LINK TẢI LUẬN VĂN MIỄN PHÍ CHO AE KET-NOI
Chuyên đề động cơ 1NR-FE: Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật Ô tô
TÓM TẮT
Tên đề tài nghiên cứu: CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG CƠ 1NR-FE. Nhiệm vụ nghiên cứu:
• Tìm hiểu tổng quan về động cơ 1NR-FE.
• Thu thập tài liệu, nghiên cứu về các cảm biến, các cơ cấu chấp hành và hệ thống điều
khiển của động cơ 1NR-FE trên xe Toyota Yaris 2018.
• Biên soạn tập thuyết minh đề tài.
Các hướng tiếp cận:
•
•
•
• •
•
• Sản phẩm: bản thuyết minh đề tài về động cơ 1NR-FE.
• Kiến thức: hiểu rõ về tất cả các cảm biến, cơ cấu chấp hành và các hệ thống điều khiển
của động cơ 1NR-FE trên xe Yaris 2018 nói riêng và các dòng xe của hãng Toyota nói
chung.
• Kỹ năng: có được những kỹ năng mềm như kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng giải quyết
vấn đề, kỹ năng quản lý, sắp xếp thời gian, kỹ năng thuyết trình và kỹ năng sử dụng các công cụ, phần mềm trong quá trình thực hiện đồ án. Ngoài ra còn cải thiện được các kỹ năng chuyên môn như: kỹ năng phán đoán lỗi, pan bệnh, tháo lắp, sửa chữa động cơ và có được những kinh nghiệm thực tế hữu ích cho quá trình làm việc sau này.
Tiến hành thu thập và nghiên cứu tài liệu liên quan đến động cơ 1NR-FE từ nhiều nguồn khác nhau như trên internet, giáo trình và tài liệu của hãng Toyota.
Hiểu được cấu tạo, nguyên lý hoạt động và cách thức kiểm tra các bộ phận trên động cơ 1NR-FE.
Viết tập thuyết minh đề tài. Cách giải quyết vấn đề:
Tham khảo, thu thập những tài liệu liên quan đến động cơ 1NR-FE trên xe Toyota Yaris 2018.
Tự nghiên cứu giải quyết vấn đề và tham khảo ý kiến của giảng viên hướng dẫn. Trong trường hợp không thể tự giải quyết, xin ý kiến chỉ đạo và làm theo sự chỉ dẫn của giáo viên hướng dẫn.
Tiến hành viết tập thuyết minh đề tài theo những sự chỉ dẫn của giảng viên hướng dẫn. Kết quả đạt được:
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................i TÓM TẮT ............................................................................................................................ii MỤC LỤC ......................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU..........................................................x DANH MỤC CÁC HÌNH..................................................................................................xii DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................ xviii Chương 1. TỔNG QUAN....................................................................................................1 1.1. Lí do chọn đề tài ...........................................................................................................1 1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu.................................................................................1
1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu .............................................................................................. 1
1.2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................ 1 1.3. Phương pháp nghiên cứu ..............................................................................................2 1.4. Các bước thực hiện .......................................................................................................2 1.5. Kế hoạch nghiên cứu ....................................................................................................2 Chương 2. ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG CƠ.....................................................................................3 2.1. Khái quát động cơ.........................................................................................................3
2.1.1. Động cơ 1NR-FE................................................................................................... 3
2.1.2. Thông số kỹ thuật .................................................................................................. 3 2.2. Các bộ phận...................................................................................................................4
2.2.1. Dây đai................................................................................................................... 4 2.2.2. Nắp máy................................................................................................................. 4 2.2.3. Thân máy ............................................................................................................... 7 2.2.4. Các te ................................................................................................................... 11
Chương 3. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU..............................................................................12 3.1. Chức năng ...................................................................................................................12 3.2. Cấu tạo ........................................................................................................................12 3.3. Nguyên lý hoạt động...................................................................................................12 3.4. Các bộ phận.................................................................................................................13
3.4.1. Kim phun ............................................................................................................. 13
iii
3.4.1.1. Sơ đồ mạch điện........................................................................................... 15 3.4.2. Cụm bơm nhiên liệu ............................................................................................ 16 3.4.2.1. Sơ đồ mạch điện........................................................................................... 18 3.4.2.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 19 3.4.3. Bộ điều áp............................................................................................................ 20 3.4.4. Thùng chứa nhiên liệu ......................................................................................... 21
3.5. Hệ thống SFI...............................................................................................................22 3.5.1. Sơ đồ khối hệ thống............................................................................................. 24 3.5.2. Biểu đồ Fail-Safe ................................................................................................. 30 3.5.3. Điện áp 5V VC .................................................................................................... 32 3.5.4. Mạch điều khiển bơm .......................................................................................... 35 3.5.5. Mạch điều khiển kim phun .................................................................................. 36 3.5.6. Mạch ghi đè phanh .............................................................................................. 37 3.5.7. Mạch đèn MIL ..................................................................................................... 37 3.5.8. Mạch đánh lửa ..................................................................................................... 38
Chương 4. MẠCH NGUỒN ..............................................................................................40 4.1. Máy phát điện .............................................................................................................40
4.1.1. Khái niệm ............................................................................................................ 40
4.1.2. Chức năng............................................................................................................ 40 4.2. Hệ thống sạc................................................................................................................42
4.2.1. Vị trí..................................................................................................................... 42 4.2.2. Sơ đồ hệ thống ..................................................................................................... 43 4.2.3. Nguyên lý hoạt động ........................................................................................... 44 4.2.4. Các cực ECM trong hệ thống sạc ........................................................................ 44
4.2.4.1. Xe CVT ........................................................................................................ 44
4.2.4.2. Xe số sàn ...................................................................................................... 45 4.2.5. Dữ liệu đóng băng (ECM). .................................................................................. 45 4.2.6. Biểu đồ Fail-safe.................................................................................................. 47
4.3. Hệ thống phân phối điện (ECU) .................................................................................47 4.4. Hệ thống mạng liên kết trong xe:................................................................................47
iv
4.4.1. Mạng LIN (Local Interconnect Network) ........................................................... 47 4.4.1.1. Sơ đồ hệ thống mạng LIN ............................................................................ 48 4.4.2. Mạng CAN (Controler Area Netwwork)............................................................. 50 4.4.2.1. Sơ đồ khối .................................................................................................... 51 4.4.2.2. Sơ đồ tham khảo........................................................................................... 51 4.4.2.3. Khái niệm ..................................................................................................... 52 4.4.2.4. Các cực của ECU trong hệ thống mạng CAN ............................................. 53
Chương 5. CÁC CẢM BIẾN.............................................................................................56 5.1. Cảm biến khối lượng không khí nạp...........................................................................56
5.1.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 56 5.1.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 56 5.1.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 57
5.1.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 57
5.1.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 57 5.2. Cảm biến áp suất môi trường......................................................................................58
5.2.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 58 5.2.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 58 5.2.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 59
5.2.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 59
5.2.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 59 5.3. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát................................................................................60
5.3.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 60 5.3.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 60 5.3.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 61
5.4. Cảm biến vị trí bàn đạp ga..........................................................................................61 5.4.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 61 5.4.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 62 5.4.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 62
5.4.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 62 5.4.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 63
v
5.5. Cảm biến vị trí bướm ga .............................................................................................64 5.5.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 64 5.5.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 64 5.5.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 65
5.5.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 65
5.5.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 65 5.6. Cảm biến vị trí trục khuỷu ..........................................................................................66
5.6.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 66 5.6.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 66 5.6.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 67
5.6.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 67
5.6.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 67 5.7. Cảm biến vị trí trục cam .............................................................................................68
5.7.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 68 5.7.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 68 5.7.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 69
5.7.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 69
5.7.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 69 5.8. Cảm biến kích nổ ........................................................................................................70
5.8.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 70 5.8.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 70 5.8.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 71
5.8.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 71
5.8.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 71 5.9. Cảm biến ôxy ..............................................................................................................72
5.9.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 72 5.9.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 72 5.9.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 73
5.9.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 73 5.9.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 73
vi
5.10. Cảm biến A/F............................................................................................................74 5.10.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến....................................................................... 74 5.10.2. Sơ đồ mạch điện ................................................................................................ 74 5.10.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động ............................................................................ 75
5.10.3.1. Cấu tạo ....................................................................................................... 75
5.10.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................. 75 5.11. Cảm biến chân không ...............................................................................................76
5.11.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến....................................................................... 76 5.11.2. Sơ đồ mạch điện ................................................................................................ 76 5.11.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động ............................................................................ 77
5.11.3.1. Cấu tạo ....................................................................................................... 77
5.11.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................. 77 5.12. Cảm biến áp suất nhớt...............................................................................................77
5.12.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến....................................................................... 77 5.12.2. Sơ đồ mạch điện ................................................................................................ 78 5.12.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động ............................................................................ 78
Chương 6. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ..........................................................79 6.1. Mạch cấp nguồn ECM ................................................................................................79
6.1.1. Mô tả.................................................................................................................... 79
6.1.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 79 6.2. Hệ thống đánh lửa.......................................................................................................80
6.2.1. Vị trí của hệ thống ............................................................................................... 80 6.2.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 81 6.2.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 81
6.2.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 81
