MỤC LỤC
MỤC LỤC……………………………………………..…………......................................................................................................……...1
LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………..………………...................................................................................................2
Chương 1. Giới thiệu chung về dòng xe Toyota Camry và động cơ 2GR-FE. Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử…4
1.1. Giới thiệu chung về dòng xe Toyota camry................................................................................................................................... 4
1.2. Tổng quan về động cơ 2GR-FE.................................................................................................................................................... 9
1.2.1. Đặc điểm chung của động cơ.................................................................................................................................................... 9
1.2.2. Các cơ cấu và hệ thống của động cơ 2GR-FE......................................................................................................................... 11
1.3. Tổng quan về hệ thống phun xăng...............................................................................................................................................15
Chương 2. Khảo sát hệ thống phun xăng điện tử động cơ 2GR-FE…………………............................................................…...26
2.1. Hệ thống phun xăng điện tử EFI trên Toyota Camry 2007.......................................................................................................... 26
2.1.1. Cấu tạo..................................................................................................................................................................................... 26
2.1.2. Nguyên lý hoạt động................................................................................................................................................................. 27
2.2. Hệ thống cung cấp nhiên liệu...................................................................................................................................................... 27
2.2.1. Bơm nhiên liệu......................................................................................................................................................................... 27
2.2.2. Vòi phun................................................................................................................................................................................... 29
2.2.3. Bộ lọc nhiên liệu....................................................................................................................................................................... 30
2.3. Bộ phận nạp khí.......................................................................................................................................................................... 30
2.3.1. Khái quát chung....................................................................................................................................................................... 30
2.3.2. Cổ họng gió.............................................................................................................................................................................. 30
2.3.3 Van khí phụ............................................................................................................................................................................... 30
2.3.4. Khoang nạp khí và đường ống nạp......................................................................................................................................... 31
2.4. Hệ thống điều khiển điện tử........................................................................................................................................................ 31
2.4.1. Các cảm biến và tín hiệu đầu vào........................................................................................................................................... 31
2.4.2. Bộ điều khiển điện tử (ECU – Electronic Control Unit)............................................................................................................ 41
2.5. Phương pháp tính toán lượng phun .......................................................................................................................................... 45
CHƯƠNG 3. Chẩn đoán và bảo dưỡng hệ thống phun xăng điện tử động cơ 2GR-FE............................................................50
3.1. Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phun xăng điện tử EFI trên ô tô Camry 2007............................................................................. 50
3.1.1.Bảo dưỡng cấp một.................................................................................................................................................................. 50
3.1.2. Bảo dưỡng cấp hai.................................................................................................................................................................. 50
3.1.3. Các công việc khi bảo dưỡng kỹ thuật.................................................................................................................................... 50
3.2. Các hư hỏng của hệ thống phun xăng điện tử trên ô tô Camry 2007........................................................................................ 54
3.2.1. Các hư hỏng của bộ lọc nhiên liệu.......................................................................................................................................... 54
3.2.2. Các hư hỏng bơm cao áp........................................................................................................................................................ 55
3.2.3. Các hư hỏng của vòi phun........................................................................................................................................................55
3.2.4. Các hư hỏng của đường ống dẫn nhiên liệu........................................................................................................................... 55
3.3. Giới thiệu hệ thống chẩn đoán OBD........................................................................................................................................... 56
3.3.1. Kiểm tra đèn báo kiểm tra động cơ.......................................................................................................................................... 58
3.3.2. Một số mã lỗi liên quan đến hệ thống EFI trên Toyota Camry 2007........................................................................................ 58
3.3.3. Cách kiểm tra và giá trị tiêu chuẩn của các cảm biến.............................................................................................................. 61
3.3.4. Xoá các mã chẩn đoán hư hỏng.............................................................................................................................................. 66
KẾT LUẬN......................................................................................................................................................................................... 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................................................................................... 68
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay ô tô được sử dụng như một phương tiện đi lại thông dụng với các hệ thống, bộ phận và các trang thiết bị ngày một hoàn thiện, hiện đại hơn. Việc gia tăng sử dụng xe ô tô cũng không ngừng làm tăng lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường. Có rất nhiều giải pháp được đưa ra, một trong số đó là sự ra đời của hệ thống phun xăng điện tử EFI. Hệ thống này với nhiều ưu điểm, góp phần tiết kiệm nhiên liệu, giảm lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường.
Thật may mắn khi em được giao thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Khai thác kỹ thuật hệ thống phun xăng trên xe Toyota Camry 2007”. Qua thời gian thực hiện đồ án đã giúp em củng cố và mở rộng vốn kiến thức đã học, áp dụng kiến thức đã học vào thực hành, nhất là vào việc nâng cao hiệu quả khi khai thác sử dụng hệ thống phun xăng điện tử trên xe ô tô hiện đại.
Nội dung của đồ án gồm có 3 chương :
Chương I: Giới thiệu chung về dòng xe Toyota Camry và động cơ 2GR-FE. Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử
Chương II. Khảo sát hệ thống phun xăng điện tử động cơ 2GR-FE
Chương III. Chẩn đoán và bảo dưỡng hệ thống phun xăng điện tử động cơ 2GR-FE
Trong quá trình làm đồ án, tuy hạn chế về thời gian, trình độ, kiến thức. Song nhờ sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy: TS………………. cùng các thầy cô trong bộ môn Kĩ Thuật Oto , đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn. Tuy nhiên đồ án này khó tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy cô đóng góp ý kiến để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
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 CAMRY VÀ ĐỘNG CƠ 2GR-FE. TỔNG QUAN VỀ HỆ
THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ
1.1. Giới thiệu chung về dòng xe Toyota camry
Toyota Camry là một dòng xe sedan ôtô cỡ trung (phiên bản gốc là cỡ nhỏ) được Toyota sản xuất từ 1982 và được bán rộng rãi trên khắp thế giới.
