Luận văn Thiết kế, chế tạo mô hình và bài giảng tích hợp cho động cơ phun xăng có hệ thống VVT-I (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Thiết kế, chế tạo mô hình và bài giảng tích hợp cho động cơ phun xăng có hệ thống VVT-I (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN ĐỨC TÁM THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH VÀ BÀI GIẢNG TÍCH HỢP CHO ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG CÓ HỆ THỐNG VVT-I S K C 0 0 3 9 5 9 NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 S KC 0 0 4 2 1 5 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2013
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN ĐỨC TÁM THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH VÀ BÀI GIẢNG TÍCH HỢP CHO ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG CÓ HỆ THỐNG VVT-I NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2013
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN Đ ỨC TÁM THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH VÀ BÀI GIẢNG TÍCH HỢP CHO ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG CÓ HỆ THỐNG VVT -I NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 Hướng dẫ n khoa học PGS.TS: ĐỖ VĂN DŨNG Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2013
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ và tên: Trần Đức Tám Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 20 tháng 01 năm 1978 Nơi sinh: Xã Mỹ Hà, huyện Mỹ Lộc, tỉnh Nam Định Quê quán: Xã Mỹ Hà, huyện Mỹ Lộc, tỉnh Nam Định Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 388/10/17 Nguyễn Bỉnh Khiêm- Rạch Giá- Kiên Giang Điện thoại cơ quan: 0773.863530 Điện thoại nhà riêng: 0947413637 Fax: E-mail: tdtam@kiengiangtec.edu.vn II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Đại học: Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ năm 1996 đến năm 2000. Nơi học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh Ngành học: Cơ khí động lực Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Thi tốt nghiệp Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 2000 III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Cty TNHH Lâm Viễn – Hố Nai 3- 2001 - 2003 Nhân viên Đồng Nai Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ 2004 đến nay Giảng viên thuật Kiên Giang i
5. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 10 năm 2013 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Trần Đức Tám ii
6. LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn: PGS. TS Đỗ Văn Dũng – Hiệu Trưởng trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, giảng viên hướng dẫn khoa học. Ban Giám Hiệu trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Kiên Giang. Quý Thầy, Cô khoa Cơ Khí Động Lực, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. Quý Thầy khoa Cơ khí Động lực trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Kiên Giang. Các bạn học viên lớp cao học Kỹ thuật Cơ khí động lực khóa 2011-2013B Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Tthuật TP. Hồ Chí Minh. Đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt khóa học cũng như thực hiện đề tài này. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 10 năm 2013 Người nghiên cứu Trần Đức Tám iii
