MỤC LỤC
MỤC LỤC........................................................................................................................................................................................................................................2
LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................................................................................................................................................................5
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DÒNG XE TOYOTA LAND CRUISER VÀ ĐỘNG CƠ 1FZ-FE TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ.6
1.1 Giới thiệu về dòng xe land cruiser.............................................................................................................................................................................................6
1.2 Các thông số kĩ thuật cơ bản của động cơ 1FZ-FE...................................................................................................................................................................9
1.2.2. Kết cấu và các hệ thống của động cơ 1FZ-FE.....................................................................................................................................................................11
1.3 Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử..............................................................................................................................................................................18
1.3.1 Khái niệm..............................................................................................................................................................................................................................18
1.3.2 Ưu điểm của hệ thống phun xăng điện tử.............................................................................................................................................................................18
1.3.3 Phân loại hệ thống phun xăng điện tử..................................................................................................................................................................................19
1.4 Kết luận chương 1...................................................................................................................................................................................................................24
CHƯƠNG 2 : KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ 1FZ-FE……………………………………………………...............……………...........26
2.1 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thông EFI trên động cơ 1FZ-FE...................................................................................................................................26
2.1.1 Sơ đồ của hệ thống EFI ......................................................................................................................................................................................................26
2.1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống......................................................................................................................................................................................27
2.2 kết cấu và nguyên lý hoạt động của các bộ phận chính hệ thống phun xăng điện tử động cơ 1fz-fe....................................................................................27
2.2.1 Bơm xăng..............................................................................................................................................................................................................................27
2.2.2 Bộ lọc nhiên liệu...................................................................................................................................................................................................................29
2.2.3 Bộ ổn định áp suất ..............................................................................................................................................................................................................30
2.2.4 Vòi phun...............................................................................................................................................................................................................................31
2.3 Hệ thống điều khiển điện tử...................................................................................................................................................................................................32
2.3.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp..............................................................................................................................................................................................33
2.3.2 Cảm biến vị trí bàn đạp ga..................................................................................................................................................................................................35
2.3.3 Cảm biến nhiệt độ khí nạp..................................................................................................................................................................................................36
2.3.4 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát........................................................................................................................................................................................37
2.3.5 Cảm biến oxy......................................................................................................................................................................................................................38
2.3.6 Cảm biến vị trí trục khuỷu...................................................................................................................................................................................................39
2.3.7 Cảm biến vị trí trục cam......................................................................................................................................................................................................39
2.4 Khối kiểm soát và điều khiển điện tử ECU (Electronic Control Unit)....................................................................................................................................40
2.5 Tính toán lưu lượng phun của hệ thống 1FZ-FE...................................................................................................................................................................44
2.5.1 Xác định lượng nhiên liệu cung cấp cho một chu trình......................................................................................................................................................44
CHƯƠNG 3 : CHẨN ĐOÁN SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ 1FZ-FE................................................................ 47
3.1. Các dạng hư hỏng và phương pháp sửa chữa bảo dưỡng hệ thống phun xăng điện tử ....................................................................................................47
3.1.1 Động cơ chết máy...............................................................................................................................................................................................................47
3.1.2 Khởi động kém...................................................................................................................................................................................................................48
3.1.3 Động cơ chạy không tải không êm dịu...............................................................................................................................................................................51
3.2 Quy trình kiểm tra và bảo dưỡng các bộ phận cơ bản của hệ thống....................................................................................................................................52
3.2.1 Quy trình bảo dưỡng vòi phun............................................................................................................................................................................................52
3.3. Chẩn đoán hệ thống phun xăng điện tử...............................................................................................................................................................................56
3.3.1. Chẩn đoán qua màu sắc khí xả.........................................................................................................................................................................................56
3.3.2. Chuẩn đoán qua tín hiệu đèn check..................................................................................................................................................................................56
3.3.3. Chuẩn đoán bằng thiết bị chuẩn đoán chuyên dụng.........................................................................................................................................................58
KẾT LUẬN..................................................................................................................................................................................................................................71
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................................................................................................................................72
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây nghành công nghiệp chế tạo ô tô đang trên đà phát triển mạnh mẽ, đặt biệt cùng với việc ứng dụng khoa học kỹ thuật công nghệ vào trong nghành đã đưa nghành công nghiệp chế tạo ô tô hoà nhập cùng với tốc độ phát triển của sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.
Do điều kiện đường xá cũng như địa hình phức tạp của nước ta nên xe Toyota Landcruser là loại xe lữ hành việt dã do Nhật Bản chế tạo được đưa vào nước ta trong những năm gần đây đã đáp ứng được nhu cầu đi lại và vận chuyển hàng hoá, phục vụ nhu cầu đời sống sinh hoạt của xã hội. Vì vậy việc tìm hiểu về tính năng kỹ thuật của xe đặt biệt là hệ thống nhiên liệu là hết sức cần thiết đối với một sinh viên thuộc chuyên nghành động lực. Do đó em đã chọn đề tài “Khai thác kỹ thuật hệ thống phun xăng điện tử động cơ 1FZ-FE lắp trên xe Toyota Land cuirser”.
Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo còn ít và điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy cô giáo trong bộ môn chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn, các thầy cô giáo trong bộ môn Động lực cùng tất cả các bạn sinh viên đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội , ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
……………..
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DÒNG XE TOYOTA LAND CRUISER VÀ ĐỘNG CƠ 1FZ-FE. TỔNG QUAN
VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ
1.1 Giới thiệu về dòng xe land cruiser
Toyota cho ra đời dòng xe lấy cảm hứng từ những chiếc Jeep vào năm 1951. Sau đó 2 năm, dòng xe này được Toyota đổi tên thành “Land Cruiser” cho phù hợp với đặc tính chạy đường trường của loại xe này. Với lịch sử phát triển 60 năm, Land Cruiser là mẫu xe có vòng đời dài nhất của Toyota. Toyota luôn hướng đến mục tiêu sản xuất những chiếc Land Cruiser vượt trên sự mong đợi của khách hàng về độ tin cậy, sự bền bỉ và luôn có sự cải tiến, tiến bộ kỹ thuật..
Cho tới năm 2000-2007 , mẫu xe này mới du nhập vào Việt Nam , đây là mẫu xe có phân khúc cao cấp nhất lúc ấy. Mẫu xe có cấu hình chính bao gồm động cơ model 1FZ-FE 4.5L I6 24 van DOHC sử dụng hệ thống phun xăng điện tử. Động cơ này sản sinh công suất cực đại 240 mã lực đi kèm hộp số tay 5 cấp. Xe sử dụng hệ dẫn động 2 cầu bán thời gian. Các tính năng an toàn được trang bị trên xe bao gồm: hệ thống chống bó cứng phanh, hai túi khí phía trước.
Thông số cơ bản của xe toyota land cruiser 2007 được thể hiện trong bảng 1.1
Toyota land cruiser 2007 sở hữu những trang bị an toàn tiêu chuẩn như:
- Hệ thống chống bó cứng phanh
- Hỗ trợ lực phanh khẩn cấp
- Hệ thống phân phối lực phanh điện tử
- Hệ thống cân bằng điện tử
- Hỗ trợ khởi hành ngang dốc
1.2. Giới thiệu chung về động cơ 1FZ-FE
1.2.1. Các thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ 1FZ-FE
Động cơ xăng kiểu 1FZ-FE là động cơ phun xăng điều khiển điện tử, 4 kỳ 6 xylanh được xếp thành dãy thẳng đứng, có hai trục cam đặt trên nắp máy, có 24 xupáp. Dung tích công tác là 4500 cm3, thứ tự nổ 1-5-3-6-2-4. Tất cả các cụm, chi tiết cần được bảo dưỡng, điều chỉnh thường xuyên nên đều được bố trí tại các vị trí dễ thao tác. Động cơ cùng với hộp số và hộp số phụ được lắp thành cụm động lực đặt dọc xe. Các thông số được thể hiện trong bảng 1.6.
Các thông số kỹ thuật về động cơ 1FZ-FE như bảng 1.2.
Xy lanh được đúc liền với thân máy bằng gang, không có ống lót rời, nhờ đó làmtăng độ cứng vững, gọn kết cấu, giảm trọng lượng xylanh. Bên dưới động cơ được che bởi các te chứa dầu. Các te này gồm hai phần: phần trên bằng hợp kim nhôm, phần dưới làm bằng tôn dập.
1.2.2. Kết cấu và các hệ thống của động cơ 1FZ-FE
Động cơ có hai trục cam trên một nắp máy. Mỗi xylanh có 4 xupáp, hai nạp và hai thải. Trục cam trên nắp máy cho phép làm giảm khối lượng các chi tiết trung gian chuyển động tịnh tiến (Không có đũa đẩy, cò mổ...) đảm bảo hoạt động ổn định cho cơ cấu phân phối khí ngay cả tại số vòng quay cao. Trục cam được dẫn động bằng xích từ trục khuỷu. Trên hộp xích cam làm bằng hợp kim nhôm có lắp bơm nước dẫn động bằng dây đai và bơm dầu.
1.2.2.1 Thân máy
Thân máy là chi tiết cơ sở trên đó có lắp các cơ cấu và các cụm phụ khác của độngcơ. Thân máy làm bằng gang hợp kim có độ bền cao. Xylanh được doa thẳng vào thân máy.
Phía trước thân máy có lắp hộp xích cam cùng với bơm trợ lực tay lái, bơm nước,quạt gió. Phía sau thân máy có lắp vỏ bánh đà được đúc liền để nối với vỏ ly hợp.
1.2.2.2 Piston và thanh truyền
Piston được đúc bằng hợp kim nhôm chịu tải trọng nhiệt, cơ cao. Trên đỉnh pistoncó bề mặt lõm để tránh va đập với xupáp. Để làm kín xylanh và truyền nhiệt ra thân máy, trên mỗi piston có lắp hai secmăng khí và một secmăng dầu có hai vòng thép mỏng và vòng lò xo ở giữa.