Trải qua hơn 30 năm ra đời, Camry vẫn giữ được chỗ đứng trong phân khúc xe Sedan với tính năng vận hành hoàn hảo, những đặc điểm nổi trội về chất lượng, độ bền và sự tin cậy tuyệt đối.
Tại Việt Nam, dòng xe Toyota Camry được lắp ráp trong nước cung cấp ra thị trường qua 6 thế hệ theo thời gian với các nâng cấp về công nghệ như được trình bày dưới đây:
Thế hệ đầu tiên: Toyota Camry 1998-2001
Toyota Camry thế hệ đầu tiên chính thức lắp ráp tại Việt Nam vào năm 1998, nhưng trước đó đã được nhập khẩu nguyên chiếc và khá được ưa chuộng tại nước ta. Thế hệ thứ nhất tại Việt Nam nhưng đây là mẫu Toyota Camry thân rộng, thế hệ thứ 4 mã hiệu VX20 đã được ra mắt toàn cầu vào năm 1996.
Thế hệ thứ 3: Toyota Camry 2007 – 2011:
Cuối năm 2006, Toyota Camry 2007 chính thức ra mắt với 2 phiên bản là 2.4G và 3.5Q.
Phiên bản Camry 2.4G sử dụng động cơ I4, 16 van, DOHC, hệ thống điều phối van biến thiên VVT-i, công suất cực đại đạt 165 mã lực (SAE) tại vòng tua 6,000 vòng/phút, mô-men xoắn cực đại 22.8 kg.m tại vòng tua 4,000 vòng/phút. Phiên bản này được trang bị hộp số tự động 5 cấp
Thế hệ thứ 5: Toyota Camry 2015 -2018:
Giữa năm 2015, Toyota Camry 2016 chính thức ra mắt Việt Nam cũng với 3 phiên bản đó là: 2.0E, 2.5G và 2.5Q. Đến năm 2016, Toyota Việt Nam tiếp tục cải tiến bằng phiên bản 2016 nâng cấp để cạnh tranh với các đối thủ khác trên thị trường.
Cả hai phiên bản này được cho là phiên bản nâng cấp của thế hệ thân rộng thứ 5 VX50 ra mắt vào năm 2012 tại Việt Nam nhưng được cải tiến đáng kể về cả thiết kế cũng như trang bị và được yêu thích hơn.
Thế hệ thứ 6: Toyota Camry 2019-2021:
Thế hệ thứ 6 tại Việt Nam cũng là thế hệ mới nhất của Toyota Camry được ra mắt vào năm 2019 nhận về rất nhiều lời khen ngợi với thiết kế lột xác hoàn toàn, Toyota Camry 2019 đã rũ bỏ phong cách thiết kế lịch lãm, nhẹ nhàng bằng thiết kế mới cực kỳ thể thao, sang trọng. Cụm lưới tản nhiệt ôm sát bề ngang, hốc gió đặt thấp xuống, cụm đèn chiếu sáng với các đường nét thanh mảnh bo cong mềm mại ứng dụng công nghệ LED. Bộ lazang sử dụng chất liệu hợp kim kích thước 17-18 inch, cụm đèn hậu được kéo dài từ hông sang phần cốp xe, giúp đuôi xe thêm phần bề thế, vững chãi, bên trong cấu tạo bởi những đường vân dày đặc.
1.2. Tổng quan về động cơ 2GR-FE
1.2.1. Đặc điểm chung của động cơ
Động cơ 2GR- FE là động cơ xăng, 4 kỳ, lắp trên xe Toyota Camry 2007 của hãng Toyota là động cơ kiểu hiện đại, phù hợp với các loại xe tính cơ động trên mọi địa hình, các hệ thống trong động cơ đều được điều khiển điện tử bằng ECU động cơ.
Động cơ có 6 xilanh, bố trí chữ V6 góc nghiêng 60o, dung tích công tác là 3500 cm3, thứ tự nổ 1- 2- 3- 4- 5- 6. 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.
Với trục cam kép DHOC (Double overhead camshafts), hệ thống VVT-i kép điều khiển đóng mở van nạp xả thông minh, điều khiển đánh lửa thông minh. Hệ thống nạp ACIS, đóng mở bướm ga là bướm ga điện tử ETCS- i.
Động cơ 2GR-FE có ống nạp có dạng hình học thay đổi được làm bằng nhựa. ACIS của Toyota thay đổi chiều dài của đường ống nạp tùy theo vòng tua động cơ bằng cách mở và đóng van điều khiển khí nạp. Van tiết lưu được điều khiển điện tử bằng hệ thống ETCS-I (Electronic Throttle Control System – hệ thống điều khiển bướm ga điện tử). Bàn đạp tăng tốc không có kết nối vật lý với thân bướm ga, chỉ là cảm biến vị trí và dây dẫn. Động cơ có hệ thống phun nhiên liệu tuần tự kiểu chữ L và đánh lửa DIS của Toyota.
Thông số kĩ thuật của động cơ 2GR-FE như bảng 1.
