Báo cáo Nghiên cứu, thiết kế, chế taọ mô hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Nghiên cứu, thiết kế, chế taọ mô hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TOYOTA YS K C 0ARIS0 0 2 8 1 MÃ SỐ: T2009 - 18 S K C 0 0 3 3 6 6 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2010
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TOYOTA YARIS Mã số: T2009 - 18 Chủ nhiệm đề tài: ThS. Nguyễn Văn Long Giang TP. HCM, 2010
3. Nghiên cứu, thiết kế, chế taọ mơ hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris T2009 -18 Lời nĩi đầu Mục tiêu nghiên cứu, đầu tư và cải tiến các thiết bị dạy học, đổi mới phương pháp dạy và học thực hành, gĩp phần nâng cao chất lượng đào tạo theo chương trình cơng nghệ hiện nay, là nhiệm vụ quan trọng của những người làm cơng tác giảng dạy. Nhiều năm qua, khoa Cơ khí Động lực đã cĩ rất nhiều sáng kiến, đề tài về chế tạo đồ dùng và thiết bị dạy học, phục vụ đắc lực cho cơng tác giảng dạy thực hành ngành cơng nghệ ơtơ tại Khoa và các trường bạn. Điều này chứng tỏ đây là một định hướng đúng, phát huy được thế mạnh và vai trị đầu tàu của Khoa và Nhà trường trong hệ thống sư phạm kỹ thuật hiện nay của cả nước. Hệ thống điều khiển động cơ bằng điện tử đang được sử dụng rộng rãi trên các loại xe hiện nay và là xu hướng phát triển mạnh trong thời gian tới, nhu cầu học tập và sửa chữa về nĩ là rất lớn. Việc hướng dẫn cho người học nắm vững cấu tạo, hoạt động và các qui trình kiểm tra, hệ thống điều khiển động cơ Toyota số một cách chính xác, khoa học là cần thiết. Với ý nghĩa trên, tập thể cán bộ giảng dạy Bộ mơn Động cơ, khoa Cơ khí Động lực đã thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris”, phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực hành. Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 02/ 2010 Chủ nhiệm đề tài ThS. Nguyễn Văn Long Giang 1
4. Nghiên cứu, thiết kế, chế taọ mơ hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris T2009 -18 MỤC LỤC: Trang: Lời nói đầu 1 TỔNG QUAN 3 I. Tổng quan về đề tài 3 II. Mục tiêu nghiên cứu 4 III. Phương pháp nghiên cứu 4 IV. Các bước nghiên cứu 4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 5 Chương 1: Giới thiệu mơ hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris 5 I. Mơ hình hệ thống điện điều khiển động cơ Toyota 1SZ – FE 5 II. Sơ đồ chân của ECU điều khiển động cơ Toyota Yaris 7 III. Hướng dẫn sử dụng mơ hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris 8 Chương 2: Hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris 11 I. Các cảm biến 11 II. Các cơ cấu chấp hành 18 PHẦN KẾT LUẬN 33 Tài liệu tham khảo 34 2
5. Nghiên cứu, thiết kế, chế taọ mơ hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris T2009 -18 TỔNG QUAN I. Tổng quan về đề tài Ngày nay, đất nước ta đang trong quá trình cơng nghiệp hố, hiện đại hố, hội nhập phát triển. Cùng với sự phát triển khơng ngừng của các ngành khoa học tiên tiến trên thế giới, các ngành khoa học của nước ta trong những năm gần đây cũng cĩ những bước phát triển vượt bậc, gặt hái được nhiều thành tựu to lớn, cĩ nhiều cơng trình khoa học được cả thế giới biết đến. Đội ngũ các nhà khoa học khơng ngừng phát triển cả về số lượng và chất lượng, nhiều cơng trình nghiên cứu của họ được áp dụng vào trong sản suất thực tế đã và đang gĩp phần khơng nhỏ vào sự phát triển kinh tế của nước nhà. Do quá trình phát triển hội nhập với thế giới, trong suốt gần hai thập niên trở lại đây, các thành tựu khoa học tiến bộ trên thế giới đã liên tục được du nhập vào Việt Nam. Thêm vào đĩ, sự gia tăng đầu tư của các tập đồn kinh tế thế giới vào nước ta cũng đã đem theo nhiều thành tựu kỹ thuật mới, giúp nền sản xuất của nước nhà khơng ngừng được nâng cao và mở rộng. Trước đây, người ta chế tạo ơtơ sử dụng hệ thống nhiện liệu và hệ thống đánh lửa điều khiển độc lập với nhau nên sự phối hợp điều khiển của các hệ thống điều khiển động cơ. Do vậy quá trình cháy sẽ khơng triệt để, tiêu hao nhiên liệu nhiều và đặc biệt là gây ơ nhiễm mơi trường. Với việc ứng dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực điện tử vào điều khiển động cơ ơtơ trong đĩ đáng lưu ý là việc chế tạo thành cơng hệ thống điều khiển động cơ được điều khiển từ bộ xử lý trung tâm ECU. Hệ thống ECU này điều khiển hệ thống nhiên liệu và hệ thống đánh lửa, hệ thống ISC, để tăng cơng suất, tiết kiệm nhiên liệu và giảm ơ nhiễm cho mơi trường. Hầu hết trên các xe ơtơ hiện đại đều ứng dụng các hệ thống này nên nhiều sự cố về các hệ thống điều khiển này là điều khĩ tránh khỏi. Việc chẩn đốn và khắc phục các hư hỏng về hệ thống này là điều quan trọng mang lại sự thoả mãn cho khách hàng và người sửa chữa. Chỉ dẫn cho sinh viên ngành ơtơ làm tốt cơng việc này là nhiệm vụ trọng tâm đặt ra cho các giáo viên giảng dạy về ơtơ. Việc tìm hiểu, nắm vững nguyên lý hoạt động và chế tạo thành cơng hệ thống đánh lửa trực tiếp phục vụ học tập, giảng dạy và nghiên cứu đối với giáo viên giảng dạy chuyên ngành ơtơ là vơ cùng quan trọng. Xuất phát từ nhu cầu thực tế như trên nhĩm người nghiên cứu quyết định thực hiện đề tài với mong muốn tạo ra một sản phẩm cĩ thể áp dụng vào giảng dạy. Mơ hình sẽ giúp cho sinh viên một cách nhìn trực quan, hiểu rõ nguyên lý hoạt động của các hệ thống điều khiển của động cơ 1SZ – FE, hơn hết là từ việc nắm vững những kiến thức chuyên mơn, người học cĩ thể tự chẩn đốn, sữa chữa mọi hư hỏng liên quan đến các hệ thống này. 3
6. Nghiên cứu, thiết kế, chế taọ mơ hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris T2009 -18 II. Mục tiêu đề tài Nghiên cứu, chế tạo ra mơ hình điều khiển động cơ 1SZ - FE, tạo điều kiện cho sinh viên quan sát, khảo nghiệm các thơng số của hệ thống điều khiển động cơ với mơ hình một cách trực quan, biết được hình dạng và vị trí các chi tiết lắp đặt trên hệ thống phun xăng. Giúp sinh viên cĩ thể kiểm tra các tín hiệu đầu vào cũng như những thơng số đầu ra của hệ thống phun xăng trên động cơ thơng qua mơ hình. III. Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết hệ thống điều khiển động cơ của Hãng Toyota Tham khảo các mơ hình giảng dạy hiện cĩ tại Khoa Cơ khí Động lực để cải tiến mơ hình cho phù hợp hơn. Nghiên cứu sơ đồ mạch điện của các xe Toyota Yaris Thực nghiệm mơ hình phục vụ cho giảng dạy. IV. Các bƣớc thực hiện khi nghiên cứu: Tham khảo tài liệu. Thiết kế chế tạo khung mơ hình và lắp đặt thiết bị mơ hình. Thiết kế chế tạo sa bàn và cách bố trí các chi tiết trên sa bàn. Thiết kế chế tạo các mạch điện điều khiển và cách bố trí đường dây. Thiết kế chế tạo các chi tiết phụ. Tiến hành đo đạc, kiểm tra, thu thập các thơng số. Viết báo cáo. 4
7. Nghiên cứu, thiết kế, chế taọ mơ hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris T2009 -18 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TOYOTA YARIS I. Mơ hình hệ thống điện điều khiển động cơ Toyota 1SZ - FE Hình 2.1: Sơ đồ tổng quát của mơ hình điều khiển động cơ Toyota 1SZ-FE Mơ hình được thiết kế để giúp cho người học nhận biết rõ bố trí của các chi tiết trong hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris với ba bộ phận chính: Hình 2.2: Sơ đồ khối các hệ thống điều khiển động cơ 5
8. Nghiên cứu, thiết kế, chế taọ mơ hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris T2009 -18 1. Các cảm biến : Cảm biến đo giĩ dây nhiệt Cảm biết vị trí trục khuỷu Cảm biến vị trí trục cam Cảm biến nhiệt độ khí nạp Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến vị trí bướm ga 2. ECU (Máy tính điều khiển động cơ) 3. Các cơ cấu chấp hành a. Các bobine của hệ thống đánh lửa trực tiếp. 6
9. Nghiên cứu, thiết kế, chế taọ mơ hình hệ thống điều khiển động cơ Toyota Yaris T2009 -18 b. Các kim phun hệ thống phun nhiên liệu c. Van điều khiển cầm chừng kiểu motor quay Ngồi ra trong mơ hình cịn cĩ các bộ phận khác như: Bộ phận truyền đai để tạo ra sự phối hợp giữa trục khuỷu và trục cam của động cơ, bảng đồng hồ, hộp rờ-le cầu chì, mơ-tơ truyền động, cơng tắc điều chỉnh tốc độ mơ-tơ, cơng tắc tạo pan . II. Sơ đồ chân của bộ điều khiển ECU động cơ Toyota Yaris Ký hiệu Nghĩa tiếng Anh Mơ tả #10 No.10 –for injector Kim phun #20 No.20 –for injector Kim phun #30 No.30 –for injector Kim phun #40 No.40 –for injector Kim phun +B Battery (+) Accu qua contact máy BATT Battery Điện áp trực tiếp (+) accu FC Fuel Pumb Control Điều khiển bơm xăng G2 Group No.2 Cảm biến vị trí trục cam HT Điều khiển sấy cảm biến Ơxy IGF Ignition Failure signal Tín hiệu phản hồi đánh lửa 7