6.2.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 82 6.3. Hệ thống điều khiển van biến thiên thông minh kép (Dual VVT-i)...........................83
6.3.1. Vị trí của hệ thống ............................................................................................... 83 6.3.2. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển van biến thiên thông minh VVT-i .................... 84 6.3.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 84
vii
6.3.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 84
6.3.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 88 6.4. Mạch điều khiển quạt làm mát....................................................................................90
6.4.1. Hình dạng quạt làm mát ...................................................................................... 90 6.4.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 91 6.4.3. Nguyên lý hoạt động ........................................................................................... 92
6.5. Hệ thống kiểm soát khí thải ........................................................................................93 6.5.1. Vị trí của hệ thống ............................................................................................... 93 6.5.2. Sơ đồ khối hệ thống kiểm soát khí thải ............................................................... 94 6.5.3. Nguyên lý hoạt động ........................................................................................... 94
6.5.3.1. Kiểm soát khí xả phát ra............................................................................... 95 6.5.3.2. Kiểm soát thông hơi khí sót ......................................................................... 96 6.5.3.3. Kiểm soát bay hơi nhiên liệu ....................................................................... 97
6.6. Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh (ETCS-i) .....................................98 6.6.1. Sơ đồ khối hệ thống............................................................................................. 98 6.6.2. Mô tả hệ thống..................................................................................................... 99 6.6.3. Cấu tạo và hoạt động của hệ thống.................................................................... 100
6.6.3.1. Cấu tạo và hoạt động của thân bướm ga .................................................... 100
6.6.3.2. Các chế độ điều khiển ................................................................................ 102 6.7. Hệ thống đánh lửa sớm điện tử (ESA)......................................................................103
6.7.1. Mô tả hệ thống................................................................................................... 103 6.7.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ........................................................................ 104 6.7.2.1. Cấu tạo, nguyên lý đánh lửa....................................................................... 104 6.7.2.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ESA .................................................... 105
6.8. Hệ thống kiểm soát hành trình (Cruise Control) ......................................................106 6.8.1. Mô tả hệ thống................................................................................................... 106 6.8.2. Sơ đồ khối hệ thống........................................................................................... 107 6.8.3. Các bộ phận chính ............................................................................................. 108
6.8.3.1. Cấu tạo ....................................................................................................... 108 6.8.3.2. Chức năng của các bộ phận trong hệ thống kiểm soát hành trình ............. 109
viii
6.8.4. Hoạt động của hệ thống ..................................................................................... 111 6.8.4.1. Nguyên lý hoạt động .................................................................................. 111 6.8.4.2. Các chế độ điều khiển ................................................................................ 111
6.9. Hệ thống giữ khởi động ............................................................................................112 6.9.1. Mô tả hệ thống................................................................................................... 112 6.9.2. Sơ đồ khối hệ thống........................................................................................... 114
6.10. Hệ thống chẩn đoán ................................................................................................114 6.10.1. Hệ thống M-OBD ............................................................................................ 114 6.10.2. Chế độ thường và chế độ kiểm tra................................................................... 115 6.10.3. Thuật toán phát hiện hai hành trình................................................................. 115 6.10.4. Giắc DLC3....................................................................................................... 115 6.10.5. Dữ liệu đóng băng ........................................................................................... 116 6.10.6. Điện áp ắc quy ................................................................................................. 116 6.10.7. Đèn MIL (Đèn kiểm tra động cơ).................................................................... 116
Chương 7. SƠ ĐỒ CỰC ECM.........................................................................................117 7.1. Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển động cơ.........................................................117 7.2. Bảng ký hiệu các chân ECM.....................................................................................124 7.3. Mô tả các chân của ECM..........................................................................................127 7.4. Các dạng sóng ...........................................................................................................139 Chương 8. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ...........................................................................151 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................................152 PHỤ LỤC.........................................................................................................................153
ix
Chữ viết tắt
A/C A/F ABS ACC ALT BATT BDC CAN CCS CKP CMP
CVT
DTC
Dual VVT-i
ECM
ECT
ECU EFI ESA ESC
ETCS-i EVAP
FL
Chữ đầy đủ
Anti-lock Brake System
Battery
Cruise Control System
Continuously Variable Transmission (Transaxle)
Dual Variable Valve Timing - intelligent
Electronic Controlled Automatic Transmission
Electronic Stability Control
Evaporative Emission Control Fusible Link
Nghĩa
Hệ thống chống bó cứng phanh
Bình ắc quy
Hệ thống kiểm soát hành trình
Hộp số vô cấp CVT
Hệ thống phối khí thông minh kép
Hộp số tự động điều khiển bằng điện
tử
Hệ thống cân bằng điện tử
Hệ thống kiểm soát bay hơi nhiên liệu Dây chảy
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
Air Conditioning
Crankshaft Position Sensor
Hệ thống điều hòa không khí
Air/Fuel Ratio
Tỉ lệ không khí/ nhiên liệu
Accessory
Hệ thống điện phụ
Alternator
Máy phát điện
Bottom Dead Center
Điểm chết dưới
Controller Area Network
Mạng CAN
Cảm biến vị trí trục khuỷu
Camshaft Position Sensor
Cảm biến vị trí trục cam
DLC3
Data Link Connector 3
Diagnostic Trouble Code
Giắc kết nối dữ liệu ( giắc chẩn đoán)
Mã chẩn đoán hư hỏng
Engine Control Module
Module điều khiển động cơ
Electronic Control Unit
Hộp điều khiển động cơ
Electronic Fuel Ịnection
Hệ thống phun xăng điện tử
Electronic Spark Advance
Hệ thống đánh lửa sớm điện tử
Electronic Throttle Control
Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử
System-intelligent
thông minh
x
GND Ground
HAC High Altitude Compensation
IC
IG Ignition
IGF Ignition Feedback Signal
IGT Ignition Timing Signal
ISC KNK LED
LIN Local Interconnect Network MAF
MAP Manifold Absolute Pressure
MIL
OBD
OCV Oil Control Valve
SFI
STA Starter Signal
TACH Tachometer
TCCS Toyota Computer Control System
TDC
TRC Traction Control System
TWC Three-Way Catalytic Converter VSV Vacuum Switching Valve
VSC Vehicle Stability Control
W/ With W/O Without
Mass
Cảm biến áp suất bù độ cao
Đánh lửa
Tín hiệu hồi tiếp đánh lửa
Tín hiệu đánh lửa
Mạng LIN
Cảm biến áp suất đường ống nạp
Van điều khiển nhớt
Tín hiệu khởi động
Tín hiệu tốc độ động cơ
Hệ thống điều khiển bằng máy tính của hãng Toyota
Hệ thống kiểm soát lực kéo Bộ lọc khí xả 3 thành phần Van VSV
Điều khiển ổn định xe Với/có
Không với/không có
Integrated Circuit
Light Emitting Diode
Mạch tích hợp
IGSW
Ingition Switch
Công tắc máy ở vị trí Ig
Idle Speed Control
Điều khiển tốc độ cầm chừng
Knock Sensor
Cảm biến kích nổ
Đèn điốt phát quang
Mass Air Flow
Malfunction Indicator Light
Bộ đo gió dây nhiệt
Đèn báo lỗi
On-board Diagnostic
Squential Fuel Injection
Hệ thống tự chẩn đoán
Phun nhiên liệu tuần tự
Top Dead Center
Điểm chết trên
xi
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1 Động cơ 1NR- FE nhìn từ bên ngoài....................................................................3 Hình 2.2 Dây đai..................................................................................................................4 Hình 2.3 Nắp máy ................................................................................................................4 Hình 2.4 Góc giữa van nạp và van xả..................................................................................5 Hình 2.5 Trục cam ...............................................................................................................5 Hình 2.6 Nắp máy ................................................................................................................6 Hình 2.7 Nắp máy ................................................................................................................6 Hình 2.8 Hình ảnh thân máy bên ngoài ...............................................................................7 Hình 2.9 Cấu tạo thân máy ..................................................................................................7 Hình 2.10 Pít tông................................................................................................................8 Hình 2.11 Thanh truyền .......................................................................................................8 Hình 2.12 Độ lệch tâm.........................................................................................................8 Hình 2.13 Cấu tạo các chi tiết trong thân máy.....................................................................9 Hình 2.14 Cấu trúc đường dầu bôi trơn trên trục khuỷu....................................................10 Hình 2.15 Cấu tạo Các te ...................................................................................................11 Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu ...................................................................................12 Hình 3.2 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu không có đường dầu hồi ...........................................13 Hình 3.3 Hình ảnh kim phun ngoài thực tế và mô phỏng..................................................13 Hình 3.4 Vị trí kim phun....................................................................................................14 Hình 3.5 Sơ đồ mạch điện điều khiển kim phun................................................................15 Hình 3.6 Cụm bơm nhiên liệu nhìn từ ở bên ngoài ...........................................................16 Hình 3.7 Cấu tạo cụm bơm nhiên liệu ...............................................................................16 Hình 3.8 Cấu tạo cụm bơm nhiên liệu ...............................................................................17 Hình 3.9 Sơ đồ mạch điều khiển bơm nhiên liệu...............................................................18 Hình 3.10 Mạch điều khiển bơm với cảm biến túi khí ......................................................19 Hình 3.11 Vị trí bộ điều áp bơm........................................................................................20 Hình 3.12 Bộ điều áp nhìn từ bên ngoài............................................................................20 Hình 3.13 Cấu tạo thùng chứa nhiên liệu ..........................................................................21 Hình 3.14 Cấu tạo thùng chứa nhiên liệu ..........................................................................21
xii
Hình 3.15 Vị trí hệ thống SFI ............................................................................................22 Hình 3.16 Vị trí hệ thống SFI ............................................................................................23 Hình 3.17 Vị trí hệ thống SFI ............................................................................................23 Hình 3.18 Sơ đồ khối hệ thống SFI ...................................................................................24 Hình 3.19 Sơ đồ khối hệ thống SFI ...................................................................................25 Hình 3.20 Sơ đồ khối hệ thống SFI ...................................................................................26 Hình 3.21 Sơ đồ khối hệ thống SFI ...................................................................................27 Hình 3.22 Sơ đồ khối hệ thống SFI ...................................................................................28 Hình 3.23 Sơ đồ khối hệ thống SFI ...................................................................................29 Hình 3.24 Mạch VC...........................................................................................................33 Hình 3.25 Mạch VC...........................................................................................................34 Hình 3.26 Mạch điều khiển bơm nhiên liệu ......................................................................35 Hình 3.27 Mạch điều khiển kim phun ...............................................................................36 Hình 3.28 Mạch ghi đè phanh............................................................................................37 Hình 3.29 Mạch MIL .........................................................................................................37 Hình 3.30 Bô bin và bugi hình thực tế và mô phỏng.........................................................38 Hình 3.31 Mạch đánh lửa...................................................................................................39 Hình 4.1 Hình dạng và vị trí máy phát điện.......................................................................40 Hình 4.2 Cấu tạo máy phát điện ........................................................................................41 Hình 4.3 Vị trí hệ thống sạc...............................................................................................42 Hình 4.4 Vị trí hệ thống sạc...............................................................................................42 Hình 4.5 Mạch hệ thống sạc ..............................................................................................43 Hình 4.6 Các cực ECM......................................................................................................44 Hình 4.7 Các cực ECM......................................................................................................45 Hình 4.8 Dữ liệu đóng băng...............................................................................................46 Hình 4.9 Dữ liệu đóng băng...............................................................................................46 Hình 4.10 Hệ thống phân phối điện...................................................................................47 Hình 4.11 Vị trí mạng LIN ................................................................................................48 Hình 4.12 Sơ đồ khối hệ thống mạng LIN.........................................................................48 Hình 4.13 Sơ đồ khối hệ thống mạng LIN.........................................................................49
xiii