Công suất có ích của động cơ : Ne = 157KW
+ Số vòng quay định mức : n = 4400 vòng/phút
+ Đường kính xi lanh : D = 100 mm
+ Hành trình pittông : S = 95 mm
+ Tỉ số nén : e = 9
+ Công suất tiêu hao nhiên liệu có ích : ge = 285g/kw.h
+ Số xy lanh : i = 6
- Góc độ phối khí
+ Góc mở sớm xupáp nạp : 5o trước ĐCT
+ Góc đóng muộn xupáp nạp : 40o sau ĐCD
+ Góc mở sớm xupáp thải : 40o trước ĐCT
1.2.2. Các cơ cấu và hệ thống của động cơ 2GR-FE
1.2.2.1. Cơ cấu phân phối khí
Để đảm bảo công suất cực đại của động cơ, cần phải hút càng nhiều hỗn hợp khí- nhiên liệu vào xylanh và thải ra càng nhiều khí cháy càng tốt. Vì thế, hỗn hợp khí- nhiên liệu và quán tính khí cháy được tính đến trong quá trình thiết kế tăng tối đa thời gian mở xu páp. Đối với động cơ 2GR- FE thời điểm đóng mở xu páp nạp và xả thay đổi trong khoảng (Xu páp nạp mở -3o ~ 37o BTDC, xu páp nạp đóng 71o ~ 31o ABTC. Xu páp xả mở 60o ~ 25o BBDC, xu páp xả đóng 4o ~ 39o ATDC.
Hoạt động của con đội thủy lực tùy theo chế độ hoạt động của động cơ tại thời kỳ nạp hoặc xả. Tại thời kỳ nạp khe hở của xu páp luôn bằng không do lò xo piston đẩy piston lên phía. Dầu có áp cũng đẩy viên bi ép vào lò xo viên bi và dàu chảy vào buồng làm việc.
+ Hệ thống điều khiển VVT- i kép (Thay đổi thời điểm phối khí thông minh)
Hệ thống điều khiển VVT- i được sử dụng cho cả trục cam nạp và cam xả. các cảm biến VVT là loại MRE, sẽ phát ra 6 xung tín hiệu số trên mỗi vòng quay của trục khuỷu. Tín hiệu số không đổi ngay cả khi tốc độ động cơ thấp, Cơ chế phát hiện vị trí trục cam bằng cách so sánh tín hiệu Ne với thời điểm thay đổi của tín hiệu cao/thấp do các răng rô to trục cam phát ra, hoặc căn cứ trên số lượng các tín hiệu Ne trong khi tín hiệu cao/thấp được phát ra.
1.2.2.2. Hệ thống nhiên liệu
Hệ thống nhiên liệu động cơ 2GR-FE đóng vai trò rất quan trọng, đảm bảo sự hoạt động của động cơ, là một trong những hệ thống của hệ thống điều khiển điện tử trong động cơ, như hệ thống đánh lửa điện tử, điều khiển tốc độ động cơ, tạo ra sự tương trợ lẫn nhau, kim phun hoạt động như các kim phun của các xe đời mới, kim phun có 12 lỗ có tác dụng tạo nhiên liệu phun ra tơi dẫn đến dễ hòa trộn với không khí tạo hỗn hợp cháy tốt cho quá trình cháy. Khả năng điều khiển tốt, công suất động cơ tăng, giảm tiêu hao nhiên liệu.
1.2.2.3. Hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn cung cấp dầu máy đến các chi tiết chuyển động quay và trượt của động cơ sao cho chúng có thể làm việc êm dịu. Nó cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc làm mát.
1.2.2.5. Hệ thống nạp và xả khí
+ Hệ thống nạp:
Hệ thống nạp của động cơ là hệ thống AIC lắp trên vỏ bọc lọc gió. ECU động cơ sẽ điều khiển đường khí nạp phù hợp với tải và tốc độ của động cơ nhằm nâng cao hiệu suất và giảm tiếng ồn nạp.
+ Hệ thống xả:
Hệ thống xả với đôi ống xả kết hợp với cơ cấu dài sẽ giảm tối đa tiếng ồn trong khi động cơ chạy ở vùng tốc độ thấp.
1.3. Tổng quan về hệ thống phun xăng trên động cơ
1.3.1. Chức năng, nhiệm vụ và phân loại hệ thống phun xăng
1.3.1.1. Chức năng hệ thống phun xăng
Hệ thống phun xăng điện tử EFI sử dụng các cảm biến để phát hiện trình trạng của động cơ, từ đó quyết định việc phun nhiên liệu vào buồng đốt động cơ sao cho phù hợp.
Phun xăng điện tử đảm bảo tối ưu quá trình cháy trong động cơ, tiết kiệm nhiên liệu, kiểm soát mức thấp nhất khí thải độc hại sinh ra trong quá trình cháy như CO, HC.
1.3.1.2. Nhiệm vụ của hệ thống phun xăng
Khi khởi động xe, bộ phận điều khiển điện tử (ECU) lập tức quét từng cảm biến để xác minh chức năng của chúng. Đèn “Check Engine” (hoặc Đèn “Service Engine Soon”) trên bảng điều khiển bật sáng trong quá trình quét và tắt khi tất cả các cảm biến hoạt động.
