần số: 9,62 MHz. Tín hiệu cảm biến ơ xy
Đo chân HT, E2:
Hình 4.15: Tín hiệu cảm biến ơ xy
Tín hiệu VVT-i
Đo chân OCV+, E2:
Động cơ không nổ máy:
Thời gian mở van: 320 µs.
48
Hình 4.16: Tín hiệu VVT-i động cơ không nổ
Chế độ cầm chừng:
Thời gian mở van: 800 µs.
Tần số: khơng thay đổi.
Hình 4.17: Tín hiệu VVT-i tốc độ cầm chừng
Khi tốc độ NE đạt 1786 Hz (3151 vòng/phút):
Thời gian mở van: 300 µs.
Tần số: khơng đổi.
49
4.5 Sự ảnh hưởng của cảm biến đến thời gian phun nhiên liệu
Tốc độ cầm chừng
Hình 4.19: Thời điểm phun tại tốc độ cầm chừng
Tại tốc độ cầm chừng, điểm kim phun bắt đầu phun tại vị trí tương đương ở số răng 19 của tín hiệu trục khuỷu (tốc độ động cơ).
Thời gian mở kim phun đọc được trên thiết bị đo là 2 ms.
Tốc độ 3000 vịng/phút
Hình 4.20: Thời điểm phun tốc độ 3000 vòng/phút
Khi tốc độ động cơ tăng lên 3000 vịng/phút, vị trí thời điểm phun có sự
thay đổi. Lúc này điểm bắt đầu mở kim phun nằm ở vị trị gần răng số 14 trên tín hiệu tốc độ động cơ.
50
Tốc độ 6000 vịng/phút
Hình 4.21: Thời điểm phun tại tốc độ cao
Tốc độ động cơ đạt 6000 vòng/phút,thời điểm phun của động cơ lúc này
dời đi đến vị trí trước răng số 1 trên tín hiệu tốc độ động cơ.
Sự thay đổi thời gian mở kim phun theo tốc độ động cơ
Hình 4.22: Mối quan hệ giữa tốc độ động cơ và thời gian phun
Thời gian phun phụ thuộc rất lớn vào tốc độ. Khi tốc độ còn thấp thời gian phun còn ngắn, khi tốc độ tăng đòi hỏi lượng xăng phun phải nhiều hơn.
Khi tăng tốc tới tốc độ 3000 - 4000 vịng/phút thì lúc này động cơ hoạt
động ổn định, cần ít lượng nhiên liệu lại để tiết kiệm xăng.
Khi tốc độ đã tăng cao từ 4000 - 6000 vòng/phút khi càng tăng tốc thì thời gian phun càng lâu hơn.
51
Cảm biến vị trí bướm ga
Hình 4.23: Mối quan hệ giữa độ mở bướm ga và thời gian phun
Tại tốc độ thấp 1000 vòng/phút lúcnày động cơ mới khởi động, địi hỏi
hịa khí phải giàu (lamda < 1). Nên thời gian phun lâu hơn.
Sau đó tốc độ động cơ nó chuyển sang chế độ khơng tải thì thời gian phun ngắn hơn. Lúc này chỉ có thời điểm phun thay đổi còn thời gian phun cũng không thay đổi nhiều lắm.
Khi tốc độ động cơ tăng cao từ chế độ không tải chuyển sang chế độ chạy ổn địnhthì thời gian phun tăng dần. Động cơ ổn định rồi khi càng tăng tốc thì thời gian phun càng tăng.
Hơn nữa khi tốc độ cao hơn ta thấy thời gian phun lớn hơn ứng với từng
52
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Hình 4.24: Mối quan hệ giữa tín hiệu điện áp THW và thời gian phun
Điện áp THW thay đổi theo nhiệt độ nước làm mát. Điện trở tăng thì nhiệt độ nước làm mát giảm và ngược lại.
Khi nhiệt độ của nước làm mát động cơ thấp, phải tăng tốc độ chạy không tải, tăng thời gian phun.
53
Chương 5
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận
Sau thời gian thực hiện đề tài với sự giúp đỡ rất tận tình của thầy Thạc sĩNguyễn Trịnh Nguyên đề tài đã hoàn thành về việc thiết kế, thi cơng, chế tạo mơ
hình và phân tích số liệu hệ thống phun xăng điện tử trên động cơ Toyota Yaris 1SZ-FE.
Chúng emđã tiếp thu được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong việc khảo sát, thiết kế và chế tạo mơ hình động cơ Toyota Yaris 1SZ-FE.
Thiết kế, chế tạo kết cấu khung giàn gá đỡ động cơ vững chắc, bền bỉ.
Lắp đặt vận hành động cơ hoàn chỉnh.
Động cơ hoạt động tốt, êm dịu ít rung động.
Tạo cơ hội cho chúng em thêm được kỹ năng hàn, cắt, tiện,và khoan.
Được làm quenvớicác thiết bị phân tích như SOE 3000B, RIGOL
DS1052E, KEG 500, VOM… và các thiết bị dụng cụ cơ khí liên quan.
5.2 Kiến nghị
Do hạn chế về kinh nghiệm và kiến thứcnên đề tài chưa được hồn chỉnh.Vì vậy rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến, đánh giá của quý thầy các bạn để bài báo cáo được hoàn thiện hơn.
Nhóm thực hiện mong rằng, sinh viên các khóa sau có nhiều thời gian sẽ
54
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Giáo trình Thực tập hệ thống điện ô tô- Ths. Bùi Công Hạnh - ĐHNL-2009.
2. Giáo trình Hệ thống điện động cơ-Ths. Bùi Công Hạnh - ĐHNL -2008.
3. PGS-TS Đỗ Văn Dũng, Trang bị điện và điện tử trên ô tô hiện đại- Trường Đại
học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, 2007.
4. Đỗ Văn Dũng,Hệ thống điện và điện tử trên ô tô hiện đại – Hệ thống điện động
cơ.
5. Nguyễn Oanh, Kỹ thuật sửa chữa ô tô và động cơ nổ hiện đại. Tập 1: Động cơ
xăng tháng 11/2007. 6. Http://www.otosaigon.com/threads/ap-suat-cua-bom-xang.325321/ 7. Http://doc.edu.vn/tai-lieu/do-an-nghien-cuu-he-thong-phun-xang-dien-tu-efi- dong-co-1tr-fe-1077/ 8. Http://www1.hcmute.edu.vn/ckd/LIENHE/LE%20THANH%20PHUC/TT%20Di en%20O%20to%20I/Contents/lesson12.html 9. Đồ án tốt nghiệp: http://luanvan365.com/luan-van/do-an-nghien-cuu-xay-dung- tai-lieu-ky-thuat-kiem-tra-he-thong-phun-xang-dien-tu-va-xay-dung-cac-bai-thi- nghiem-tren-mo-22839/