7. TÓM TẮT Luận văn có tựa đề "Thiết kế, chế tạo mô hình và bài giảng tích hợp cho động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i" được hoàn thành vào tháng 8 năm 2013, tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. Nội dung chính của luận văn bao gồm: Thiết kế chế tạo mô hình động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i. Mô phỏng kết cấu, nguyên lý hoạt động của các hệ thống như hệ thống VVT-i, hệ thống khởi động, hệ thống điều khiển không tải, các cảm biến và các mạch điện điều khiển động cơ nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy chuyên ngành công nghệ ô tô. Biên soạn các bài giảng tích hợp về sửa chữa hệ thống điện động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i. Mô hình động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i được thiết kế, chế tạo trên động cơ phun xăng Toyota Yaris 1SZ-FE. Đây là động cơ nhỏ gọn, dễ di chuyển được trang bị hệ thống van biến thiên thông minh (VVT-i) rất thuận tiện để làm mô hình giảng dạy, phù hợp với mục tiêu đề ra của đề tài. Trong đó hệ thống VVT-i, hệ thống khởi động, các cảm biến, các mạch điện điều khiển động cơ như mạch cấp nguồn, mạch điều khiển đánh lửa, điều khiển phun nhiên liệu, được thiết kế mô phỏng về kết cấu, nguyên lý làm việc bằng phần mềm Macromedia Flash nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy trực quan của giáo viên, công tác tự nghiên cứu của học sinh trong học tập về động cơ phun xăng được tốt hơn, góp phần nâng cao hiệu quả đào tạo ngành công nghệ ô tô tại các trường học, cơ sở dạy nghề. Ngoài ra, để giúp cho việc sử dụng mô hình đạt hiệu quả tốt trong giảng dạy và học tập, tác giả đã biên soạn bộ tài liệu giảng dạy theo chương trình đào tạo hệ cao đẳng ngành công nghệ ô tô, kèm theo mô hình. iv
8. ABSTRACT The thesis "Designing, manufacturing model and integrated lectures for fuel injection engine with VVT-i system" was completed in August 2013, at the University of Technical Education of Ho Chi Minh City. The main contents of the thesis include: • Designing and manufacturing the model of fuel injection engine with VVT-i system. • Simulating the structure and the operation principle of the system as the VVT-i system, the boot system, the sensor as well as the electric motor control circuits to serve the specialized teaching which is automotive technology. • Compiling integrated lectures of repairing electrical system of fuel injection engine with VVT-i system. The model of fuel injection engine with VVT-i system is designed and manufactured on the fuel injection engine of 1SZ-FE Toyota Yaris. This engine is small, easy to move, and it is equipped with the Variable Valve Timing with intelligence(VVT-i) system which is very suitable to be used as a teaching model. In the VVT-i system, the boot system, the idle speed control system, the sensors, the electric motor control circuits such as the power circuit, the ignition control circuit, the fuel injection controller and ect are designed to simulate the structure, operation principle by Macromedia Flash software to serve the teachers’ visual teaching, the student's self-study learning about fuel injection better and contribute to improve training in automotive technology at schools and vocational schools. Moreover, to use this model in teaching and learning well, the author has compiled teaching materials in training systemcolleges majored in automotive technology together with the model. v
9. MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Lời cảm tạ iii Tóm tắt .iv Mục lục vi Danh sách các chữ viết tắt xi Danh sách các hình xii Danh sách các bảng xvii Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1 1.1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu 1 1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 3 1.2.1. Tình hình nghiên cứu hệ thống van biến thiên trên thế giới 3 1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước 7 1.3. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu 8 1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu 8 1.3.2. Đối tượng nghiên cứu 9 1.4. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu 9 1.4.1. Nhiệm vụ 9 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu .9 1.5. Phương pháp nghiên cứu 10 Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 11 2.1. Tổng quan về hệ thống VVT-i 11 2.1.1. Ảnh hưởng của góc trùng điệp đến công suất, tiêu hao nhiên liệu và khí thải trên động cơ 12 vi
10. 2.1.2. Sơ đồ tổng thể hệ thống VVT-i 14 2.1.3. Sơ đồ nguyên lý hệ thống VVT-i 15 2.1.4. Thời điểm phối khí hệ thống VVT-i 15 2.1.5. Bộ chấp hành hệ thống VVT-i 16 2.1.5.1. Bộ điều khiển VVT-i 17 2.1.5.2. Van điều khiển dầu phối khí 17 2.1.6. Hoạt động của hệ thống VVT-i 18 2.1.6.1. Làm sớm thời điểm phối khí 18 2.1.6.2. Làm muộn thời điểm phối khí 19 2.1.6.3. Chế độ giữ 19 2.1.6.4. Dạng xung điều khiển VVT-i 20 2.1.7. Những biến thể khác của hệ thống VVT-i trên động cơ Toyota 20 2.1.7.1. Hệ thống Dual VVT-i 20 2.1.7.2. Hệ thống VVTL-i 21 2.1.7.3. Hệ thống VVT-iE 25 2.2. Giới thiệu hệ thống van biến thiên trên một số xe thông dụng tại Việt Nam 26 2.2.1. Hệ thống VTEC (Variable valve Timing and lift Electronic Control) của hãng Honda 26 2.2.2. Hệ thống MIVEC (Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control system ) của hãng Mitsubishi 28 Chƣơng 3. MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG CÓ HỆ THỐNG VVT-I BẰNG PHẦN MỀM MACROMEDIA FLASH 32 3.1. Khái quát về phần mềm Macromedia Flash 32 3.2. Quy trình thiết mô phỏng kế trên mềm Macromedia Flash 8 33 3.3.Thiết kế mô phỏng hệ thống điện điều khiển động cơ phun xăng 1SZ-FE 39 3.3.1. Mô phỏng giao diện chính 39 3.3.2. Mô phỏng van điều khiển dầu và hệ thống VVT-i 40 3.3.3. Mô phỏng các cảm biến tín hiệu đầu vào 41 vii
11. 3.3.4. Mô phỏng các mạch điện điều khiển động cơ 42 3.3.5. Mô phỏng các hệ thống khác 44 Chƣơng 4. THIẾT KẾ, THI CÔNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG CÓ HỆ THỐNG VVT-I 46 4.1. Giới thiệu động cơ 1SZ-FE 46 4.1.1. Sơ đồ hệ thống điều khiển điện tử trên động cơ 1SZ-FE 47 4.1.2. Các tín hiệu đầu vào 48 4.1.3. Hệ thống điều khiển 48 4.1.4. Hệ thống chẩn đoán. 49 4.1.5. Hệ thống dự phòng. 49 4.2. Thiết kế, chế tạo mô hình động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i 51 4.2.1. Cấu tạo mô hình 51 4.2.2. Đặc điểm kỹ thuật các bộ phận chính trên mô hình 53 4.2.3. Các yêu cầu khi sử dụng mô hình 58 Chƣơng 5. THIẾT KẾ BÀI GIẢNG TÍCH HỢP THỰC TẬP ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG CÓ HỆ THỐNG VVT-I 59 5.1. Cơ sở lý thuyết về dạy học tích hợp 59 5.1.1. Khái niệm dạy học tích hợp 59 5.1.2. Mục đích của dạy học tích hợp 60 5.1.3. Đặc điểm của dạy học tích hợp 61 5.2. Biên soạn các bài giảng thực hành điện động cơ cho động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i 66 5.2.1. Những yêu cầu khi biên soạn bài giảng 66 5.2.2. Biên soạn các bài giảng thực tập điện động cơ phun xăng theo mô hình 67 Bài 01: Kiểm tra mạch nguồn, mạch VC và mạch nối đất 67 Bài 02: Kiểm tra cảm biến đo gió 72 Bài 03: Kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga 76 Bài 04: Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát 80 Bài 05: Kiểm tra cảm biến oxy 84 viii