1.3.1.3. Phân loại hệ thống phun xăng
a) Hệ thống phun xăng đơn điểm SPI (Single Point Injection)
Cấu tạo: Hệ thống phun xăng đơn điểm chỉ dùng một vòi phun ở khu vực trung tâm để thay cho bộ chế hòa khí, có chức năng sinh khí hỗn hợp trong quá trình nạp. Với cấu tạo đơn giản nên phun xăng đơn điểm có chi phí sản xuất thấp.
b) Hệ thống phun xăng điện tử hai điểm BPI (Bi Point Injection)
Hệ thống này có sự cải tiến so với hệ thống đơn điểm. Theo đó, cấu tạo của hệ thống hai điểm bao gồm 2 vòi phun. Chúng được đặt ở sau bướm ga và tạo nên sự hòa trộn đồng đều cho nhiên liệu.
Thông thường, hệ thống này được sử dụng phổ biến cho xe máy, ít ứng dụng cho ôtô. Nguyên do bởi khi hệ thống tiến hành phun chưa đáp ứng được yêu cầu về nhiên liệu cần thiết cho quá trình hoạt động của động cơ ở những dòng xe ô tô phổ thông hiện nay
d) Hệ thống phun nhiên liệu trước bướm ga (TBi)
Đây là hệ thống phun xăng điện tử đời đầu, có thiết kế khá đơn giản chỉ bao gồm bơm nhiên liệu cơ học và kim phun xăng. Đây còn gọi là hệ thống phun nhiên liệu trung tâm.
Chúng bao gồm một kim phun nhiên liệu được điều khiển bằng điện đặt phía trên bướm ga và phun nhiên liệu vào thân bướm ga, đảm nhận nhiệm vụ như một bộ chế hoà khí.
1.3.2. Nguyên lí đầy đủ hệ thống
Đối với cấu trúc HTPNL điều khiển điện tử dùng trên động cơ thì thành phần cơ bản ( quan trọng ) nhất là trung tâm điều khiển hay còn gọi là bộ điều khiển điện tử ( ECU ). Do vậy ECU không chỉ lấy hai thông tin là lưu lượng không khí nạp và số vòng quay để xử lí đưa ra tín hiệu điều khiển cho cơ cấu chấp hành là vòi phun,
* Cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử:
- Các cảm biến :
Đây là bộ phận quan trọng có nhiệm vụ thu thập những thông tin, dữ liệu khác nhau
Liên quan đến điều kiện hoạt động động cơ, tín hiệu điều khiển của người lái và điều kiện
môi trường. Sau đó, những thông tin này sẽ được gửi đến bộ phận điều khiển điện tử ECU. Tại đây, ECU sẽ tổng hợp, phân tích và đưa ra tín hiệu điều khiển phun nhiên liệu phù hợp.
- Bộ điều khiển điện tử
Bộ điều khiển điện tử trung tâm (ECU) được coi là bộ phận chủ chốt trong hệ thống phun xăng này. ECU sẽ tổng hợp và xử lý tất cả những thông tin được tiếp nhận từ cảm biến sau đó truyền tín hiệu tới kim phun nhiên liệu. Kim phun sẽ được cấp tín hiệu điều khiển sao cho việc phun đảm bảo đúng thời điểm, đúng lượng phun. Điều này giúp cải thiện hiệu suất xe, giảm mức tiêu hao nhiên liệu cũng như giảm lượng khí thải ra môi trường.
* Hệ thống phun xăng này được phân thành các loại:
- L-EFI (Loại điều khiển lưu lượng không khí)
Hệ thống phun xăng L-EFI lấy dữ liệu từ một cảm biến lưu lượng khí nạp.Loại cảm biến này giúp phát hiện lượng không khí nạp vào đường ống nạp theo hai cách. Cách thứ nhất là đo trực tiếp khối không khí nạp vào. Cách thứ hai là hiệu chỉnh dựa trên thể tích không khí.
- D-EFI (Loại điều khiển áp suất đường ống nạp)
Cách thức hoạt động của loại phun xăng điện tử này là trực tiếp đo áp suất trong đường ống nạp. Quá trình này sẽ giúp phát hiện lượng khí nạp phù hợp với tỷ trọng của không khí nạp hay không.
CHƯƠNG 2
KHẢO SÁT VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ 2GR-FE
2.1. Sơ đồ và nguyên lí hệ thống phun xăng điện tử EFI trên Toyota Camry 2007
2.1.1. Sơ đồ hệ thống phun xăng điện tử EFI trên Toyota Camry 2007
Hệ thống phun xăng điện tử EFI trên Toyota Camry 2007 thuộc hệ thống phun nhiên liệu đa điểm gồm 3 hệ thống con: hệ thống cung cấp nhiên liệu; hệ thống nạp khí và hệ thống điều khiển điện tử.
+ Hệ thống dẫn không khí nạp gồm: Bầu lọc gió, hộp bướm ga và cụm đường ống nạp có nhiệm vụ cung cấp không khí nạp vào buồng cháy.
+ Hệ thống điều khiển điện tử với ECU và cá cảm biến có chức năng tiếp nhận và xử lý các tín hiệu từ các cảm biến cung cấp tới. ECU xử lý các thông số và đưa ra các phản hồi để hệ thống vận hành đạt hiệu quả nhất
2.1.2. Nguyên lý hoạt động
Nhiên liệu được hút từ bình nhiên liệu bằng bơm nhiên liệu kiểu cánh gạt qua bình lọc nhiêu liệu để lọc sách các tạp chất sau đó tới bộ giảm rung, bộ phận này có nhiệm vụ hấp thụ các dao động nhỏ của nhiên liệu sự phun nhiện liệu gây ra. Sau đó qua ống phân phối, ở cuối ống phân phối có bộ ổn định áp suất nhằm điều khiển áp suất của dòng nhiên liệu và giữ cho nó luôn ổn định.