Hình 4.14 Sơ đồ khối hệ thống mạng LIN.........................................................................49 Hình 4.15 Vị trí mạng CAN...............................................................................................50 Hình 4.16 Sơ đồ hệ thống ..................................................................................................51 Hình 4.17 Sơ đồ tham khảo ...............................................................................................51 Hình 4.18 Sơ đồ mạng CAN..............................................................................................52 Hình 4.19 Giắc nối mạng CAN số 23................................................................................53 Hình 4.20 Giắc nối mạng CAN số 1..................................................................................54 Hình 5.1 Hình dạng và vị trí của cảm biến khối lượng không khí nạp trên động cơ ........56 Hình 5.2 Sơ đồ mạch điện cảm biến khối lượng không khí nạp .......................................56 Hình 5.3 Cấu tạo và các chân của cảm biến khối lượng không khí nạp............................57 Hình 5.4 Mạch điều khiển cảm biến khối lượng không khí nạp .......................................57 Hình 5.5 Hình dạng và vị trí của cảm biến áp suất môi trường.........................................58 Hình 5.6 Sơ đồ mạch điện cảm biến áp suất môi trường...................................................58 Hình 5.7 Cấu tạo của cảm biến áp suất môi trường...........................................................59 Hình 5.8 Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất môi trường .....................................59 Hình 5.9 Hình dạng và vị trí của cảm biến nhiệt độ nước làm mát...................................60 Hình 5.10 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát...........................................60 Hình 5.11 Cấu tạo và đường đặc tuyến cảm biến nhiệt độ nước làm mát.........................61 Hình 5.12 Hình dạng và vị trí của cảm biến vị trí bàn đạp ga...........................................61 Hình 5.13 Sơ đồ mạch điện của cảm biến vị trí bàn đạp ga ..............................................62 Hình 5.14 Cấu tạo cảm biến vị trí bàn đạp ga....................................................................62 Hình 5.15 Đồ thị mối quan hệ giữa tín hiệu điện áp ra – góc quay bàn đạp ga.................63 Hình 5.16 Hình dạng và vị trí của cảm biến vị trí bướm ga ..............................................64 Hình 5.17 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga ........................................................64 Hình 5.18 Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga.......................................................................65 Hình 5.19 Đồ thị mối liên hệ giữa điện áp đầu ra cảm biến – góc mở cánh bướm ga ......65 Hình 5.20 Hình dạng và vị trí của cảm biến vị trí trục khuỷu trên động cơ......................66 Hình 5.21 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu.....................................................66 Hình 5.22 Cách bố trí cảm biến và bánh răng của cảm biến vị trí trục khuỷu ..................67 Hình 5.23 Tín hiệu đầu ra của cảm biến vị trí trục khuỷu.................................................67
xiv
Hình 5.24 Hình dạng và vị trí của cảm biến vị trí trục cam trên động cơ .........................68 Hình 5.25 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục cam nạp và trục cam xả.........................68 Hình 5.26 Cách bố trí cảm biến và bánh răng của cảm biến vị trí trục cam......................69 Hình 5.27 Tín hiệu đầu ra của cảm biến vị trí trục cam ....................................................69 Hình 5.28 Hình dạng và vị trí của cảm biến kích nổ (kiểu dẹt) trên động cơ ...................70 Hình 5.29 Sơ đồ mạch điện cảm biến kích nổ ...................................................................70 Hình 5.30 Cấu tạo và các chân của cảm biến kích nổ .......................................................71 Hình 5.31 Hình dạng và vị trí của cảm biến ôxy ...............................................................72 Hình 5.32 Sơ đồ mạch điện cảm biến ôxy .........................................................................72 Hình 5.33 Cấu tạo cảm biến ôxy........................................................................................73 Hình 5.34 Mạch điện cảm biến ôxy và đồ thị mối quan hệ tỉ lệ A/F và điện áp ra...........73 Hình 5.35 Hình dạng và vị trí của cảm biến A/F trên động cơ..........................................74 Hình 5.36 Sơ đồ mạch điện của cảm biến ôxy và cảm biến A/F.......................................74 Hình 5.37 Cấu tạo và các chân của cảm biến A/F .............................................................75 Hình 5.38 Mạch điện cảm biến A/F và đồ thị mối quan hệ tỉ lệ A/F và điện áp ra...........75 Hình 5.39 Hình dạng và vị trí của cảm biến chân không ..................................................76 Hình 5.40 Sơ đồ mạch điện của cảm biến chân không......................................................76 Hình 5.41 Hình dạng và vị trí của cảm biến áp suất nhớt..................................................77 Hình 5.42 Sơ đồ mạch điện cảm biến áp suất nhớt ...........................................................78 Hình 5.43 Cấu tạo cảm biến và đồ thị quan hệ giữa áp suất nhớt và điện áp ra................78 Hình 6.1 Sơ đồ mạch điện cấp nguồn ECM ......................................................................79 Hình 6.2 Vị trí của hệ thống đánh lửa................................................................................80 Hình 6.3 Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa trực tiếp .....................................................81 Hình 6.4 Sơ đồ khối mạch đánh lửa...................................................................................82 Hình 6.5 Sơ đồ bố trí hệ thống điều khiển Dual VVT-i ....................................................83 Hình 6.6 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển van biến thiên thông minh VVT-i ...................84 Hình 6.7 Phạm vi điều khiển VVT-i..................................................................................85 Hình 6.8 Bộ điều khiển VVT-i phía trục cam nạp.............................................................85 Hình 6.9 Bộ điều khiển VVT-i phía trục cam xả...............................................................86 Hình 6.10 Hoạt động của chốt khóa ..................................................................................86
xv
Hình 6.11 Van điều khiển dầu phối khí trục cam nạp .......................................................87 Hình 6.12 Sơ đồ mạch điện van điều khiển dầu phối khí trục cam nạp ............................87 Hình 6.13 Van điều khiển dầu phối khí trục cam xả .........................................................87 Hình 6.14 Sơ đồ mach điện van điều khiển dầu phối khí trục cam xả ..............................88 Hình 6.15 Điều khiển phối khí sớm trục cam nạp.............................................................88 Hình 6.16 Điều khiển phối khí sớm trục cam xả...............................................................89 Hình 6.17 Điều khiển phối khí muộn trục cam nạp...........................................................89 Hình 6.18 Điều khiển phối khí muộn trục cam xả.............................................................90 Hình 6.19 Quạt làm mát.....................................................................................................90 Hình 6.20 Sơ đồ mạch điện của mạch điều khiển quạt làm mát........................................91 Hình 6.21 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển quạt làm mát ..................................................92 Hình 6.22 Vị trí các bộ phận của hệ thống kiểm soát khí thải...........................................93 Hình 6.23 Sơ đồ khối hệ thống kiểm soát khí xả...............................................................94 Hình 6.24 Cụm ống xả trang bị bộ lọc khí xả 3 thành phần (TWC) .................................95 Hình 6.25 Kiểm soát thông hơi khí sót..............................................................................96 Hình 6.26 Sơ đồ mạch điện hệ thống kiểm soát bay hơi nhiên liệu ..................................97 Hình 6.27 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh .........................98 Hình 6.28 Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh ...........................................99 Hình 6.29 Cấu tạo của thân bướm ga...............................................................................100 Hình 6.30 Sơ đồ mạch điện mô tơ điều khiển bướm ga ..................................................101 Hình 6.31 Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa sớm điện tử (ESA)..........................................103 Hình 6.32 Sơ đồ khối mạch đánh lửa...............................................................................104 Hình 6.33 Chu trình kiểm soát phản hồi tiếng gõ............................................................105 Hình 6.34 Sơ đồ khối hệ thống kiểm soát hành trình ......................................................107 Hình 6.35 Vị trí các bộ phận của hệ thống kiểm soát hành trình ....................................108 Hình 6.36 Vị trí các bộ phận của hệ thống kiểm soát hành trình ....................................108 Hình 6.37 Công tắc chính kiểm soát hành trình ..............................................................109 Hình 6.38 Màn hình hiển thị trên táp lô...........................................................................110 Hình 6.39 Biểu đồ thời gian của hệ thống giữ khởi động................................................113 Hình 6.40 Sơ đồ khối hệ thống giữ khởi động.................................................................114
xvi
Hình 6.41 Đèn kiểm tra động cơ (Đèn MIL)...................................................................114 Hình 6.42 Giắc DLC3 ......................................................................................................115 Hình 7.1 Sơ đồ chân ECM ...............................................................................................117 Hình 7.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển động cơ 1NR-FE ..................................118 Hình 7.3 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển động cơ 1NR-FE ..................................119 Hình 7.4 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển động cơ 1NR-FE ..................................120 Hình 7.5 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển động cơ 1NR-FE ..................................121 Hình 7.6 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển động cơ 1NR-FE ..................................122 Hình 7.7 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển động cơ 1NR-FE ..................................123 Hình 7.8 Dạng sóng 1 ......................................................................................................140 Hình 7.9 Dạng sóng 2 ......................................................................................................140 Hình 7.10 Dạng sóng 3 ....................................................................................................141 Hình 7.11 Dạng sóng 4 ....................................................................................................142 Hình 7.12 Dạng sóng 5 ....................................................................................................142 Hình 7.13 Dạng sóng 6 ....................................................................................................143 Hình 7.14 Dạng sóng 7 ....................................................................................................144 Hình 7.15 Dạng sóng 8 ....................................................................................................144 Hình 7.16 Dạng sóng 9 ....................................................................................................145 Hình 7.17 Dạng sóng 10 ..................................................................................................146 Hình 7.18 Dạng sóng 11 ..................................................................................................146 Hình 7.19 Dạng sóng 12 ..................................................................................................147 Hình 7.20 Dạng sóng 13 ..................................................................................................148 Hình 7.21 Dạng sóng 14 ..................................................................................................148 Hình 7.22 Dạng sóng 15 ..................................................................................................149 Hình 7.23 Dạng sóng 16 ..................................................................................................150 Hình 7.24 Dạng sóng 17 ..................................................................................................150
xvii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật động cơ 1NR-FE....................................................................3 Bảng 3.1 Biều đồ Fail-Safe hệ thống SFI ..........................................................................30 Bảng 4.1 Bảng kí hiệu các cực ECM trong hệ thống sạc trên xe có hộp số CVT.............44 Bảng 4.2 Bảng kí hiệu các cực ECM trong hệ thống sạc trên xe có hộp số sàn................45 Bảng 4.3 Biểu đồ Fail-Safe hệ thống sạc...........................................................................47 Bảng 4.4 Bảng ký hiệu các cực giắc nối mạng CAN số 23 trong ECU ............................54 Bảng 4.5 Bảng ký hiệu các cực giắc nối mạng CAN số 1 trong ECU ..............................55 Bảng 6.1 Bảng điều kiện tiêu chuẩn giắc DLC3..............................................................116 Bảng 7.1 Bảng kí hiệu các chân của ECM ......................................................................124 Bảng 7.2 Bảng mô tả các chân ECM...............................................................................127 Bảng 7.3 Tín hiệu chân âm bộ chấp hành bướm ga.........................................................139 Bảng 7.4 Tín hiệu chân dương bộ chấp hành bướm ga ...................................................140 Bảng 7.5 Tín hiệu van điều khiển dầu phối khí trục cam xả ...........................................141 Bảng 7.6 Tín hiệu van điều khiển dầu phối khí trục cam nạp .........................................141 Bảng 7.7 Tín hiệu đánh lửa IGT ......................................................................................142 Bảng 7.8 Tín hiệu cảm biến vị trí trục cam nạp và xả .....................................................143 Bảng 7.9 Tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu ..................................................................143 Bảng 7.10 Tín hiệu phun nhiên liệu của cụm kim phun..................................................144 Bảng 7.11 Tín hiệu vận hành bộ sấy cảm biến A/F.........................................................145 Bảng 7.12 Tín hiệu van xả VSV ......................................................................................145 Bảng 7.13 Tín hiệu cảm biến kích nổ ..............................................................................146 Bảng 7.14 Tín hiệu cảm biến ôxy ....................................................................................147 Bảng 7.15 Tín hiệu cảm biến tốc độ động cơ ..................................................................147 Bảng 7.16 Tín hiệu giao tiếp mạng CAN ........................................................................148 Bảng 7.17 Tín hiệu giao tiếp mạng CAN ........................................................................149 Bảng 7.18 Tín hiệu tốc độ xe...........................................................................................149 Bảng 7.19 Tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu ................................................................150
xviii
1.1. Lí do chọn đề tài
Chương 1. TỔNG QUAN
Như chúng ta đã biết, ngành công nghiệp mũi nhọn được chính phủ quan tâm và ưu tiên phát triển vài năm trở lại đây chính là ngành công nghệ kỹ thuật ô tô. Bên cạnh đó, ngày càng có nhiều doanh nghiệp, nhà đầu tư tham gia vào quá trình sản xuất và lắp ráp ô tô do nhu cầu sử dụng, tiêu thụ ô tô ngày càng tăng. Đặc biệt là sự ra đời và phát triển vượt bậc của hãng xe tự hào Việt Nam – VINFAST. Cũng từ đó, lượng lớn nguồn nhân lực có chất lượng sẽ được cần đến cho sự phát triển của ngành công nghiệp này. Chính vì thế ngành công nghệ kỹ thuật ô tô đang dần trở thành một trong những ngành “hot” nhất hiện nay và là xu hướng lựa chọn ngành học hàng đầu của các bạn trẻ ngày nay.
Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô ngày càng phát triển theo hướng hiện đại hóa, vì thế chất lượng của nguồn nhân lực cũng phải đáp ứng và phù hợp với sự phát triển này. Và chính tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã và đang đào tạo ra rất nhiều kỹ sư, giảng viên đầy đủ những phẩm chất đạo đức về kiến thức chuyên môn để đáp ứng nhu cầu xã hội hiện nay. Đặc biệt khoa Cơ khí Động lực, là nơi đào tạo trực tiếp những kỹ sư, giảng viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô. Qua những năm tháng đại học, chúng em đã được đào tạo một cách rất đầy đủ, bài bản từ lý thuyết cho đến những buổi học thực hành. Do đó thực hiện đồ án tốt nghiệp là cơ hội để chúng em củng cố lại những kiến thức đã học, tiếp cận với những xu hướng phát triển ngành học hiện nay cũng như tích lũy được kinh nghiệm thực tế trước khi ra trường. Như ta vẫn thường nghe, động cơ thường được ví như là trái tim của chiếc xe ô tô. Nghiên cứu, hiểu rõ về động cơ chính là nắm được phần cốt lõi, trọng tâm của xe ô tô nói riêng và ngành công nghệ kỹ thuật ô tô nói chung. Và hơn thế nữa để có thể tiếp cận được những công nghệ mới ứng dụng trên ô tô, đặc biệt là trên động cơ nên chúng em quyết định thực hiện đề tài “Chuyên đề động cơ 1NR-FE” với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Tấn Lộc.
1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Giúp củng cố lại kiến thức đã được học, rèn luyện kĩ năng thu thập, chọn lọc và sắp xếp tài liệu.
- Giúp cải thiện các kỹ năng tháo lắp, kiểm tra, phán đoán các hư hỏng và sửa chữa các cảm biến, cơ cấu chấp hành và hệ thống điều khiển động cơ khi gặp sự cố.
- Tạo điều kiện thuận lợi để sinh viên tiếp cận với các công nghệ mới trên động cơ, dễ dàng nắm được các vị trí, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống trên động cơ.
- Là một tài liệu có thể giúp ích cho việc giảng dạy của giảng viên trong việc hướng dẫn sinh viên tìm hiểu về các hệ thống trên động cơ.
1.2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Thu thập, tìm kiếm các thông tin, tài liệu liên quan đến động cơ Toyota 1NR-FE.
- Chọn lọc, sắp xếp lại các tài liệu theo một thể thống nhất, bố cục chặt chẽ và khoa học.
- Viết thuyết minh đề tài.
1
1.3. Phương pháp nghiên cứu
- Tham khảo, thu thập tài liệu từ nhiều nguồn khác nhau như tài liệu do giảng viên cung cấp, các giáo trình đã được học, tài liệu từ hãng Toyota và một số nguồn tài liệu uy tín khác trên mạng.
- Tham khảo thêm các ý kiến khác của giáo viên hướng dẫn, các thầy trong bộ môn, bạn bè và các anh chị khóa trước có kinh nghiệm thực hiện đề tài.
1.4. Các bước thực hiện
- Tham khảo, thu thập tài liệu liên quan.
- Biên dịch, chọn lọc và sắp xếp tài liệu.
- Viết thuyết minh đề tài.
1.5. Kế hoạch nghiên cứu
Đề tài được thực hiện trong khoảng thời gian 15 tuần, các công việc được sắp xếp như sau: Giai đoạn 1:
- Tìm hiểu, thu thập các tài liệu liên quan.
- Nghiên cứu các tài liệu thu thập được.
- Biên dịch, chọn lọc và sắp xếp lại các tài liệu.
Giai đoạn 2:
- Viết thuyết minh đề tài.
- Hoàn thành đề tài.
2
2.1. Khái quát động cơ 2.1.1. Động cơ 1NR-FE
Chương 2. ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG CƠ
2.1.2. Thông số kỹ thuật
Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật động cơ 1NR-FE
Hình 2.1 Động cơ 1NR- FE nhìn từ bên ngoài
Các thông số
Loại động cơ
Cơ cấu xupap
Số xy lanh
Dung tích xy lanh Đường kính xy lanh Hành trình piston Tỉ số nén
Công suất cực đại Momen xoắn cực đại
Giá trị
1.3 L, 1NR-FE
16 xupap, 2 trục cam (DOHC) được dẫn động bằng xích 4 xy lanh, thẳng hàng
1329 cm3
72.5 mm
80.5 mm
11.5:1
73 kW tại 6000 vòng/phút
123 N.m tại 4200 vòng/phút
3
2.2. Các bộ phận
2.2.1. Dây đai
Dây đai có chức năng kết nối để truyền năng lượng giữa các puly.
Hình 2.2 Dây đai
2.2.2. Nắp máy
Được bố trí trên thân máy, là phần chịu lực và nhiệt độ cao trong suốt quá trình sử dụng.
Cùng với thân máy để tạo thành buồng đốt nhiên liệu, chứa các đường nước làm mát và dầu bôi trơn động cơ.
Góc của van nạp và van xả được thu gọn và tạo với nhau một góc 23.3° để cho nắp máy nhỏ gọn.
Hình 2.3 Nắp máy
4
Hình 2.4 Góc giữa van nạp và van xả
Góc của van nạp và van xả được thu gọn và tạo với nhau một góc 23.3° để cho nắp máy nhỏ gọn.
Hình 2.5 Trục cam
5
Hình 2.6 Nắp máy
Hình 2.7 Nắp máy
6
2.2.3. Thân máy
Động cơ 1 NR- FE có thân máy dạng thẳng hàng. Là thành phần chính của động cơ, là giá đỡ để bắt các chi tiết. Thân động cơ là một khối liền, bên trong có các khoang xy lanh có các đường nước làm mát đi qua, đường dẫn dầu bôi trơn. Vật liệu chế tạo thân động cơ là hợp kim nhôm.
6.2.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động
6.2.3.1. Cấu tạo
Trên động cơ 1NR-FE sử dụng hệ thống đánh lửa trực tiếp. Cấu tạo của hệ thống đánh lửa trực tiếp cũng tương tự như những hệ thống đánh lửa điện tử khác, bao gồm các bộ phận chính như bôbin, IC đánh lửa và bugi. Điểm khác biệt của hệ thống đánh lửa trực tiếp là không có bộ chia điện, IC và bôbin được lắp trực tiếp vào đầu bugi. Điều này giúp cải thiện độ chính xác của thời điểm đánh lửa, giảm tổn thất điện áp cao và nâng cao độ tin cậy tổng thể của hệ thống đánh lửa bằng cách loại bỏ bộ phân phối (bộ chia điện). Hệ thống đánh lửa trực tiếp mang lại một số ưu điểm như sau:
81
- Hệ thống này hoạt động dựa trên tín hiệu trực tiếp từ các cảm biến trục khuỷu và trục cam. Vì vậy có thể điều khiển một cách nhanh chóng và chính xác thời điểm đánh lửa theo nhiều điều kiện lái xe khác nhau.
- Có thể điều khiển đánh lửa chống kích nổ cho động cơ.
- Hệ thống đánh lửa trực tiếp rất đáng tin cậy và ít tốn chi phí bảo trì hơn.
- Động cơ được điều khiển tương đối dễ dàng, nhanh chóng. Điều khiển động cơ êm dịu ở
chế độ cầm chừng.
- Tiết kiệm nhiên liệu, giảm khí thải động cơ.
- Hạn chế những hư hỏng vặt, giúp nâng cao công suất, kéo dài tuổi thọ động cơ.
Tuy nhiên, hệ thống đánh lửa trực tiếp cũng tồn tại một số khuyết điểm:
- Các bộ phận trong hệ thống đánh lửa trực tiếp có giá thành cao.
- Hệ thống đánh lửa trực tiếp có kết cấu khá phức tạp so với hệ thống đánh lửa thông thường,
vì thế khi xảy ra hư hỏng việc chẩn đoán, sửa chữa sẽ khó hơn.
- Hệ thống chủ yếu phụ thuộc vào tín hiệu của các cảm biến, cho nên khi cảm biến hư hỏng
thì hệ thống cũng không thể làm việc.