12. Bài 06: Kiểm tra cảm biến kích nổ 88 Bài 07: Kiểm tra cảm biến G, cảm biến NE 92 Bài 08: Kiểm tra mạch điều khiển quạt làm mát 96 Bài 09: Kiểm tra van điều khiển dầu phối khí VVT-i 100 Bài 10: Kiểm tra bơm nhiên liệu 103 Bài 11: Kiểm tra áp suất hệ thống nhiên liệu 107 Bài 12: Kiểm tra kim phun 110 Bài 13: Kiểm tra van điều khiển tốc độ không tải ISC 115 Bài 14: Kiểm tra hệ thống đánh lửa 119 Bài 15: Chẩn đoán động cơ qua hệ thống tự chẩn đoán OBD-2 125 Chƣơng 6. KẾT LUẬN- HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 129 6.1. Kết luận 132 6.2. Hướng phát triển của đề tài 133 TÀI LIỆU THAM KHẢO 134 ix
13. DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT ECU ( Electronic Control Unit): Bộ điều khiển điện tử EFI (Electronic Fuel Injection): Hệ thống phun xăng điện tử ISC ( Idle Speed Control):Điều khiển tốc độ cầm chừng SW (Switch):Công tắc BAT ( Battery) : Accu MAF sensor (Mass Air Flow sensor):Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy OCV (Oil control Valve): Van điều khiển dầu VVT ( variable valve timing): Van biến thiên VVT-i (Variable Valve Timing with intelligence): Van biến thiên thông minh VVTL-i(Variable Valve Timing and Lift intelligent system): Hệ thống nâng van biến thiên thông minh VVT-iE (Variable Valve Timing - intelligent by Electric motor) : Van biến thiên điều khiển bằng motor điện CMP ( Camshaft position sensor): Cảm biến vị trí trục cam CKP (Crankshaft position sensor ): Cảm biến vị trí trục khuỷu ADRC(active disturbance rejection controller): Hoạt động điều khiển loại bỏ nhiễu EGR ( Exhaust Gas Recirculation): Hệ thống luân hồi khí xả VCR ( Variable Compression Ratio): Tỷ lệ nén biến thiên OBD (On-Board Diagnostic): Hệ thống chẩn đoán AFR (Air/Fuel Ratio): Tỷ lệ không khí/nhiên liệu CA (Crank Angle): Góc quay trục khuỷu VTEC (Variable valve Timing and lift Electronic Control): Van biến thiên và điều khiển nâng van bằng điện tử MIVEC (Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control system ): Hệ thống van biến thiên điều khiển điện tử Mitsubishi x
14. DTC (Diagnostic Trouble Codes) : Mã lỗi DLC (Diagnostic Link Connector) : Giắc kết nối chẩn đoán xi
15. DANH SÁCH HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Hệ thống VVT-i trên động cơ 12 Hình 2.2: Ảnh hưởng của góc trùng điệp xu-páp đến khí xả động cơ 13 Hình 2.3: Ảnh hưởng góc trùng điệp xupap đến tiêu hao nhiên liệu 13 Hình 2.4: Ảnh hưởng của hệ thống VVT-i đến công suất động cơ 14 Hình 2.5: Sơ đồ tổng thể hệ thống VVT-i 14 Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý hệ thống VVT-i 15 Hình 2.7: Thời điểm phối khí hệ thống VVT-i 16 Hình 2.8: Bộ điều khiển VVT-i 17 Hình 2.9: Van điều khiển dầu phối khí VVT-i 18 Hình 2.10: Làm sớm thời điểm phối khí 19 Hình 2.11: Làm muộn thời điểm phối khí 19 Hình 2.12: Giữ thời điểm phối khí 20 Hình 2.13: Dạng xung điều khiển VVT-i 21 Hình 2.14: Hệ thống Dual VVT-i trên động cơ 2GR-FE 21 Hình 2.15: Hệ thống VVTL-I trên động cơ 2ZZ-GE 21 Hình 2.16: Sơ đồ tổng thể hệ thống VVTL-i 22 Hình 2.17: Van điều khiển dầu VVTL-i. 22 Hình 2.18: Cấu tạo trục cam và cò mổ hệ thống VVTL-i 23 Hình 2.19: Hoạt động của hệ thống VVTL-i ở tốc độ thấp và trung bình 24 Hình 2.20: Hoạt động của hệ thống VVTL-i ở tốc độ cao 24 Hình 2.21: Hệ thống VVT-iE trên động cơ Lexus 460 1UR-FSE 25 Hình 2.22: Cấu tạo hệ thống VTEC 26 Hình 2.23: Vị trí cam ở tốc độ thấp 27 Hình 2.24: Vị trí cam ở tốc độ cao 27 Hình 2.25: Các kiểu hệ thống VTEC bố trí trên động cơ Honda 28 xii