2.2. Kết cấu các bộ phận chính của hệ thống
2.2.1. Bơm nhiên liệu
Bơm nhiên liệu có nhiệm vụ cung cấp xăng cho vòi phun với lưu lượng và áp suất quy định.
a) Cấu tạo
Bơm và động cơ điện làm thành một khối. Dòng chảy của xăng qua bơm có tác dụng làm mát động cơ điện. Lưu lượng do bơm cung cấp luôn lớn hơn nhu cầu nhằm tạo ra áp suất dư trong mạch nhiên liệu. Các phiến gạt là những con lăn để giảm ma sát và hao mòn. Khi làm việc các con lăn sẽ ép khít vào mặt dẫn hướng của vỏ bơm và đẩy xăng đi. Van an toàn có nhiệm vụ giới hạn áp suất xăng. Van một chiều tránh xăng chảy ngược về bình chứa. Bơm được nhúng hẳn trong bình chứa xăng của xe và hoạt động không cần bảo dưỡng.
b) Nguyên lý làm việc
Khi động cơ quay, dòng điện từ cực ST của khóa điện đến cuộn dây L2 của rơle mở mạch, sau đó tiếp đất. Do đó rơle bật và dòng điện chạy đến bơm xăng. Cùng lúc đó, tấm đo trong cảm biến lưu lượng khí cũng được mở bởi dòng khí nạp, và công tắc bơm nhiên liệu bật lên làm cho dòng điện chạy qua cuộn dây L1. Rơle này bật sáng trong suốt quá trình hoạt động của động cơ.
2.2.3. Bộ lọc nhiên liệu
Bộ lọc nhiên liệu khử bụi bẩn và các tạp chất trong nhiên liệu được bơm lên bởi bơm nhiên liệu.
- Hoạt động:
+ Khi nhiệt độ nước làm mát thấp, van nhiệt co lại và van chắn đợc mở bằng lò xo A. Nó sẽ cho phép không khí đi qua van khí phụ, bỏ qua bướm ga vào trong khoang nạp khí.
+ Khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên, van nhiệt giãn nở làm lò xo B đẩy lò xo A, van chắn đóng dần lại, hạ thấp tốc độ động cơ cho đến khi nó đóng hẳn lại.
2.3. Bộ phận nạp khí
2.3.1. Khái quát chung
Không khí từ lọc gió sẽ đi qua cảm biến đo lưu lượng gió và đẩy mở tấm đo gió trước khi đi vào khoang nạp khí. Lượng khí nạp đi vào khoang nạp được xác định bằng độ mở bướm ga. Từ khoang nạp khí, không khí sẽ được phân phối đến từng đường ống nạp và hút vào trong buồng cháy.
2.3.3 Van khí phụ
Van khí phụ loại sáp được tạo nên bởi một van nhiệt, một van chắn, lò xo A và lò xo B. Van nhiệt được điền đầy bởi sáp giãn nở nhiệt, sáp này giản nở và co lại phụ thuộc vào sự thay đổi của nhiệt độ nước làm mát.
2.4. Hệ thống điều khiển điện tử
Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử bao gồm: các ngõ vào (inputs) chủ yếu là tín hiệu từ các cảm biến và một số tín hiệu khác; ECU (electronic control unit) là bộ não của hệ thống; ngõ ra (outputs) là các cơ cấu chấp hành (actuators).
2.4.1. Các cảm biến và tín hiệu đầu vào
2.4.1.1. Cảm biến lưu lượng (khối lượng) đường ống nạp
Cảm biến lưu lượng khí nạp là một trong những cảm biến quan trọng nhất vì nó được sử dụng trong EFI kiểu L để phát hiện khối lượng hoặc thể tích không khí nạp. Tín hiệu về khối lượng hoặc thể tích của không khí nạp được dùng để tính thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản.
a) Cấu tạo
Cảm biến lưu lượng khí nạp gồm một dây sấy và một nhiệt điện trở được sử dụng như một cảm biến, được lắp vào khu vực phát hiện lượng khí nạp.
b) Nguyên lý hoạt động
Dòng điện chạy vào dây sấy làm cho nó nóng lên, khi không khí chạy quanh dây sấy này, dây sấy được làm nguội tương ứng với khối không khí nạp. Bằng cách điều chỉnh dòng điện chạy vào dây sấy này để giữ cho nhiệt độ của dây sấy không đổi, dòng điện đó sẽ tỷ lệ thuận với khối không khí nạp.
2.4.1.3. Cảm biến vị trí bướm ga
Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên cổ họng gió. Cảm biến này biến đổi góc mở bướm ga thành điện áp, được truyền đến ECU động cơ như tín hiệu mở bướm ga (VTA).
Tín hiệu cầm chừng (IDL) dùng để điều khiển phun nhiên liệu khi tăng tốc và giảm tốc cũng như hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa.
2.4.1.4. Cảm biến vị trí trục khuỷu
Cảm biến vị trí trục khuỷu (bộ tạo tín hiệu NE) dùng để phát hiện góc của trục khuỷu và tốc độ của động cơ. ECU sử dụng tín hiệu này cùng với tín hiệu G được gửi về từ cảm biến vị trí trục cam để tính toán hoặc tìm góc đánh lửa tối ưu và lượng nhiên liệu sẽ phun vào từng xylanh.