1.2.2.3 Trục khuỷu, bánh đà
Trục khuỷu là chi tiết chịu lực chính của động cơ nên được đúc bằng gang đặc biệt có độ bền cao. Trong trục khuỷu có khoang các đường dầu, dẫn dầu đi bôi trơn các cổ trục thanh truyền. Trên đầu trục khuỷu có lắp bánh xích dẫn động xích cam, bánh răng dẫn động bơm dầu, bơm trợ lực lái. Đuôi trục khuỷu có lỗ lắp vòng bi cho trục dẫn động hộp số.
Bánh đà được đúc bằng gang, trên có lắp vành răng khởi động. Bánh đà được lắpvào đuôi trục khuỷu bằng các bulông tự hãm kèm theo vòng đệm.
Các thông số kỹ thuật chính của nhóm trục khuỷu - bánh đà Cổ trục chính :
+ Nhóm 1: 68,994 - 69,000 mm
+ Nhóm 2 : 68,988 - 68,994 mm
+ Nhóm 3: 68,982 - 68,994 mm
* Cổ thanh truyền :
+ Nhóm 1: 56,994 - 57,000 mm
+ Nhóm 2 : 56,988 - 56,994 mm
+ Nhóm 3: 56,982 - 56,988 mm
1.2.2.5 Cơ cấu phối khí
Cơ cấu phối khí có tác dụng điều chỉnh quá trình nạp, xả khí trong động cơ khiđóng mở xupáp nạp và xupáp thải. Cơ cấu phối khí gồm có bộ dẫn động xích cam, hai trục cam, xupáp nạp và xupáp thải, lò xo con đội và các chi tiết khác để giữ xupáp.
Bộ dẫn động xích cam truyền chuyển động từ bánh xích trục khuỷu lên bánh xíchtrục cam bên trái và thông qua cặp bánh răng truyền chuyển động sang trục bên phải.
Hai trục cam được đúc bằng gang, bề mặt làm việc của các cam và cổ trục cam đều được tôi cao tần. Dầu bôi trơn được dẫn động từ nắp máy tới hai trục cam, vào các ổ
Các thông số kỹ thuật chính của cơ cấu phối khí :
* Đường kính tiêu chuẩn thân xupáp là :
+ Xupáp nạp: 6,970 - 6,985 mm
+ Xupáp thải: 6,965 - 6,980 mm
* Chiều dài tiêu chuẩn xupáp là :
+Xupáp nạp: 98,40 mm
+ Xupáp thải: 97,90 mm
1.2.2.7 Hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn kiểu cưỡng bức và vung toé dùng để đưa dầu bôi trơn và làmmát các bề mặt ma sát của các chi tiết chuyển động của động cơ.
Hệ thống bôi trơn gồm có: Bơm dầu, bầu lọc dầu, các te dầu, các đườngống...Dầu sẽ từ các te được hút bằng bơm dầu, qua lọc dầu, vào các đường dầu dọc thân máy vào trục khuỷu, lên trục cam, từ trục khuỷu vào các bạc biên, theo các lỗ phun lên thành xylanh, từ trục cam vào các bạc trục cam, rồi theo các đường dẫn dầu tự chảy về các te.
1.2.2.9 Hệ thống xử lý khí thải
Hệ thống xử lý khí thải có tác dụng làm giảm lượng khí độc hại có trongkhí thải động cơ trước khi thải ra môi trường.
Nguồn thải chất độc hại của động cơ gồm có : khí cháy lọt xuống các te, hơixăng, khí thải từ động cơ.
Hệ thống xử lý khí thải gồm có các phần chính sau :
- Van thông gió các te: có tác dụng hút các chất khí cháy lọt từ buồng cháyxuống các te khỏi làm biến chất dầu nhờn và gây ô nhiễm không khí.
- Hệ thống sưởi không khí nạp: có tác dụng tăng nhiệt độ không khí nạp kh iđộng cơ mới bắt đầu làm việc làm tăng khả năng sử dụng hỗn hợp cháy nghèo.
1.3 Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử
1.3.1 Khái niệm
Hệ thống phun nhiên liệu (HTPNL) có điều khiển điện tử là hệ thống có thể điều khiển được lượng nhiên liệu phun hoặc điều khiển được cả lượng nhiên liệu phun, thời điểm phun và thời điểm đánh lửa (động cơ xăng) phù hợp với các chế độ làm việc và điều kiện môi trường khai thác cụ thể của động cơ để nâng cao công suất riêng, tính kinh tế nhiên liệu và giảm thiểu ô nhiễm khí thải.
1.3.2 Ưu điểm của hệ thống phun xăng điện tử
+ Dùng áp suất làm tơi xăng thành những hạt bụi sương hết sức nhỏ.
+ Phân phối hơi xăng đồng đều đến từng xylanh một và giảm thiểu xu hướng kích nổ bởi hòa khí loãng hơn.
+ Động cơ chạy không tải êm dịu hơn xăng đồng đều.
+ Giảm được các khí thải độc hại nhờ hòa khí loãng.
+ Mômen xoắn của động cơ phát ra lớn hơn, khởi động nhanh hơn, xấy nóng máy nhanh và động cơ làm việc ổn định hơn.