6.2.3.2. Nguyên lý hoạt động
Hình 6.4 Sơ đồ khối mạch đánh lửa
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Chuyên đề động cơ 1NR-FE: Đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật Ô tô
TÓM TẮT
Tên đề tài nghiên cứu: CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG CƠ 1NR-FE. Nhiệm vụ nghiên cứu:
• Tìm hiểu tổng quan về động cơ 1NR-FE.
• Thu thập tài liệu, nghiên cứu về các cảm biến, các cơ cấu chấp hành và hệ thống điều
khiển của động cơ 1NR-FE trên xe Toyota Yaris 2018.
• Biên soạn tập thuyết minh đề tài.
Các hướng tiếp cận:
•
•
•
• •
•
• Sản phẩm: bản thuyết minh đề tài về động cơ 1NR-FE.
• Kiến thức: hiểu rõ về tất cả các cảm biến, cơ cấu chấp hành và các hệ thống điều khiển
của động cơ 1NR-FE trên xe Yaris 2018 nói riêng và các dòng xe của hãng Toyota nói
chung.
• Kỹ năng: có được những kỹ năng mềm như kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng giải quyết
vấn đề, kỹ năng quản lý, sắp xếp thời gian, kỹ năng thuyết trình và kỹ năng sử dụng các công cụ, phần mềm trong quá trình thực hiện đồ án. Ngoài ra còn cải thiện được các kỹ năng chuyên môn như: kỹ năng phán đoán lỗi, pan bệnh, tháo lắp, sửa chữa động cơ và có được những kinh nghiệm thực tế hữu ích cho quá trình làm việc sau này.
Tiến hành thu thập và nghiên cứu tài liệu liên quan đến động cơ 1NR-FE từ nhiều nguồn khác nhau như trên internet, giáo trình và tài liệu của hãng Toyota.
Hiểu được cấu tạo, nguyên lý hoạt động và cách thức kiểm tra các bộ phận trên động cơ 1NR-FE.
Viết tập thuyết minh đề tài. Cách giải quyết vấn đề:
Tham khảo, thu thập những tài liệu liên quan đến động cơ 1NR-FE trên xe Toyota Yaris 2018.
Tự nghiên cứu giải quyết vấn đề và tham khảo ý kiến của giảng viên hướng dẫn. Trong trường hợp không thể tự giải quyết, xin ý kiến chỉ đạo và làm theo sự chỉ dẫn của giáo viên hướng dẫn.
Tiến hành viết tập thuyết minh đề tài theo những sự chỉ dẫn của giảng viên hướng dẫn. Kết quả đạt được:
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................i TÓM TẮT ............................................................................................................................ii MỤC LỤC ......................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU..........................................................x DANH MỤC CÁC HÌNH..................................................................................................xii DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................ xviii Chương 1. TỔNG QUAN....................................................................................................1 1.1. Lí do chọn đề tài ...........................................................................................................1 1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu.................................................................................1
1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu .............................................................................................. 1
1.2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................ 1 1.3. Phương pháp nghiên cứu ..............................................................................................2 1.4. Các bước thực hiện .......................................................................................................2 1.5. Kế hoạch nghiên cứu ....................................................................................................2 Chương 2. ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG CƠ.....................................................................................3 2.1. Khái quát động cơ.........................................................................................................3
2.1.1. Động cơ 1NR-FE................................................................................................... 3
2.1.2. Thông số kỹ thuật .................................................................................................. 3 2.2. Các bộ phận...................................................................................................................4
2.2.1. Dây đai................................................................................................................... 4 2.2.2. Nắp máy................................................................................................................. 4 2.2.3. Thân máy ............................................................................................................... 7 2.2.4. Các te ................................................................................................................... 11
Chương 3. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU..............................................................................12 3.1. Chức năng ...................................................................................................................12 3.2. Cấu tạo ........................................................................................................................12 3.3. Nguyên lý hoạt động...................................................................................................12 3.4. Các bộ phận.................................................................................................................13
3.4.1. Kim phun ............................................................................................................. 13
iii
3.4.1.1. Sơ đồ mạch điện........................................................................................... 15 3.4.2. Cụm bơm nhiên liệu ............................................................................................ 16 3.4.2.1. Sơ đồ mạch điện........................................................................................... 18 3.4.2.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 19 3.4.3. Bộ điều áp............................................................................................................ 20 3.4.4. Thùng chứa nhiên liệu ......................................................................................... 21
3.5. Hệ thống SFI...............................................................................................................22 3.5.1. Sơ đồ khối hệ thống............................................................................................. 24 3.5.2. Biểu đồ Fail-Safe ................................................................................................. 30 3.5.3. Điện áp 5V VC .................................................................................................... 32 3.5.4. Mạch điều khiển bơm .......................................................................................... 35 3.5.5. Mạch điều khiển kim phun .................................................................................. 36 3.5.6. Mạch ghi đè phanh .............................................................................................. 37 3.5.7. Mạch đèn MIL ..................................................................................................... 37 3.5.8. Mạch đánh lửa ..................................................................................................... 38
Chương 4. MẠCH NGUỒN ..............................................................................................40 4.1. Máy phát điện .............................................................................................................40
4.1.1. Khái niệm ............................................................................................................ 40
4.1.2. Chức năng............................................................................................................ 40 4.2. Hệ thống sạc................................................................................................................42
4.2.1. Vị trí..................................................................................................................... 42 4.2.2. Sơ đồ hệ thống ..................................................................................................... 43 4.2.3. Nguyên lý hoạt động ........................................................................................... 44 4.2.4. Các cực ECM trong hệ thống sạc ........................................................................ 44
4.2.4.1. Xe CVT ........................................................................................................ 44
4.2.4.2. Xe số sàn ...................................................................................................... 45 4.2.5. Dữ liệu đóng băng (ECM). .................................................................................. 45 4.2.6. Biểu đồ Fail-safe.................................................................................................. 47
4.3. Hệ thống phân phối điện (ECU) .................................................................................47 4.4. Hệ thống mạng liên kết trong xe:................................................................................47
iv
4.4.1. Mạng LIN (Local Interconnect Network) ........................................................... 47 4.4.1.1. Sơ đồ hệ thống mạng LIN ............................................................................ 48 4.4.2. Mạng CAN (Controler Area Netwwork)............................................................. 50 4.4.2.1. Sơ đồ khối .................................................................................................... 51 4.4.2.2. Sơ đồ tham khảo........................................................................................... 51 4.4.2.3. Khái niệm ..................................................................................................... 52 4.4.2.4. Các cực của ECU trong hệ thống mạng CAN ............................................. 53
Chương 5. CÁC CẢM BIẾN.............................................................................................56 5.1. Cảm biến khối lượng không khí nạp...........................................................................56
5.1.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 56 5.1.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 56 5.1.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 57
5.1.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 57
5.1.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 57 5.2. Cảm biến áp suất môi trường......................................................................................58
5.2.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 58 5.2.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 58 5.2.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 59
5.2.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 59
5.2.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 59 5.3. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát................................................................................60
5.3.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 60 5.3.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 60 5.3.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 61
5.4. Cảm biến vị trí bàn đạp ga..........................................................................................61 5.4.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 61 5.4.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 62 5.4.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 62
5.4.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 62 5.4.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 63
v
5.5. Cảm biến vị trí bướm ga .............................................................................................64 5.5.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 64 5.5.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 64 5.5.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 65
5.5.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 65
5.5.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 65 5.6. Cảm biến vị trí trục khuỷu ..........................................................................................66
5.6.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 66 5.6.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 66 5.6.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 67
5.6.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 67
5.6.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 67 5.7. Cảm biến vị trí trục cam .............................................................................................68
5.7.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 68 5.7.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 68 5.7.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 69
5.7.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 69
5.7.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 69 5.8. Cảm biến kích nổ ........................................................................................................70
5.8.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 70 5.8.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 70 5.8.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 71
5.8.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 71
5.8.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 71 5.9. Cảm biến ôxy ..............................................................................................................72
5.9.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến......................................................................... 72 5.9.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 72 5.9.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 73
5.9.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 73 5.9.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 73
vi
5.10. Cảm biến A/F............................................................................................................74 5.10.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến....................................................................... 74 5.10.2. Sơ đồ mạch điện ................................................................................................ 74 5.10.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động ............................................................................ 75
5.10.3.1. Cấu tạo ....................................................................................................... 75
5.10.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................. 75 5.11. Cảm biến chân không ...............................................................................................76
5.11.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến....................................................................... 76 5.11.2. Sơ đồ mạch điện ................................................................................................ 76 5.11.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động ............................................................................ 77
5.11.3.1. Cấu tạo ....................................................................................................... 77
5.11.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................. 77 5.12. Cảm biến áp suất nhớt...............................................................................................77
5.12.1. Hình dạng và vị trí của cảm biến....................................................................... 77 5.12.2. Sơ đồ mạch điện ................................................................................................ 78 5.12.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động ............................................................................ 78
Chương 6. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ..........................................................79 6.1. Mạch cấp nguồn ECM ................................................................................................79
6.1.1. Mô tả.................................................................................................................... 79
6.1.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 79 6.2. Hệ thống đánh lửa.......................................................................................................80
6.2.1. Vị trí của hệ thống ............................................................................................... 80 6.2.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 81 6.2.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 81