2.4.1.5. Cảm biến vị trí trục cam
Cảm biến vị trí trục cam tạo và gửi tín hiệu góc chuẩn của trục khủyu đến ECU động cơ, báo cho ECU biết vị trí TDC hoặc trước TDC của piston giúp ECU xác định thời điểm đánh lửa và cả thời điểm phun nhiên liệu.
2.4.1.7. Cảm biến Oxy
Cảm biến Oxy phát hiện xem nồng độ oxy trong khí xả giàu hơn hay nghèo hơn tỷ lệ không khí – nhiên liệu lý thuyết. Nó phát ra một tín hiệu điện áp gửi về ECU để điều chỉnh tỉ lệ hòa khí thích hợp trong một điều kiện làm việc nhất định. Cảm biến Oxy chủ yếu được lắp trong đường ống xả nhưng vị trí lắp và số lượng lắp tùy theo kiểu động cơ.
2.4.1.9. Tín hiệu máy khởi động
Tín hiệu máy khởi động (STA) dùng để phát hiện xem có phải động cơ đang quay khởi động không. Vai trò chính của tín hiệu này là để được sự chấp thuận của ECU động cơ nhằm tăng lượng phun nhiên liệu trong khi động cơ đang quay khởi động.
2.4.1.10. Tín hiệu A/C
Tín hiệu A/C phát hiện xem ly hợp từ tính của máy điều hòa không khí có bật ON không. Tín hiệu A/C này được dùng để điều chỉnh thời điểm đánh lửa và tốc độ cầm chừng (ISCV).
2.4.2. Bộ điều khiển điện tử (ECU – Electronic Control Unit)
2.4.2.1. Cấu tạo
a) Bộ nhớ :
Bộ nhớ trong ECU chia ra làm 4 loại:
+ ROM (Read Only Memory): Dùng để lưu trữ thông tin thường trực. Bộ nhớ này chỉ đọc thông tin từ đó ra chứ không thể ghi vào được. Thông tin của nó đã được cài đặt sắc. ROM cung cấp thông tin cho bộ vi xử lý và được lắp cố định trên mạch in
+ RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên dùng để lưu trữ thông tin mới được ghi trong bộ nhớ và xác định bởi vi xử lý. RAM có thể đọc và ghi các số liệu theo địa chỉ bất kỳ.
b) Bộ vi xử lý (microprocessor)
Bộ vi xử lý có chức năng phân tích tính toán dữ liệu điều khiển đầu ra dung mã nhị phân để điều khiển, đưa ra tín hiệu đầu ra đạt hiệu quả cao nhất. Nó là “bộ não” của ECU.
e) Bộ đếm (Counter)
Dùng để đếm xung, ví dụ như từ cảm biến vị trí piston rồi gửi lượng đếm về bộ vi xử lý.
f) Bộ nhớ trung gian (Buffer)
Dùng để chuyển tín hiệu xoay chiều thành tín hiệu sóng vuông dạng số. Nó không giữ lượng đếm như trong bộ đếm. Bộ phận chính là một transistor sẽ đóng mở theo cực của tín hiệu xoay chiều.
2.4.2.2. Cấu trúc ECU
Bộ phận chủ yếu của nó là bộ vi xử lý hay còn gọi là CPU (Control Processing Unit), CPU lựa chọn các lệnh và xử lý số liệu từ bộ nhớ ROM và RAM chứa các chương trình, dữ liệu và ngõ vào/ra (I/O) điều khiển nhanh số liệu từ các cảm biến và chuyển dữ liệu đã xử lý đến các cơ cấu thực hiện.
2.5. Phương pháp tính toán lượng phun
* Tính toán chế độ phun:
Lượng nhiên liệu cần thiết cho 1 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 xy lanh ở hành trình nạp.
- Lượng không khí nạp vào trong xy lanh 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.
Ga : Lượng không khí nạp thực tế, (g)
Gf : Lượng nhiên liệu cần thiết cho quá trình cháy, (g)
- Tỉ số không khí - nhiên liệu tiêu chuẩn quyết định tính năng động lực của động cơ, tính cơ động, giảm ô nhiễm môi trường và tính kinh tế nhiên liệu.
Ti : Thời gian phun xăng (ms).
Tp : Thời gian phun cơ bản.
Fc : Hệ số hiệu chỉnh thời gian phun cơ bản.
Ty : Thời gian phun vô ích của vòi phun (ms).
Với Tp là thời gian phun để thực hiện được tỉ số không khí nhiên liệu lý thuyết (Thông thường là 14,7), Fc là hệ số hiệu chỉnh sự biến đổi của Tp.
- Phân loại thời gian phun:
Thời gian phun xăng được chia làm :
+ Thời gian phun sau khi khởi động tính toán dựa vào thông báo lượng khí nạp.
+ Thời gian phun lúc khởi động không tính được vào thông tin lượng không khí nạp.
- Hệ số hiệu chỉnh Fc thông thường được tính theo phương trình sau :
FC = g(FET;FAD; FO; FL; FH) (4.3)
Trong đó :
FET : Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ động cơ.
FAD : Hệ số hiệu chỉnh tăng tốc, giảm tốc.
FO : Hệ số hiệu chỉnh tỉ số không khí nhiên liệu lý thuyết.
FL : Hệ số hiệu chỉnh sai lệch chuẩn.