1.3.3 Phân loại hệ thống phun xăng điện tử
1.3.3.1.Phân loại theo phương pháp đo lường không khí nạp
* L-EFI (loại đo lưu lượng không khí):
* D-EFI (loại đo áp suất tuyệt đối trong đường ống nạp):
Loại này đo áp suất trong đường ống nạp để phát hiện lượng không khí nạp theo tỷ trọng của không khí nạp.
1.3.3.3 Phân loại theo phương pháp điều khiển kim phun
* Phun xăng điện tử: Được trang bị các cảm biến để nhận biết chếđộ hoạt động của động cơ (các sensors) và bộ điều khiển trung tâm (computer) để điều khiển chế độ hoạt động của động cơ ở điều kiện tối ưu nhất.
* Phun xăng thủy lực: Được trang bị các bộ phận di động bởi áp lực của gió hay của nhiên liệu. Điều khiển thủy lực sử dụng cảm biến cánh bướm gió và bộ phân phối nhiên liệu để điều khiển lượng xăng phun vào động cơ. Có một vài loại xe trang bị hệ thống này.
1.3.3.4. Phân loại theo thời điểm phun xăng
* Hệ thống phun xăng giánđoạn:
Đóng mở kim phun một cách độc lập, không phụ thuộc vào xupáp. Loại này phun xăng vào động cơ khi các xupáp mở ra hay đóng lại. Hệ thống phun xăng gián đoạn còn có tên là hệ thống phun xăng biến điệu.
1.3.3.5 Phân loại theo tên gọi của HTPX
Các HTPX điều khiển điện tử của hãng Bosch được phân thành 2 nhóm:
- Các HTPX kiểu Jetronic: bao gồm các thế hệ sau: D-Jetronic; Mono-Jetronic; L-Jetronic; LH-Jetronic; KE-Jetronic
- Các HTPX kiểu Motronic: bao gồm các thế hệ sau: Mono-Motronic; KE-Motronic; ML-Motronic; M-Motronic; MP-Motronic; ME-Motronic; MED-Motronic.
* Điển hình cho HTPX kiểu Motronic là loại M-Motronic: vừa điều khiển phun xăng và đánh lửa với mục đích cải thiện đặc tính của động cơ.
Cụ thể, HTPX kiểu M-motronic có một số ưu điểm sau:
- Về động cơ:
+ Đều là các động cơ xăng có tỷ số nén cao, nên bắt buộc phải sử dụng cảm biến kích nổ (16) mà đối với các HTPX kiểu Jetronic trước đó (như L-Jetronic, KE-Jetronic) không sử dụng để điều khiển giảm góc đánh lửa sớm khi xuất hiện dấu hiệu cháy kích nổ trong xi lanh cho đến khi khắc phục được hoàn toàn.
+ Không dùng bộ chia điện như đối với động cơ sử dụng các HTPX Jetronic mà dùng cuộn dây đánh lửa bố trí cùng với bugi ở mỗi xi lanh. Do vậy, cảm biến tốc độ (22) được lấy từ vành răng đuôi trục khuỷu động cơ.
- Về hệ thống nhiên liệu:
+ Hệ thống nhiên liệu rất kín và thường sử dụng phương án bố trí bơm xăng trong thùng xăng. Hơi xăng được hấp thụ lại và cấp vào đường nạp qua van (3).
+ Không sử dụng vòi phun khởi động lạnh và công tắc nhiệt-thời gian vì chất lượng khởi động lạnh của động cơ đã được khắc phục do những ưu việt của động cơ và của HTPX.
1.4 Kết luận chương 1
Trong chương 1 đã tìm hiểu các nội dung:
- Giới thiệu về xe Toyota land cruiser
- Kết cấu các bộ phận chính và các hệ thống phục vụ của động cơ 1FZ-FE
- Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử trên ô tô: phân loại, một số sơ đồ nguyên lý HTPX điện tử điển hình
CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ 1FZ-FE
2.1 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thông EFI trên động cơ 1FZ-FE
2.1.1 Sơ đồ của hệ thống EFI
Hệ thống EFI (Elctronic Fuel Injection ) sử dụng các cảm biến khác nhau để phát hiện tình trạng của động cơ vá tình trạng của động cơ vá điều kiện chạy của xe. Và ECU động cơ tính toán lượng phun nhiên liệu tối ưu và làm cho các vòi phun nhiên liệu.
2.1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống
Đầu tiên, khi xe khởi động, hệ thống điều khiển điện tử trung tâm sẽ quét từng cảm biến có trong động cơ..
2.2 kết cấu và nguyên lý hoạt động của các bộ phận chính hệ thống phun xăng điện tử động cơ 1fz-fe
2.2.1 Bơm xăng
Kết cấu và nguyên lý hoạt động
Bơm nhiên liệu là loại bơm cánh gạt được đặt trong thùng xăng, do đó loại bơm này ít sinh ra tiếng ồn và rung động hơn so với loại trên đường ống. Các chi tiết chính của bơm bao gồm: Mô tơ, hệ thống bơm nhiên liệu, van một chiều, van an toàn và bộ lọc được gắn liền thành một khối.