16. Hình 2.26: Hệ thống MIVEC trên động cơ 4G92 của Mitsubishi 29 Hình 2.27: Kết cấu hệ thống MIVEC 30 Hình 2.28: Các chế hoạt động của hệ thống MIVEC 30 Hình 3.1: Giao điện khởi động phần mềm Macromedia Flash 8 33 Hình 3.2: Giao diện làm việc trong Flash 8 34 Hình 3.3: Chọn màu nền trong Flash 8 34 Hình 3.4: Tạo hình ảnh Bitmap 35 Hình 3.5: Tạo chuyển động liên túc đối tượng mô phỏng 36 Hình 3.6: Xử lý hình ảnh đối tượng mô phỏng 37 Hình 3.7: Tạo lệnh dừng đoạn phim mô phỏng 37 Hình 3.8: Save và định dạng đoạn phim mô phỏng 39 Hình 3.9: Giao diện mô phỏng các hệ thống điều khiển động cơ Toyota 1SZ-FE. . 40 Hình 3.10: Mô phỏng hệ thống VVT-i. 40 Hình 3.11: Mô phỏng van điều khiển dầu VVT-i 41 Hình 3.12: Mô phỏng cảm biến vị trí trục cam 41 Hình 3.13: Mô phỏng cảm biến vị trí trục khuỷu 42 Hình 3.14: Mô phỏng cảm biến kích nổ 42 Hình 3.15: Mô phỏng mạch điều khiển bơm xăng 43 Hình 3.16: Mô phỏng mạch cấp nguồn 43 Hình 3.17: Mô phỏng mạch điều khiển kim phun 43 Hình 3.18: Mô phỏng mạch điều khiển quạt làm mát 44 Hình 3.19: Mô phỏng mạch điều khiển đánh lửa 44 Hình 3.20: Mô phỏng hệ thống điều khiển không tải ISC 45 Hình 3.21: Mô phỏng hệ thống khởi động động cơ 45 Hình 4.1: Động cơ Toyota Yaris 1SZ-FE. 47 Hình 4.2: Vị trí các chi tiết điều khiển động cơ 1SZ-FE 47 Hình 4.3: Hình chiếu trục đo và hình chiếu đứng khung mô hình 51 Hình 4.4: Hình chiếu bằng và hình chiếu cạnh khung mô hình 51 Hình 4.5: Sa bàn trên mô hình 52 xiii
17. Hình 4.6: Động cơ 1SZ-FE được lắp đặt trên khung mô hình 52 Hình 4.7: Sơ đồ chân ECU trên mô hình 53 Hình 4.8: Sơ đồ mạch điện động cơ 1SZ-FE 54 Hình 5.1: Các thành phần của cấu trúc năng lực 62 Hình 5.2: Sơ đồ mạch cấp nguồn 68 Hình 5.3: Sơ đồ mạch VC 69 Hình 5.4: Sơ đồ mạch nối đất 69 Hình 5.5: Kiểm tra mạch rơ le EFI 70 Hình 5.6: Kiểm tra hoạt động rơ le EFI 71 Hình 5.7: Cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy 73 Hình 5.8: Hoạt động và chức năng của cảm biến MAF 73 Hình 5.9: Sơ đồ mạch điện cảm biến MAF 74 Hình 5.10: Kiểm tra điện áp cấp cho cảm biến MAF 75 Hình 5.11: Kiểm tra điện áp đầu ra cảm biến MAF 75 Hình 5.12: Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga 77 Hình 5.13: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp và độ mở bướm ga 77 Hình 5.14: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga 78 Hình 5.15: Kiểm tra điện trở cảm biến vị trí bướm ga 78 Hình 5.16: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát 81 Hình 5.17: Quan hệ giữa nhiệt độ và điện trở của cảm biến nhiệt độ nước làm mát 81 Hình 5.18: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát 81 Hình 5.19: Đo điện trở cảm biến nhiệt độ nước làm mát 82 Hình 5.20: Cấu tạo cảm biến oxy 85 Hình 5.21: Đặc tính của cảm biến oxy 85 Hình 5.22: Sơ đồ mạch điện cảm biến oxy 86 Hình 5.23: Đo điện trở bộ sấy cảm biến 86 Hình 5.24: Xung điện dạng sóng cảm biến oxy 87 Hình 5.25: Cấu tạo cảm biến kích nổ 89 xiv
18. Hình 5.26: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp và tần số kích nổ 89 Hình 5.27: Dạng xung tín hiệu cảm biến kích nổ 90 Hình 5.28: Sơ đồ mạch điện cảm biến kích nổ 90 Hình 5.29: Kiểm tra điện trở cảm biến 90 Hình 5.30: Dạng xung tín hiệu cảm biến G, NE 93 Hình 5.31: Sơ đồ mạch điện cảm biến G, NE trên động cơ 93 Hình 5.32: Kiểm tra điện trở cảm biến vị trí trục khuỷu 94 Hình 5.33: Kiểm tra điện trở cảm biến G 95 Hình 5.34: Sơ đồ mạch điện điều khiển quạt làm mát 97 Hình 5.35: Kiểm tra dòng điện qua quạt bằng Ampe kế 98 Hình 5.36: Cấu tạo van điều khiển dầu phối khí VVT-i 101 Hình 5.37: Kiểm tra điện trở của van VVT-i 101 Hình 5.38: Kiểm tra hoạt động của van 102 Hình 5.39: Dạng xung của van điều khiển dầu VVT-i 102 Hình 5.40: Cấu tạo cụm bơm nhiên liệu 104 Hình 5.41: Sơ đồ mạch điện điều khiển bơm nhiên liệu 104 Hình 5.42: Kiểm tra điện trở bơm nhiên liệu 105 Hình 5.43: Kết nối đồng hồ đo áp suất với ống nhiên liệu 108 Hình 5.44: Kiểm tra áp suất nhiên liệu 108 Hình 5.45: Áp suất nhiên liệu ở tốc độ không tải 109 Hình 5.46: Áp suất nhiên liệu sau khi tắt máy 109 Hình 5.47: Cấu tạo kim phun 111 Hình 5.48: Kiểm tra điện trở kim phun 112 Hình 5.49: Kết nối bộ dụng cụ đo vào kim phun 112 Hình 5.50: Kết nối dây kiểm tra vào kim phun 113 Hình 5.51: Kiểm tra tín hiệu điều khiển kim phun bằng đèn LED 114 Hình 5.52: Xung điện áp điều khiển kim phun 114 Hình 5.53: Cấu tạo van ISC kiểu van xoay, một cuộn dây tích hợp 116 Hình 5.54: Mạch điện điều khiển van ISC 117 xv