- Đặc tính output của đo lưu lượng kiểu cánh gạt được tính ở điều kiện tiêu chuẩn 2930K (200C), 101kPa (760 mmHg).
- Khi điều kiện khí trời thay đổi, để tính lưu lượng cần phải tính đến hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ và áp suất.
Khi bướm ga ở một vị trí cố định lưu lượng không khí ở điều kiện tiêu chuẩn Gs và lưu lượng không khí ở trạng thái nhiệt độ T (oK) và áp suất P (kPa) (ở điều kiện bất kỳ) có mối quan hệ.
QS : Lưu lượng thể tích không khí ở điều kiện tiêu chuẩn, (m3/s)
Q : Lưu lượng thể tích không khí ở điều kiện bất kỳ, (m3/s)
rs : Mật độ không khí ở điều kiện tiêu chuẩn, (kg/m3)
r : Mật độ không khí ở điều kiện bất kỳ, (kg/m3)
Lưu lượng thể tích khi mở bướm ga ở một vị trí cố định Q :
Q = CxAxv (4.9)
Trong đó :
C : Hệ số lưu lượng
A : Diện tích mở của bướm ga, (m2)
v : Tốc độ không khí qua bướm ga, (m/s)
- Hiệu chỉnh đối với nhiệt độ khí nạp nhờ cảm biến nhiệt độ lắp trên bộ đo lưu lượng. Hiệu chỉnh đối với áp suất nhờ cảm biến áp suất (Thông thường dùng cảm biến áp suất loại bán dẫn).
CHƯƠNG 3
CHẨN ĐOÁN VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ 2GR-FE
3.1. Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phun xăng điện tử EFI trên ô tô Camry 2007
3.1.1. Bảo dưỡng cấp một
- Dùng mắt kiểm tra tình trạng các bộ phận thuộc hệ thống cung cấp nhiên liệu, độ kín khít các mối nối, và nếu cần thì khắc phục những hư hỏng.
- Kiểm tra sự làm việc của van tắt máy bằng điện mà dẫn động cơ cấu dẫn động bàn đạp ga điều chỉnh lưu lượng nhiên liệu bằng máy chuẩn đoán.
3.1.2. Bảo dưỡng cấp hai
- Kiểm tra độ kẹp chặt và độ kín khít của thùng chứa nhiên liệu, ống dẫn nhiên liệu, bơm cao áp, vòi phun, bầu lọc và cơ cấu dẫn động bơm.
- Kiểm tra dòng chảy nhiên liệu nếu cần thì xả nhiên liệu cho không khí lẫn trong hệ thống ra ngoài.
3.1.3. Các công việc khi bảo dưỡng kỹ thuật
a) Lọc nhiên liệu
- Lọc nhiên liệu tách các tạp chất ra khỏi nhiên liệu và tránh không để xảy ra những hư hỏng kể trên. Tuy nhiên, nếu các chất bẩn tích tụ trong lọc nhiên liệu, tính năng lọc của bộ lọc sẽ giảm. Vì vậy, lọc nhiên liệu phải được thay thế định kỳ.
- Các thao tác chính:
+ Mở nắp bình xăng
+ Đặt khay hứng phía dưới lọc nhiêu liệu.
c) Nắp thùng nhiên liệu, các đường ống dẫn, các cút nối, van kiểm soát hơi nhiên liệu
- Các mục kiểm tra:
+ Kiểm tra hư hỏng, biến dạng và rò rỉ.
+ Kiểm tra hư hỏng và nứt gioăng.
+ Kiểm tra van 1 chiều chân không có bị gỉ và kẹt không.
e) Kiểm tra hoạt động của bơm xăng
+ Bật khoá điện, sử dụng dây nối sửa chữa, nối tắt cực của giắc chẩn đoán.
+ Kiểm tra rằng có áp suất trong đường ống từ bộ lọc xăng.
+ Tháo dây nối và tắt khoá điện.
f ) Kiểm tra áp suất nhiên liệu
+ Giải phóng áp suất nhiên liệu.
+ Kiểm tra điện áp ắc quy trên 12V, ngắt cáp âm khỏi ắc quy
+ Tháo kẹp của ống nhiên liệu ra khỏi cút nối nhiên liệu. Ngắt ống vào nhiên liệu (ống mềm) ra khỏi ống nhiên liệu (ống thép).
3.2. Các hư hỏng của hệ thống phun xăng điện tử trên ô tô Camry 2007
3.2.1. Các hư hỏng của bộ lọc nhiên liệu
Bộ lọc dùng để khử tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu vào bơm chuyển nhiên liệu. Lõi lọc quá cũ, bẩn do sử dụng lâu ngày gây mất chức năng lọc dẫn đến tắc lọc. Cặn bẩn, tạp chất nhiều trong cốc lọc gây tắc lọc giảm tính thông qua của lọc. Bộ lọc bị tắc sẽ làm nhiên liệu đi vào bơm cao áp không đủ, công suất của động cơ giảm và động cơ bắt đầu nổ không đều, đứt quãng.
3.2.3. Các hư hỏng của vòi phun
- Lỗ phun bị tắc hoặc giảm tiết diện: do trong quá trình sử dụng muội than bám vào đầu vòi phun làm tắc lỗ phun. Trong nhiên liệu và quá trình cháy tạo ra các axít ăn mòn đầu vòi phun làm ảnh hưởng đến chất lượng phun.