- Khi động cơ đang quay khởi động:
Dòng điện chạy qua cực ST2 của khóa điện đến cuộn dây máy khởi động (kí hiệu ST) và dòng diện vẫn chạy từ cực STAcủa ECU (tín hiệu STA).
Khi tín hiệu STA và tín hiệu NE được truyền đến ECU, transitor công suất bật ON, dòng điện chạy đến cuộn dây mở mạch (C/OPN), rơle mở mạch bật lên, nguồn điện cấp đến bơm nhiên liệu và bơm hoạt động.
- Khi động cơ đã khởi động:
Sau khi động cơ đã khởi động, khóa điện được trở về vị trí ON (cực IG2) từ vị trí Start cực (ST), trong khi tín hiệu NE đang phát ra (động cơ đang nổ máy), ECU giữ Tr bật ON, rơle mở mạch ON bơm nhiên liệu được duy trì hoạt động
- Khi động cơ ngừng:
Khi động cơ ngừng, tín hiệu NE đến ECU động cơ bị tắt. Nó tắt Transistor, do đó cắt dòng nhiên liệu điện chạy đến cuộn dây của rơle mở mạch. Kết quả là, rơle mở mạch tắt ngừng bơm.
2.2.2 Bộ lọc nhiên liệu
Lọc nhiên liệu lọc tất cả các chất bẩn và tạp chất khác ra khỏi nhiên liệu. Nó được lắp tại phía có áp suất cao của bơm nhiên liệu, động cơ 1FZ-FE sử dụng loại lọc thấm dùng giấy. Ưu điểm của loại lọc thấm kiểu dùng giấy là giá rẻ, lọc sạch. Tuy nhiên loại lọc này cũng có nhược điểm là tuổi thọ thấp, chu kỳ thay thế trung bình khoảng 4500 (km).
2.2.4 Vòi phun
Vòi phun trên động cơ 1FZ-FE là loại vòi phun đầu dài, trên thân vòi phun có tấm cao su cách nhiệt và giảm rung cho vòi phun, các ống dẫn nhiên liệu đến vòi phun được nối bằng các giắc nối nhanh.
Vòi phun hoạt động bằng điện từ, lượng phun và thời điểm phun nhiên liệu phụ thuộc vào tín hiệu từ ECU. Vòi phun được lắp vào nắp quy lát ở gần cửa nạp của từng xilanh qua một tấm đệm cách nhiệt và được bắt chặt vào ống phân phối xăng.
2.3 Hệ thống điều khiển điện tử
2.3.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp
Kết cấu cảm biến lưu lượng khí nạp như hình 2.9.
- Nguyên lý hoạt động:
Dòng điện chạy vào dây sấy làm cho dây nóng lên. Khi không khí chạy qua, dây sấy được làm nguội tương ứng với khối lượng không khí nạp, bằng cách điều chỉnh dòng điện chạy vào dây sấy này để giữ cho nhiệt độ dây sấy không đổi, dòng điện đó sẽ tỉ lệ thuận với lượng không khí nạp bằng cách phát hiện dòng điện đó ta xác định được lượng không khí nạp. Trong trường hợp này, dòng điện có thể chuyển thành điện áp và gửi đến ECU động cơ.
Chức năng : cảm biến lưu lượng khí cảm nhận lượng khí nạp và gửi một tín hiệuđến bộ ECU, nó sẽ quyết định đến lượng phun cơ bản.
- Mạch điện cảm biến đo lưu lượng khí
Cảm biến lưu lượng khí nạp có một dây sấy được ghép vào mạch cầu. Mạch cầu này có đặc tính là các điện thế tại điểm A và B bằng nhau khi tích của điện trở theo đường chéo bằng nhau (Ra + R3)*R1=Rh*R2.
2.3.2 Cảm biến vị trí bàn đạp ga
- Kết cấu và nguyên lý hoạt động:
Cảm biến vị trí bàn đạp chân ga loại phần tử Hall: có cấu tạo và nguyên lý hoạt động về cơ bản giống như cảm biến vị trí bướm ga loại phàn tử Hall.
Cảm biến vị trí bàn đạp chân ga loại phần tử Hall gồm có các mạch IC Hall làm bằng các phần tử Hall và các nam châm quay quanh chúng. Các nam châm được lắp trên trục của bàn đạp chân ga và quay cùng trục bàn đạp chân ga.
- Mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga:
ECU kiểm soát góc bàn đạp ga từ tín hiệu VPA và VPA2 phát ra và điều khiển môtơ bướm ga theo các tín hiệu này.
2.3.3 Cảm biến nhiệt độ khí nạp
- Kết cấu và nguyên lý hoạt động
Cảm biến nhiệt độ khí nạp lắp bên trong cảm biến lưu lượng khí nạp và theo dõi nhiệt độ khí nạp. Cảm biến nhiệt độ khí nạp sử dụng một nhiệt điện trở - điện trở của nó thay đổi theo nhiệt độ khí nạp, có đặc điểm là điện trở của nó giảm khi nhiệt độ khí nạp tăng. Sự thay đổi của điện trở được thông tin gửi đến ECU dưới sự thay đổi của điện áp.