19. Hình 5.55: Kiểm tra hoạt động mở của van ISC 117 Hình 5.56: Gia tăng tốc độ cầm chừng từ 900-1300 vòng/phút trong 5 giây 118 Hình 5.57: Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp Bobine-IC tích hợp 120 Hình 5.58: Mạch điện điều khiển đánh lửa 120 Hình 5.59: Mạch kiểm tra cụm IC-bobine tích hợp 121 Hình 5.60: Kiểm tra điện trở bugi 122 Hình 5.61: Kiểm tra khe hở điện cực bugi 122 Hình 5.62: Dạng xung tín hiệu IGT, IGF 123 Hình 5.63: Sơ đồ nguyên lý chẩn đoán hư hỏng động cơ 126 Hình 5.64: Giắc chẩn đoán OBD-2 126 Hình 5.65: Các dạng ký hiệu đèn Check 127 Hình 5.66: Ý nghĩa các ký tự trong một mã lỗi 128 Hình 5.67: Máy chẩn đoán cầm tay của Toyota 130 xvi
20. DANH SÁCH BẢNG BẢNG TRANG Bảng 4.1. Quan hệ giữa mạch có tín hiệu không bình thường và chức năng an toàn 50 Bảng 4.2: Ký hiệu các chân trong hộp ECU 56 Bảng 4.3. Bảng điện áp các cực của ECU 58 Bảng 5.1: Bảng trạng thái của khóa điện 71 Bảng 5.2: Bảng giá trị điện trở cảm biến vị trí bướm ga 78 Bảng 5.3: Bảng giá trí điện áp cảm biến vị trí bướm ga 79 Bảng 5.4: Bảng giá trị điện trở cảm biến nhiệt độ nước làm mát 82 Bảng 5.5: Bảng giá trị điện áp cảm biến nhiệt độ nước làm mát 83 Bảng 5.6: Bảng giá trị điện trở cảm biến NE 94 Bảng 5.7: Bảng giá trị điện trở cảm biến G 95 Bảng 5.8: Một số mã chẩn đoán OBD-2 130 xvii
21. Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu. Trước thực trạng nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày cạn kiệt, vấn đề ô nhiễm môi trường từ khí xả động cơ đốt trong đang ngày một trầm trọng, các thiết bị tiện nghi trên xe ô tô ngày càng nhiềunhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng xe ô tô,đòi hỏi động cơ làm việc cần phải có công suất ngày càng cao. Chính vì vậy, việc tính toán thiết kế ô tô ngày nay đang phải đối mặt với hai vấn đề quan trọng đó là:Nâng cao công suất động cơ nhưng phải đảm bảo việc bảovệ hệ sinh thái, bảo vệ môi trường đồng thời tiết kiệm nguồn nhiên liệu sử dụng trên động cơ.Để giải quyết vấn đề này, trong những năm gần đây ngành công nghiệp ô tô đã có những tiến bộ vượt bậc trong công nghệ tính toán, thiết kế hệ thống điều khiển động cơ đốt trong. Một trong những sự tiến bộ này là thay đổi phương thức nạp liệu truyền thống với góc phối khí là cố định bằng phương pháp nạp liệu mới mà trong đó góc phối khí thay đổi khi tốc độ và tải trọng của động cơ thay đổi, đó là hệ thống van biến thiên (Variable Valve Timing-VVT) hay còn gọi là hệ thống phân phối khí điện tử. Hệ thống này tối ưu hóa góc phối khí của trục cam dựa trên chế độ làm việc của động cơ phối hợp với các cảm biến điều khiển chủ động như: cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến nhiệt độ nước làm mát,v.v Trong quá trình hoạt động tín hiệu từ các cảm biến gửi về ECU, ECU sẽ quyết định đóng hoặc hoặc mở van điều khiển dầu phối khí trục cam để tác động lên bộ điều khiển VVT làm cho trục cam xoay tương đối đi một góc so với vị trí chuẩn của nó nhằm làm thay đổi thời điểm phối khí. Với thiết kế này đã làm tăng công suất của động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường do khí thải động cơ sinh ra. 1