6.2.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 81
6.2.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 82 6.3. Hệ thống điều khiển van biến thiên thông minh kép (Dual VVT-i)...........................83
6.3.1. Vị trí của hệ thống ............................................................................................... 83 6.3.2. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển van biến thiên thông minh VVT-i .................... 84 6.3.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .............................................................................. 84
vii
6.3.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 84
6.3.3.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 88 6.4. Mạch điều khiển quạt làm mát....................................................................................90
6.4.1. Hình dạng quạt làm mát ...................................................................................... 90 6.4.2. Sơ đồ mạch điện .................................................................................................. 91 6.4.3. Nguyên lý hoạt động ........................................................................................... 92
6.5. Hệ thống kiểm soát khí thải ........................................................................................93 6.5.1. Vị trí của hệ thống ............................................................................................... 93 6.5.2. Sơ đồ khối hệ thống kiểm soát khí thải ............................................................... 94 6.5.3. Nguyên lý hoạt động ........................................................................................... 94
6.5.3.1. Kiểm soát khí xả phát ra............................................................................... 95 6.5.3.2. Kiểm soát thông hơi khí sót ......................................................................... 96 6.5.3.3. Kiểm soát bay hơi nhiên liệu ....................................................................... 97
6.6. Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh (ETCS-i) .....................................98 6.6.1. Sơ đồ khối hệ thống............................................................................................. 98 6.6.2. Mô tả hệ thống..................................................................................................... 99 6.6.3. Cấu tạo và hoạt động của hệ thống.................................................................... 100
6.6.3.1. Cấu tạo và hoạt động của thân bướm ga .................................................... 100
6.6.3.2. Các chế độ điều khiển ................................................................................ 102 6.7. Hệ thống đánh lửa sớm điện tử (ESA)......................................................................103
6.7.1. Mô tả hệ thống................................................................................................... 103 6.7.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ........................................................................ 104 6.7.2.1. Cấu tạo, nguyên lý đánh lửa....................................................................... 104 6.7.2.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ESA .................................................... 105
6.8. Hệ thống kiểm soát hành trình (Cruise Control) ......................................................106 6.8.1. Mô tả hệ thống................................................................................................... 106 6.8.2. Sơ đồ khối hệ thống........................................................................................... 107 6.8.3. Các bộ phận chính ............................................................................................. 108
6.8.3.1. Cấu tạo ....................................................................................................... 108 6.8.3.2. Chức năng của các bộ phận trong hệ thống kiểm soát hành trình ............. 109
viii
6.8.4. Hoạt động của hệ thống ..................................................................................... 111 6.8.4.1. Nguyên lý hoạt động .................................................................................. 111 6.8.4.2. Các chế độ điều khiển ................................................................................ 111
6.9. Hệ thống giữ khởi động ............................................................................................112 6.9.1. Mô tả hệ thống................................................................................................... 112 6.9.2. Sơ đồ khối hệ thống........................................................................................... 114
6.10. Hệ thống chẩn đoán ................................................................................................114 6.10.1. Hệ thống M-OBD ............................................................................................ 114 6.10.2. Chế độ thường và chế độ kiểm tra................................................................... 115 6.10.3. Thuật toán phát hiện hai hành trình................................................................. 115 6.10.4. Giắc DLC3....................................................................................................... 115 6.10.5. Dữ liệu đóng băng ........................................................................................... 116 6.10.6. Điện áp ắc quy ................................................................................................. 116 6.10.7. Đèn MIL (Đèn kiểm tra động cơ).................................................................... 116
Chương 7. SƠ ĐỒ CỰC ECM.........................................................................................117 7.1. Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển động cơ.........................................................117 7.2. Bảng ký hiệu các chân ECM.....................................................................................124 7.3. Mô tả các chân của ECM..........................................................................................127 7.4. Các dạng sóng ...........................................................................................................139 Chương 8. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ...........................................................................151 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................................152 PHỤ LỤC.........................................................................................................................153
ix
Chữ viết tắt
A/C A/F ABS ACC ALT BATT BDC CAN CCS CKP CMP
CVT
DTC
Dual VVT-i
ECM
ECT
ECU EFI ESA ESC
ETCS-i EVAP
FL
Chữ đầy đủ
Anti-lock Brake System
Battery
Cruise Control System
Continuously Variable Transmission (Transaxle)
Dual Variable Valve Timing - intelligent
Electronic Controlled Automatic Transmission
Electronic Stability Control
Evaporative Emission Control Fusible Link
Nghĩa
Hệ thống chống bó cứng phanh
Bình ắc quy
Hệ thống kiểm soát hành trình
Hộp số vô cấp CVT
Hệ thống phối khí thông minh kép
Hộp số tự động điều khiển bằng điện
tử
Hệ thống cân bằng điện tử
Hệ thống kiểm soát bay hơi nhiên liệu Dây chảy
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
Air Conditioning
Crankshaft Position Sensor
Hệ thống điều hòa không khí
Air/Fuel Ratio
Tỉ lệ không khí/ nhiên liệu
Accessory
Hệ thống điện phụ
Alternator
Máy phát điện
Bottom Dead Center
Điểm chết dưới
Controller Area Network
Mạng CAN
Cảm biến vị trí trục khuỷu
Camshaft Position Sensor
Cảm biến vị trí trục cam
DLC3
Data Link Connector 3
Diagnostic Trouble Code
Giắc kết nối dữ liệu ( giắc chẩn đoán)
Mã chẩn đoán hư hỏng
Engine Control Module
Module điều khiển động cơ
Electronic Control Unit
Hộp điều khiển động cơ
Electronic Fuel Ịnection
Hệ thống phun xăng điện tử
Electronic Spark Advance
Hệ thống đánh lửa sớm điện tử
Electronic Throttle Control
Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử
System-intelligent
thông minh
x
GND Ground
HAC High Altitude Compensation
IC
IG Ignition
IGF Ignition Feedback Signal
IGT Ignition Timing Signal
ISC KNK LED
LIN Local Interconnect Network MAF
MAP Manifold Absolute Pressure
MIL
OBD
OCV Oil Control Valve
SFI
STA Starter Signal
TACH Tachometer
TCCS Toyota Computer Control System
TDC
TRC Traction Control System
TWC Three-Way Catalytic Converter VSV Vacuum Switching Valve
VSC Vehicle Stability Control
W/ With W/O Without
Mass
Cảm biến áp suất bù độ cao
Đánh lửa
Tín hiệu hồi tiếp đánh lửa
Tín hiệu đánh lửa
Mạng LIN
Cảm biến áp suất đường ống nạp
Van điều khiển nhớt
Tín hiệu khởi động
Tín hiệu tốc độ động cơ
Hệ thống điều khiển bằng máy tính của hãng Toyota
Hệ thống kiểm soát lực kéo Bộ lọc khí xả 3 thành phần Van VSV
Điều khiển ổn định xe Với/có
Không với/không có
Integrated Circuit
Light Emitting Diode
Mạch tích hợp
IGSW
Ingition Switch
Công tắc máy ở vị trí Ig
Idle Speed Control
Điều khiển tốc độ cầm chừng
Knock Sensor
Cảm biến kích nổ
Đèn điốt phát quang
Mass Air Flow
Malfunction Indicator Light
Bộ đo gió dây nhiệt
Đèn báo lỗi
On-board Diagnostic
Squential Fuel Injection
Hệ thống tự chẩn đoán
Phun nhiên liệu tuần tự
Top Dead Center
Điểm chết trên
xi
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1 Động cơ 1NR- FE nhìn từ bên ngoài....................................................................3 Hình 2.2 Dây đai..................................................................................................................4 Hình 2.3 Nắp máy ................................................................................................................4 Hình 2.4 Góc giữa van nạp và van xả..................................................................................5 Hình 2.5 Trục cam ...............................................................................................................5 Hình 2.6 Nắp máy ................................................................................................................6 Hình 2.7 Nắp máy ................................................................................................................6 Hình 2.8 Hình ảnh thân máy bên ngoài ...............................................................................7 Hình 2.9 Cấu tạo thân máy ..................................................................................................7 Hình 2.10 Pít tông................................................................................................................8 Hình 2.11 Thanh truyền .......................................................................................................8 Hình 2.12 Độ lệch tâm.........................................................................................................8 Hình 2.13 Cấu tạo các chi tiết trong thân máy.....................................................................9 Hình 2.14 Cấu trúc đường dầu bôi trơn trên trục khuỷu....................................................10 Hình 2.15 Cấu tạo Các te ...................................................................................................11 Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu ...................................................................................12 Hình 3.2 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu không có đường dầu hồi ...........................................13 Hình 3.3 Hình ảnh kim phun ngoài thực tế và mô phỏng..................................................13 Hình 3.4 Vị trí kim phun....................................................................................................14 Hình 3.5 Sơ đồ mạch điện điều khiển kim phun................................................................15 Hình 3.6 Cụm bơm nhiên liệu nhìn từ ở bên ngoài ...........................................................16 Hình 3.7 Cấu tạo cụm bơm nhiên liệu ...............................................................................16 Hình 3.8 Cấu tạo cụm bơm nhiên liệu ...............................................................................17 Hình 3.9 Sơ đồ mạch điều khiển bơm nhiên liệu...............................................................18 Hình 3.10 Mạch điều khiển bơm với cảm biến túi khí ......................................................19 Hình 3.11 Vị trí bộ điều áp bơm........................................................................................20 Hình 3.12 Bộ điều áp nhìn từ bên ngoài............................................................................20 Hình 3.13 Cấu tạo thùng chứa nhiên liệu ..........................................................................21 Hình 3.14 Cấu tạo thùng chứa nhiên liệu ..........................................................................21
xii
Hình 3.15 Vị trí hệ thống SFI ............................................................................................22 Hình 3.16 Vị trí hệ thống SFI ............................................................................................23 Hình 3.17 Vị trí hệ thống SFI ............................................................................................23 Hình 3.18 Sơ đồ khối hệ thống SFI ...................................................................................24 Hình 3.19 Sơ đồ khối hệ thống SFI ...................................................................................25 Hình 3.20 Sơ đồ khối hệ thống SFI ...................................................................................26 Hình 3.21 Sơ đồ khối hệ thống SFI ...................................................................................27 Hình 3.22 Sơ đồ khối hệ thống SFI ...................................................................................28 Hình 3.23 Sơ đồ khối hệ thống SFI ...................................................................................29 Hình 3.24 Mạch VC...........................................................................................................33 Hình 3.25 Mạch VC...........................................................................................................34 Hình 3.26 Mạch điều khiển bơm nhiên liệu ......................................................................35 Hình 3.27 Mạch điều khiển kim phun ...............................................................................36 Hình 3.28 Mạch ghi đè phanh............................................................................................37 Hình 3.29 Mạch MIL .........................................................................................................37 Hình 3.30 Bô bin và bugi hình thực tế và mô phỏng.........................................................38 Hình 3.31 Mạch đánh lửa...................................................................................................39 Hình 4.1 Hình dạng và vị trí máy phát điện.......................................................................40 Hình 4.2 Cấu tạo máy phát điện ........................................................................................41 Hình 4.3 Vị trí hệ thống sạc...............................................................................................42 Hình 4.4 Vị trí hệ thống sạc...............................................................................................42 Hình 4.5 Mạch hệ thống sạc ..............................................................................................43 Hình 4.6 Các cực ECM......................................................................................................44 Hình 4.7 Các cực ECM......................................................................................................45 Hình 4.8 Dữ liệu đóng băng...............................................................................................46 Hình 4.9 Dữ liệu đóng băng...............................................................................................46 Hình 4.10 Hệ thống phân phối điện...................................................................................47 Hình 4.11 Vị trí mạng LIN ................................................................................................48 Hình 4.12 Sơ đồ khối hệ thống mạng LIN.........................................................................48 Hình 4.13 Sơ đồ khối hệ thống mạng LIN.........................................................................49
xiii