- Mạch điện cảm biến đo lưu lượng khí
Cảm biến nhiệt độ khí nạp có một nhiệt điện trở được mắc nối tiếp với điện trở được gắn trong ECU động cơ sao cho điện áp của tín hiệu được phát hiện bởi ECU động cơ sẽ thay đổi theo các thay đổi của nhiệt điện trở này, khi nhiệt độ của khí nạp thấp, điện trở của nhiệt điện trở lớn tạo nên một tín hiệu điện áp cao trong tín hiệu THA
2.3.5 Cảm biến oxy
Cảm biến ôxy nhận biết tỷ lệ không khí - nhiên liệu đậm hoặc nhạt hơn tỷ lệ theolý thuyết. Cảm biến ôxy được đặt trong đường ống xả và bao gồm một phần tử chế tạo bằng ZrO2. Cả mặt trong và mặt ngoài của phần tử này được phủ một lớp mỏng Platin. Không khí bên ngoài được dẫn vào bên trong của cảm biến còn bên ngoài nó tiếp xúc với khí xả.
2.3.6 Cảm biến vị trí trục khuỷu
Đĩa tạo tín hiệu NE được làm liền với puly trục khuỷu và có 36 răng, thiếu 2 răng (Thiếu 2 răng là vì ứng với từng tín hiệu được tạo ra do sự chuyển động quay của một răng ta sẽ xác định được 100 của góc quay trục khuỷu và xác định được góc đánh lửa sớm của động cơ). Chuyển động quay của đĩa tạo tín hiệu sẽ làm làm thay đổi khe hở không khí giữa các răng của đĩa và cuộn nhận tín hiệu NE, điều đó tạo ra tín hiệu NE. ECU sẽ xác định khoảng thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản dựa vào tín hiệu này.
Loại tín hiệu NE này có thể nhận biết được cả tốc độ động cơ và góc quay trụckhuỷu tại vị trí răng thiếu của đĩa tạo tín hiệu, nhưng không xác định được điểm chết trên của kỳ nén hay kỳ thải.
2.3.7 Cảm biến vị trí trục cam
- Kết cấu và nguyên lý hoạt động
Cảm biến vị trí trục cam như hình 2.1.9.
- Mạch điện cảm biến vị trí trục cam
Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục cam như hình 2.20.
2.4 Tính toán lưu lượng phun của hệ thống 1FZ-FE
2.4.1 Xác định lượng nhiên liệu cung cấp cho một chu trình
Lượng nhiên liệu cần thiết cho một chu trình được ECU tính toán, yêu cầu thời gian mở vòi phun rồi gửi tín hiệu đến cho vòi phun. Thời gian phun xăng được tính toán dựa trên lượng không khí nạp vào trong xilanh ở hành trình nạp.
Lượng không khí nạp vào trong xilanh động cơ ở hành trình nạp được tính toán nhờ cảm biến đo lượng không khí nạp, cảm biến đo nhiệt độ khí nạp, áp suất khí trời, tín hiệu số vòng quay động cơ.
- Phân loại thời gian phun
Thời gian phun xăng được chia làm :
+ Thời gian phun sau khi khởi động tính toán dựa vào thông tin lượng khí nạp.
+ Thời gian phun lúc khởi động không tính được vào lượng không khí nạp.
Thời gian phun sau khi khởi động được chia làm hai loại phụ thuộc vào thời gian phun. Nói cách khác là đồng thời hay là phun theo vị trí góc quay trục khuỷu qui định và phun không đồng thời khi gia tốc đột ngột.
Thời gian đồng thời sau khi khởi động được xác định theo công thức
Ti=Tp.Fc + Ty
- Thời gian phun cơ bản:
Để có được thời gian phun cơ bản cho mỗi vòi phun thì ECU của động cơ phải lấy các thông tin từ các cảm biến. Trong động cơ phun xăng điện tử EFI lượng phun cơ bản được quyết định bởi hai thông số chính là: Lưu lượng không khí (thông qua cảm biến lưu lượng không khí ) và tốc độ động cơ (thông qua cảm biến số vòng quay trục khuỷu).
mh = 1 - Hệ số bóp dòng.
fh- Tiết diện thông qua hình học, fh = 2515 [mm2] = 2512.10-6[m2]
r0- Khối lượng riêng không khí, r0 = 1,293(Kg/m3)
Dph - Độ chân không ở họng, Động cơ phun xăng Dph = 30[Kpa]
Vậy: Gkk = 17,11,10-3 [m3/s]
Lượng phun cơ bản được xác định :
n - Số vòng quay trục khuỷu, n= 4400[v/ph] = 73.3 [v/s
αT - Tỉ số không khí - nhiên liệu tiêu chuẩn.[14,7]
k1 - Hệ số phụ thuộc vào kích thước vòi phun, phương pháp phun, số xilanh. k1= 4.(0,9 ÷ 0,96) = 4.0,95 = 3,8
Vậy ta có lượng phun cơ bản là: Gnl = 3,06.10-6 [m3/s]
Với áp suất phun không đổi (3 kG/cm2), lưu lượng của vòi phun phun ra trong 15 giây là 39 (cc) vì vậy trong 1 giây vòi phun được 2,6 (cc) = 2,6.10-3[m3/s]
Vậy thời gian phun cơ bản ở chế độ này :
Tp= 3,06.10-6 / 2,6.10-3 .103 = 1,18 [s]
Khi điều kiện khí trời thay đổi, để tính lưu lượng cần phải tính đến hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, tuy nhiên do cảm biến nhiệt độ khí nạp nằm trong cảm biến lưu lượng khí nạp cho nên bản thân cảm biến phát ra tín hiệu đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ khí nạp cho nên khi tính toán ta không cần hiệu chỉnh theo nhiệt độ khí nạp nữa
CHƯƠNG 3: CHẨN ĐOÁN SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ 1FZ-FE
3.1. Các dạng hư hỏng và phương pháp sửa chữa bảo dưỡng hệ thống phun xăng điện tử
3.1.1 Động cơ chết máy
Với hiện tượng động cơ chết máy, ta có thể tham khảo các nguyên nhân ở bảng 3.1.
3.1.2 Khởi động kém
Khởi động kém có thể do các nguyên nhân dưới bảng 3.2.
3.2 Quy trình kiểm tra và bảo dưỡng các bộ phận cơ bản của hệ thống
3.2.1 Quy trình bảo dưỡng vòi phun
* Kiểm tra sự hoạt động của vòi phun
- Dụng cụ : Vít dẹp
- Thao tác :
Bước 1: Khởi động động cơ đến nhiệt độ làm việc
Bước 3: Lần lượt rút giắc cắm điện các vòi phun.
- Kết luận :
Trong quá trình rút giắc cắm điện các vòi phun phải tập trung chú ý và quan sát kỹ tình trạng của động cơ .Nếu vòi phun còn hoạt động tốt thì khi rút giắc cắm điện của vòi phun đó nhìn thấy được hiện tượng động cơ bị rùng lên tức là lúc này động cơ hoạt động không ổn định .
* Kiểm tra điện trở của vòi phun:
Điện trở của vòi phun có vai trò rất quan trọng đối với sự hoạt động của vòi phun. Thông thường điện trở của vòi phun nằm trong một giới hạn quy định tuy nhiên vì một lý do nào đó mà điện trở của vòi phun tăng lên thì sẽ làm cho thời gian nâng kim phun tăng lên và vòi phun sẽ mở không dứt khoát do đó làm giảm lượng nhiên liệu phun vào động cơ.
- Thao tác:
Bước 1: Lần lượt đo điện trở từng vòi phun.
Bước 2: Đọc chỉ số trên đồng hồ đo điện trở
- Kết luận :
Nếu trong quá trình đo điện trở của vòi phun nào mà nằm trong phạm vi cho phép [12-15.2 Ohm] thì vòi phun đó còn tốt (về mặt điều khiển vòi phun).
* Kiểm tra sự rò rỉ của vòi phun:
- Dụng cụ kiểm tra:
+ Vít dẹp.
+ Cà lê vòng.
+ Khay đựng nhiên liệu.
* Kiểm tra sự rò rỉ của vòi phun:
- Dụng cụ kiểm tra:
+ Vít dẹp.
+ Cà lê vòng.
3.3. Chẩn đoán hệ thống phun xăng điện tử
3.3.1. Chẩn đoán qua màu sắc khí xả
Không màu hay xanh nhạt: động cơ làm việc tốt.
Màu trắng: động cơ thiếu nhiên liệu, hay thừa không khí do hở đường nạp, buồng đốt.
Màu xanh đen hay đen: hao mòn lớn trong khu vực séc măng, piston, xi lanh, dầu nhờn lọt vào buồng đốt.
3.3.3. Chuẩn đoán bằng thiết bị chuẩn đoán chuyên dụng
3.3.3.1. Tổng quan về các thiết bị chuẩn đoán
Máy chẩn đoán hay còn gọi là thiết bị đọc lỗi ô tô là loại máy được thiết kế bằng công nghệ hiện đại với một hệ thống chẩn đoán lỗi chính xác mà sửa chữa đến hoàn hảo. Thiết bị này được tạo ra để đọc và hiển thị các vấn đề và các lỗi đang xảy ra trên xe ô tô. Chúng là thiết bị cầm tay có thể cắm vào một cổng cắm đặc biệt, cổng cắm này có hầu hết trên các xe ô tô
Máy chẩn đoán CarTek 2 (hình 3.8): Hỗ trợ đọc và xóa mã lỗi cho tất cả hệ thống trên xe, xem dữ liệu động, kiểm tra các bộ chấp hành, chức năng đặc biệt, cân chỉnh cảm biến góc lái, cài mã kim phun dầu, xả gió tự động hệ thống phanh, cài đặt đèn báo thay nhớt, khởi tạo các hệ thống khi tháo bình ắc-quy, kiểm tra trạng thái bình ắc-quy, máy phát, … Hỗ trợ tất cả các dòng xe tại thị trường Việt Nam
3.3.3.2. Chẩn đoán bằng máy chẩn đoán Intelligent Tester II
a) Giới thiệu máy chẩn đoán Intelligent Tester II
Một bộ máy chẩn đoán Intelligent Tester II gồm các thiết bị cơ bản như: vali, Intelligent Tester II, Cáp DLC3, Đầu đo điện áp, Adapter (cấp nguồn) hình 3.10
b) Quy trình chẩn đoán thông qua máy chẩn đoán Intelligent Tester II
Một chiếc máy chẩn đoán Interlligent Tester II khi kết nối với giắc DL3 sẽ hiển thị như hình 3.11
Bảng mã DTC dùng cho máy chẩn đoán Interlligent Tester II thể hiện như bảng 3.4.