Hình 4.14 Sơ đồ khối hệ thống mạng LIN.........................................................................49 Hình 4.15 Vị trí mạng CAN...............................................................................................50 Hình 4.16 Sơ đồ hệ thống ..................................................................................................51 Hình 4.17 Sơ đồ tham khảo ...............................................................................................51 Hình 4.18 Sơ đồ mạng CAN..............................................................................................52 Hình 4.19 Giắc nối mạng CAN số 23................................................................................53 Hình 4.20 Giắc nối mạng CAN số 1..................................................................................54 Hình 5.1 Hình dạng và vị trí của cảm biến khối lượng không khí nạp trên động cơ ........56 Hình 5.2 Sơ đồ mạch điện cảm biến khối lượng không khí nạp .......................................56 Hình 5.3 Cấu tạo và các chân của cảm biến khối lượng không khí nạp............................57 Hình 5.4 Mạch điều khiển cảm biến khối lượng không khí nạp .......................................57 Hình 5.5 Hình dạng và vị trí của cảm biến áp suất môi trường.........................................58 Hình 5.6 Sơ đồ mạch điện cảm biến áp suất môi trường...................................................58 Hình 5.7 Cấu tạo của cảm biến áp suất môi trường...........................................................59 Hình 5.8 Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất môi trường .....................................59 Hình 5.9 Hình dạng và vị trí của cảm biến nhiệt độ nước làm mát...................................60 Hình 5.10 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát...........................................60 Hình 5.11 Cấu tạo và đường đặc tuyến cảm biến nhiệt độ nước làm mát.........................61 Hình 5.12 Hình dạng và vị trí của cảm biến vị trí bàn đạp ga...........................................61 Hình 5.13 Sơ đồ mạch điện của cảm biến vị trí bàn đạp ga ..............................................62 Hình 5.14 Cấu tạo cảm biến vị trí bàn đạp ga....................................................................62 Hình 5.15 Đồ thị mối quan hệ giữa tín hiệu điện áp ra – góc quay bàn đạp ga.................63 Hình 5.16 Hình dạng và vị trí của cảm biến vị trí bướm ga ..............................................64 Hình 5.17 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga ........................................................64 Hình 5.18 Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga.......................................................................65 Hình 5.19 Đồ thị mối liên hệ giữa điện áp đầu ra cảm biến – góc mở cánh bướm ga ......65 Hình 5.20 Hình dạng và vị trí của cảm biến vị trí trục khuỷu trên động cơ......................66 Hình 5.21 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu.....................................................66 Hình 5.22 Cách bố trí cảm biến và bánh răng của cảm biến vị trí trục khuỷu ..................67 Hình 5.23 Tín hiệu đầu ra của cảm biến vị trí trục khuỷu.................................................67
xiv
Hình 5.24 Hình dạng và vị trí của cảm biến vị trí trục cam trên động cơ .........................68 Hình 5.25 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục cam nạp và trục cam xả.........................68 Hình 5.26 Cách bố trí cảm biến và bánh răng của cảm biến vị trí trục cam......................69 Hình 5.27 Tín hiệu đầu ra của cảm biến vị trí trục cam ....................................................69 Hình 5.28 Hình dạng và vị trí của cảm biến kích nổ (kiểu dẹt) trên động cơ ...................70 Hình 5.29 Sơ đồ mạch điện cảm biến kích nổ ...................................................................70 Hình 5.30 Cấu tạo và các chân của cảm biến kích nổ .......................................................71 Hình 5.31 Hình dạng và vị trí của cảm biến ôxy ...............................................................72 Hình 5.32 Sơ đồ mạch điện cảm biến ôxy .........................................................................72 Hình 5.33 Cấu tạo cảm biến ôxy........................................................................................73 Hình 5.34 Mạch điện cảm biến ôxy và đồ thị mối quan hệ tỉ lệ A/F và điện áp ra...........73 Hình 5.35 Hình dạng và vị trí của cảm biến A/F trên động cơ..........................................74 Hình 5.36 Sơ đồ mạch điện của cảm biến ôxy và cảm biến A/F.......................................74 Hình 5.37 Cấu tạo và các chân của cảm biến A/F .............................................................75 Hình 5.38 Mạch điện cảm biến A/F và đồ thị mối quan hệ tỉ lệ A/F và điện áp ra...........75 Hình 5.39 Hình dạng và vị trí của cảm biến chân không ..................................................76 Hình 5.40 Sơ đồ mạch điện của cảm biến chân không......................................................76 Hình 5.41 Hình dạng và vị trí của cảm biến áp suất nhớt..................................................77 Hình 5.42 Sơ đồ mạch điện cảm biến áp suất nhớt ...........................................................78 Hình 5.43 Cấu tạo cảm biến và đồ thị quan hệ giữa áp suất nhớt và điện áp ra................78 Hình 6.1 Sơ đồ mạch điện cấp nguồn ECM ......................................................................79 Hình 6.2 Vị trí của hệ thống đánh lửa................................................................................80 Hình 6.3 Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa trực tiếp .....................................................81 Hình 6.4 Sơ đồ khối mạch đánh lửa...................................................................................82 Hình 6.5 Sơ đồ bố trí hệ thống điều khiển Dual VVT-i ....................................................83 Hình 6.6 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển van biến thiên thông minh VVT-i ...................84 Hình 6.7 Phạm vi điều khiển VVT-i..................................................................................85 Hình 6.8 Bộ điều khiển VVT-i phía trục cam nạp.............................................................85 Hình 6.9 Bộ điều khiển VVT-i phía trục cam xả...............................................................86 Hình 6.10 Hoạt động của chốt khóa ..................................................................................86
xv
Hình 6.11 Van điều khiển dầu phối khí trục cam nạp .......................................................87 Hình 6.12 Sơ đồ mạch điện van điều khiển dầu phối khí trục cam nạp ............................87 Hình 6.13 Van điều khiển dầu phối khí trục cam xả .........................................................87 Hình 6.14 Sơ đồ mach điện van điều khiển dầu phối khí trục cam xả ..............................88 Hình 6.15 Điều khiển phối khí sớm trục cam nạp.............................................................88 Hình 6.16 Điều khiển phối khí sớm trục cam xả...............................................................89 Hình 6.17 Điều khiển phối khí muộn trục cam nạp...........................................................89 Hình 6.18 Điều khiển phối khí muộn trục cam xả.............................................................90 Hình 6.19 Quạt làm mát.....................................................................................................90 Hình 6.20 Sơ đồ mạch điện của mạch điều khiển quạt làm mát........................................91 Hình 6.21 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển quạt làm mát ..................................................92 Hình 6.22 Vị trí các bộ phận của hệ thống kiểm soát khí thải...........................................93 Hình 6.23 Sơ đồ khối hệ thống kiểm soát khí xả...............................................................94 Hình 6.24 Cụm ống xả trang bị bộ lọc khí xả 3 thành phần (TWC) .................................95 Hình 6.25 Kiểm soát thông hơi khí sót..............................................................................96 Hình 6.26 Sơ đồ mạch điện hệ thống kiểm soát bay hơi nhiên liệu ..................................97 Hình 6.27 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh .........................98 Hình 6.28 Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh ...........................................99 Hình 6.29 Cấu tạo của thân bướm ga...............................................................................100 Hình 6.30 Sơ đồ mạch điện mô tơ điều khiển bướm ga ..................................................101 Hình 6.31 Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa sớm điện tử (ESA)..........................................103 Hình 6.32 Sơ đồ khối mạch đánh lửa...............................................................................104 Hình 6.33 Chu trình kiểm soát phản hồi tiếng gõ............................................................105 Hình 6.34 Sơ đồ khối hệ thống kiểm soát hành trình ......................................................107 Hình 6.35 Vị trí các bộ phận của hệ thống kiểm soát hành trình ....................................108 Hình 6.36 Vị trí các bộ phận của hệ thống kiểm soát hành trình ....................................108 Hình 6.37 Công tắc chính kiểm soát hành trình ..............................................................109 Hình 6.38 Màn hình hiển thị trên táp lô...........................................................................110 Hình 6.39 Biểu đồ thời gian của hệ thống giữ khởi động................................................113 Hình 6.40 Sơ đồ khối hệ thống giữ khởi động.................................................................114
xvi
Hình 6.41 Đèn kiểm tra động cơ (Đèn MIL)...................................................................114 Hình 6.42 Giắc DLC3 ......................................................................................................115 Hình 7.1 Sơ đồ chân ECM ...............................................................................................117 Hình 7.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển động cơ 1NR-FE ..................................118 Hình 7.3 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển động cơ 1NR-FE ..................................119 Hình 7.4 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển động cơ 1NR-FE ..................................120 Hình 7.5 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển động cơ 1NR-FE ..................................121 Hình 7.6 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển động cơ 1NR-FE ..................................122 Hình 7.7 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển động cơ 1NR-FE ..................................123 Hình 7.8 Dạng sóng 1 ......................................................................................................140 Hình 7.9 Dạng sóng 2 ......................................................................................................140 Hình 7.10 Dạng sóng 3 ....................................................................................................141 Hình 7.11 Dạng sóng 4 ....................................................................................................142 Hình 7.12 Dạng sóng 5 ....................................................................................................142 Hình 7.13 Dạng sóng 6 ....................................................................................................143 Hình 7.14 Dạng sóng 7 ....................................................................................................144 Hình 7.15 Dạng sóng 8 ....................................................................................................144 Hình 7.16 Dạng sóng 9 ....................................................................................................145 Hình 7.17 Dạng sóng 10 ..................................................................................................146 Hình 7.18 Dạng sóng 11 ..................................................................................................146 Hình 7.19 Dạng sóng 12 ..................................................................................................147 Hình 7.20 Dạng sóng 13 ..................................................................................................148 Hình 7.21 Dạng sóng 14 ..................................................................................................148 Hình 7.22 Dạng sóng 15 ..................................................................................................149 Hình 7.23 Dạng sóng 16 ..................................................................................................150 Hình 7.24 Dạng sóng 17 ..................................................................................................150
xvii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật động cơ 1NR-FE....................................................................3 Bảng 3.1 Biều đồ Fail-Safe hệ thống SFI ..........................................................................30 Bảng 4.1 Bảng kí hiệu các cực ECM trong hệ thống sạc trên xe có hộp số CVT.............44 Bảng 4.2 Bảng kí hiệu các cực ECM trong hệ thống sạc trên xe có hộp số sàn................45 Bảng 4.3 Biểu đồ Fail-Safe hệ thống sạc...........................................................................47 Bảng 4.4 Bảng ký hiệu các cực giắc nối mạng CAN số 23 trong ECU ............................54 Bảng 4.5 Bảng ký hiệu các cực giắc nối mạng CAN số 1 trong ECU ..............................55 Bảng 6.1 Bảng điều kiện tiêu chuẩn giắc DLC3..............................................................116 Bảng 7.1 Bảng kí hiệu các chân của ECM ......................................................................124 Bảng 7.2 Bảng mô tả các chân ECM...............................................................................127 Bảng 7.3 Tín hiệu chân âm bộ chấp hành bướm ga.........................................................139 Bảng 7.4 Tín hiệu chân dương bộ chấp hành bướm ga ...................................................140 Bảng 7.5 Tín hiệu van điều khiển dầu phối khí trục cam xả ...........................................141 Bảng 7.6 Tín hiệu van điều khiển dầu phối khí trục cam nạp .........................................141 Bảng 7.7 Tín hiệu đánh lửa IGT ......................................................................................142 Bảng 7.8 Tín hiệu cảm biến vị trí trục cam nạp và xả .....................................................143 Bảng 7.9 Tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu ..................................................................143 Bảng 7.10 Tín hiệu phun nhiên liệu của cụm kim phun..................................................144 Bảng 7.11 Tín hiệu vận hành bộ sấy cảm biến A/F.........................................................145 Bảng 7.12 Tín hiệu van xả VSV ......................................................................................145 Bảng 7.13 Tín hiệu cảm biến kích nổ ..............................................................................146 Bảng 7.14 Tín hiệu cảm biến ôxy ....................................................................................147 Bảng 7.15 Tín hiệu cảm biến tốc độ động cơ ..................................................................147 Bảng 7.16 Tín hiệu giao tiếp mạng CAN ........................................................................148 Bảng 7.17 Tín hiệu giao tiếp mạng CAN ........................................................................149 Bảng 7.18 Tín hiệu tốc độ xe...........................................................................................149 Bảng 7.19 Tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu ................................................................150
xviii
1.1. Lí do chọn đề tài
Chương 1. TỔNG QUAN
Như chúng ta đã biết, ngành công nghiệp mũi nhọn được chính phủ quan tâm và ưu tiên phát triển vài năm trở lại đây chính là ngành công nghệ kỹ thuật ô tô. Bên cạnh đó, ngày càng có nhiều doanh nghiệp, nhà đầu tư tham gia vào quá trình sản xuất và lắp ráp ô tô do nhu cầu sử dụng, tiêu thụ ô tô ngày càng tăng. Đặc biệt là sự ra đời và phát triển vượt bậc của hãng xe tự hào Việt Nam – VINFAST. Cũng từ đó, lượng lớn nguồn nhân lực có chất lượng sẽ được cần đến cho sự phát triển của ngành công nghiệp này. Chính vì thế ngành công nghệ kỹ thuật ô tô đang dần trở thành một trong những ngành “hot” nhất hiện nay và là xu hướng lựa chọn ngành học hàng đầu của các bạn trẻ ngày nay.
Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô ngày càng phát triển theo hướng hiện đại hóa, vì thế chất lượng của nguồn nhân lực cũng phải đáp ứng và phù hợp với sự phát triển này. Và chính tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã và đang đào tạo ra rất nhiều kỹ sư, giảng viên đầy đủ những phẩm chất đạo đức về kiến thức chuyên môn để đáp ứng nhu cầu xã hội hiện nay. Đặc biệt khoa Cơ khí Động lực, là nơi đào tạo trực tiếp những kỹ sư, giảng viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô. Qua những năm tháng đại học, chúng em đã được đào tạo một cách rất đầy đủ, bài bản từ lý thuyết cho đến những buổi học thực hành. Do đó thực hiện đồ án tốt nghiệp là cơ hội để chúng em củng cố lại những kiến thức đã học, tiếp cận với những xu hướng phát triển ngành học hiện nay cũng như tích lũy được kinh nghiệm thực tế trước khi ra trường. Như ta vẫn thường nghe, động cơ thường được ví như là trái tim của chiếc xe ô tô. Nghiên cứu, hiểu rõ về động cơ chính là nắm được phần cốt lõi, trọng tâm của xe ô tô nói riêng và ngành công nghệ kỹ thuật ô tô nói chung. Và hơn thế nữa để có thể tiếp cận được những công nghệ mới ứng dụng trên ô tô, đặc biệt là trên động cơ nên chúng em quyết định thực hiện đề tài “Chuyên đề động cơ 1NR-FE” với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Tấn Lộc.
1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Giúp củng cố lại kiến thức đã được học, rèn luyện kĩ năng thu thập, chọn lọc và sắp xếp tài liệu.
- Giúp cải thiện các kỹ năng tháo lắp, kiểm tra, phán đoán các hư hỏng và sửa chữa các cảm biến, cơ cấu chấp hành và hệ thống điều khiển động cơ khi gặp sự cố.
- Tạo điều kiện thuận lợi để sinh viên tiếp cận với các công nghệ mới trên động cơ, dễ dàng nắm được các vị trí, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống trên động cơ.
- Là một tài liệu có thể giúp ích cho việc giảng dạy của giảng viên trong việc hướng dẫn sinh viên tìm hiểu về các hệ thống trên động cơ.
1.2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Thu thập, tìm kiếm các thông tin, tài liệu liên quan đến động cơ Toyota 1NR-FE.
- Chọn lọc, sắp xếp lại các tài liệu theo một thể thống nhất, bố cục chặt chẽ và khoa học.
- Viết thuyết minh đề tài.
1
1.3. Phương pháp nghiên cứu
- Tham khảo, thu thập tài liệu từ nhiều nguồn khác nhau như tài liệu do giảng viên cung cấp, các giáo trình đã được học, tài liệu từ hãng Toyota và một số nguồn tài liệu uy tín khác trên mạng.
- Tham khảo thêm các ý kiến khác của giáo viên hướng dẫn, các thầy trong bộ môn, bạn bè và các anh chị khóa trước có kinh nghiệm thực hiện đề tài.
1.4. Các bước thực hiện
- Tham khảo, thu thập tài liệu liên quan.
- Biên dịch, chọn lọc và sắp xếp tài liệu.
- Viết thuyết minh đề tài.
1.5. Kế hoạch nghiên cứu
Đề tài được thực hiện trong khoảng thời gian 15 tuần, các công việc được sắp xếp như sau: Giai đoạn 1:
- Tìm hiểu, thu thập các tài liệu liên quan.
- Nghiên cứu các tài liệu thu thập được.
- Biên dịch, chọn lọc và sắp xếp lại các tài liệu.
Giai đoạn 2:
- Viết thuyết minh đề tài.
- Hoàn thành đề tài.
2
2.1. Khái quát động cơ 2.1.1. Động cơ 1NR-FE
Chương 2. ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG CƠ
2.1.2. Thông số kỹ thuật
Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật động cơ 1NR-FE
Hình 2.1 Động cơ 1NR- FE nhìn từ bên ngoài
Các thông số
Loại động cơ
Cơ cấu xupap
Số xy lanh
Dung tích xy lanh Đường kính xy lanh Hành trình piston Tỉ số nén
Công suất cực đại Momen xoắn cực đại
Giá trị
1.3 L, 1NR-FE
16 xupap, 2 trục cam (DOHC) được dẫn động bằng xích 4 xy lanh, thẳng hàng
1329 cm3
72.5 mm
80.5 mm
11.5:1
73 kW tại 6000 vòng/phút
123 N.m tại 4200 vòng/phút
3
2.2. Các bộ phận
2.2.1. Dây đai
Dây đai có chức năng kết nối để truyền năng lượng giữa các puly.
Hình 2.2 Dây đai
2.2.2. Nắp máy
Được bố trí trên thân máy, là phần chịu lực và nhiệt độ cao trong suốt quá trình sử dụng.
Cùng với thân máy để tạo thành buồng đốt nhiên liệu, chứa các đường nước làm mát và dầu bôi trơn động cơ.
Góc của van nạp và van xả được thu gọn và tạo với nhau một góc 23.3° để cho nắp máy nhỏ gọn.
Hình 2.3 Nắp máy
4
Hình 2.4 Góc giữa van nạp và van xả
Góc của van nạp và van xả được thu gọn và tạo với nhau một góc 23.3° để cho nắp máy nhỏ gọn.
Hình 2.5 Trục cam
5
Hình 2.6 Nắp máy
Hình 2.7 Nắp máy
6
2.2.3. Thân máy
Động cơ 1 NR- FE có thân máy dạng thẳng hàng. Là thành phần chính của động cơ, là giá đỡ để bắt các chi tiết. Thân động cơ là một khối liền, bên trong có các khoang xy lanh có các đường nước làm mát đi qua, đường dẫn dầu bôi trơn. Vật liệu chế tạo thân động cơ là hợp kim nhôm.
6.2.3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động
6.2.3.1. Cấu tạo
Trên động cơ 1NR-FE sử dụng hệ thống đánh lửa trực tiếp. Cấu tạo của hệ thống đánh lửa trực tiếp cũng tương tự như những hệ thống đánh lửa điện tử khác, bao gồm các bộ phận chính như bôbin, IC đánh lửa và bugi. Điểm khác biệt của hệ thống đánh lửa trực tiếp là không có bộ chia điện, IC và bôbin được lắp trực tiếp vào đầu bugi. Điều này giúp cải thiện độ chính xác của thời điểm đánh lửa, giảm tổn thất điện áp cao và nâng cao độ tin cậy tổng thể của hệ thống đánh lửa bằng cách loại bỏ bộ phân phối (bộ chia điện). Hệ thống đánh lửa trực tiếp mang lại một số ưu điểm như sau:
81
- Hệ thống này hoạt động dựa trên tín hiệu trực tiếp từ các cảm biến trục khuỷu và trục cam. Vì vậy có thể điều khiển một cách nhanh chóng và chính xác thời điểm đánh lửa theo nhiều điều kiện lái xe khác nhau.
- Có thể điều khiển đánh lửa chống kích nổ cho động cơ.
- Hệ thống đánh lửa trực tiếp rất đáng tin cậy và ít tốn chi phí bảo trì hơn.
- Động cơ được điều khiển tương đối dễ dàng, nhanh chóng. Điều khiển động cơ êm dịu ở
chế độ cầm chừng.
- Tiết kiệm nhiên liệu, giảm khí thải động cơ.
- Hạn chế những hư hỏng vặt, giúp nâng cao công suất, kéo dài tuổi thọ động cơ.
Tuy nhiên, hệ thống đánh lửa trực tiếp cũng tồn tại một số khuyết điểm:
- Các bộ phận trong hệ thống đánh lửa trực tiếp có giá thành cao.
- Hệ thống đánh lửa trực tiếp có kết cấu khá phức tạp so với hệ thống đánh lửa thông thường,
vì thế khi xảy ra hư hỏng việc chẩn đoán, sửa chữa sẽ khó hơn.
- Hệ thống chủ yếu phụ thuộc vào tín hiệu của các cảm biến, cho nên khi cảm biến hư hỏng
thì hệ thống cũng không thể làm việc.
6.2.3.2. Nguyên lý hoạt động
Hình 6.4 Sơ đồ khối mạch đánh lửa
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links