* Cách xóa mã lỗi
Cách xóa mã DTC và dữ liệu lưu tức thời:
1. Nối máy chẩn đoán với giắc DLC3.
4. Xóa các mã DTC và dữ liệu lưu tức thời bằng cách nhấn YES trên máy chẩn đoán.
Kết luận chương 3:
Trong chương 3 đã thực hiện được các nội dung sau:
- Nêu được các dạng hư hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục
- Kiểm tra, chẩn đoán được hệ thống thông qua màu sắc khí xả và bằng máy chẩn đoán Intelligent Tester II và xóa mã lỗi
- Tìm các khu vực nghi ngờ dựa vào mã DTC và cách khắc phục lỗi
- Quy trình kiểm tra và bảo dưỡng kim phun động cơ 1FZ-FE
KẾT LUẬN
Qua thời gian thực tập tốt nghiệp em nhận thấy dòng xe Toyota Land Cruiser tuy mới vào Việt Nam nhưng đã chiếm được lòng tin của người tiêu dùng. Do xe có nhiều ưu điểm trong đó hệ thống nhiên liệu động cơ 1FZ-FE có nhiều ưu điểm vượt trội hơn các động cơ cùng loại khác, đặc biệt là hệ thống phun xăng đa điểm tiên tiến với bộ vi xử lý ECU thông minh nó nhận tín hiệu truyền về từ tập hợp các cảm biến và xử lý thông tin sau đó đưa ra chế độ cung cấp nhiên liệu tối ưu nhất cho động cơ phù hợp với từng chế độ tải giúp động cơ tăng công suất, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thải khí thải độc hại ra môi trường. Nên em đã xin nhận đề tài: “Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ 1FZ-FE lắp trên xe ôtô Toyota Land Cruiser ” làm đề tài tốt thực tập tốt nghiệp và sau đó phát triển thành đề tài tốt nghiệp. Sau khi nhận được sự đồng ý của thầy giáo hướng dẫn tốt nghiệp, em đã tích cực tìm hiểu kỹ về đề tài thông qua các tài liệu sẵn có, trên mạng internet, đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn Công Đoàn, các thầy cô giáo và sự chia sẻ thông tin và tài liệu của các bạn cùng nhóm em đã hoàn thành các nội dung mà thầy giáo hướng dẫn đã giao cho đó là: Tìm hiểu tổng quan về hệ thống nhiên liệu động cơ xăng phát triển qua các thời kỳ và nguyên lý hoạt động của chúng, đặc biệt chú trọng đến hệ thống nhiên liệu có sử dụng hệ thống phun xăng điện tử qua đó khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ 1FZ-FE và tìm hiểu sơ lược về các hệ thống có trên động cơ,tính toán các thông số nhiệt động học, tính toán các thông số của bơm nhiên liệu và thời gian phun nhiên liệu của vòi phun xăng điện tử, qui trình kiểm tra và bảo dưỡng vòi phun.
Qua thời gian tìm hiểu và thực hiện đề tài này em đã có điều kiện tìm hiểu sâu hơn và hệ thống lại các kiến thức đã được học về hệ thống nhiên liệu động cơ xăng và các động cơ xăng đời mới hiện đại đang được sử dụng ngày nay. Điều này sẽ giúp em có được một nền tảng kiến thức vững chắc và sự tự tin sau khi ra trường. Tuy nhiên do kiến thức, tài liệu và thời gian còn nhiều hạn chế nên em chưa thể hoàn thành được đề tài một cách tốt nhất. Em rất mong nhận được sự sẽ chia và cảm thông của quí thầy cô để giúp em bảo vệ thành công đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến. “Kết cấu và tính toán động cơ trong-Tập 1,2,3”. Nhà xuất bản giáo dục ,1996.
[2]. Tác giả Nguyễn Văn Bình, Nguyễn Tất Tiến. “Nguyên lý động cơ đốt trong”. Nhà xuất bản giáo dục, 1994.
[3]. Trần Thanh Hải Tùng. “Chuyên đề động cơ phun xăng”. Dùng cho sinh viên chuyên nghành cơ khí, Đà Nẵng, 2006.
[4]. Kỹ sư Trung Minh. “Hệ thống phun nhiên liệu và đánh lửa xe ôtô”. Nhà xuất bản thanh niên, 2005.
[5]. Tài liệu do công ty Cổ Phần Vận Hội Mới cung cấp, 01-2009.
[6]. Nguyễn Tất Tiến “ Nguyên lý động cơ đốt trong” nhà xuất bản giáo dục.
[7]. Catalog động cơ xe Toyota land cruiser , động cơ 1FZ-FE
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"