- Kim phun mòn: tăng khe hở phần dẫn hướng làm giảm áp suất phun, lượng nhiên liệu hồi tăng lên giảm lượng nhiên liệu cung cấp vào buồng cháy. Công suất động cơ giảm.
3.3. Giới thiệu hệ thống chẩn đoán OBD
OBD (On – Board Diagnostics), hay còn gọi là hệ thống chẩn đoán lỗi OBD, được trang bị trên ô tô để theo dõi và điều chỉnh một số hoạt động của phương tiện. Hệ thống này thu thập thông tin từ mạng lưới các cảm biến gắn cố định quanh xe, phát hiện lỗi hư hỏng và cảnh báo tới người lái nhằm kịp thời đưa ra phương án xử lý.
- Tự động nhận biết model xe ở một số dòng.
- Cập nhật chức năng mà các quét số vín dòng máy khác không có.
- Đọc lỗi, xóa lỗi.
- Vì vậy để hệ thống hoạt động ổn định phải thường xuyên làm tốt công tác bảo dưỡng sửa chữa để kịp thời phát hiện những hỏng hóc để khắc phục bảo đảm cho động cơ làm việc ổn định.
- Trong quá trình khai thác sử dụng động cơ phun xăng có thể gặp một số trường hợp hư hỏng như sau:
+ Động cơ chết máy
+ Khó khởi động
3.3.1. Kiểm tra đèn báo kiểm tra động cơ
- Đèn báo kiểm tra động cơ sẽ sáng lên khi bật khoá điện đến vị trí ON và động cơ không chạy. Khi động cơ chạy thì đèn báo kiểm tra động cơ phải tắt. Nếu đèn này vẫn còn sáng thì hệ thống chẩn đoán đã tìm thấy hư hỏng hay sự bất bình thường trong hệ thống
3.3.3. Các bộ phận chính của hệ thống và cách kiểm tra giạ trị tiêu chuẩn của các cảm biến
3.3.3.1.Kiểm tra bơm nhiên liệu
Kiểm tra bơm nhiên liệu như bảng dưới.
3.3.3.2. Kiểm tra cụm vòi phun
a) Kiểm tra điện trở của vòi phun
Dùng một Ohm kế, đo điện trở giữa các cực.
Điện trở tiêu chuẩn: 11.6 đến 12.4 Ohm tại 20oC.
c) Kiểm tra rò rỉ nhiên liệu
Trong điều kiện trên, hãy tháo đầu đo của SST (dây điện) ra khỏi ắc quy và kiểm tra rò rỉ nhiên liệu từ vòi phun
Nhỏ giọt nhiên liệu: 1 giọt trở xuống trong vòng 16 phút.
3.3.3.4. Kiểm tra cần đẩy bàn đạp ga
Thực hiện kiểm tra cần đẩy bàn đạp ga bằng cách đo điện áp theo quy trình sau:
i. Nối máy chẩn đoán với giắc DLC3
ii. Bật công tắc động cơ ON (IG)
iii. Bật máy chẩn đooán ON
3.3.3.7. Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát như bảng dưới.
3.3.4. Xoá các mã chẩn đoán hư hỏng
Sau khi sửa chữa hư hỏng, mã chẩn đoán hư hỏng vẫn còn lưu lại trong bộ nhớ ECU của động cơ, vì vậy cần phải xoá bỏ bằng cách tháo cầu chì “STOP” (15A) hay EFI (15A) trong vòng 10 giây hay lâu hơn tuỳ theo nhiệt độ môi trường (nhiệt độ càng thấp, thời gian càng lâu) khi khoá điện tắt.
3.3.4.1. Dùng máy chẩn đoán
a. Nối máy chẩn đoán với giắc DLC3.
b. Bật khóa điện đến vị trí ON và bật máy chẩn đoán ON.
3.3.4.2. Không dùng máy chẩn đoán
Thực hiện một trong hai thao tác:
+ Ngắt cáp ra khỏi cực âm ắc quy lâu hơn 1 phút.
+ Tháo các cầu chì EFI No.1 và ETCS ra khỏi khoang động cơ (nằm trong khoang động cơ) lâu hơn một phút.
Sau khi xoá mã, chạy thử xe để kiểm tra đèn báo kiểm tra động cơ báo hiệu mã bình thường. Nếu mã hư hỏng như trước vẫn còn xuất hiện, tức là hư hỏng vẫn chưa được sửa chữa hoàn chỉnh.
KẾT LUẬN
Sau Gần ba tháng làm đồ án với đề tài “Khai thác kỹ thuật hệ thống phun xăng điện tử EFI trên ô tô Toyota Camry 2007” em đã cơ bản hoàn thành với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn cùng các bạn sinh viên trong lớp.
Trong đề tài này em đi sâu tìm hiểu tính năng hoạt động của hệ thống phun xăng hiện đại, các nguyên lý làm việc của các loại cảm biến...
Phần đầu đồ án trình bày khái quát chung về hệ thống phun xăng điện tử , đi sâu phân tích những ưu nhược điểm của động cơ xăng dùng bộ chế hoà khí và động cơ xăng dùng hệ thống phun xăng điện tử hiện đại. Phần trung tâm của đồ án trình bày kết cấu hệ thống phun xăng điện tử , đi sâu tìm hiểu phần hệ thống nhiên liệu bao gồm các thiết bị điện tử, các thiết bị chính cung cấp nhiên liệu, không khí nạp. Đồng thời tính toán các thông số nhiệt động cơ 2GR-FE, tính toán chế độ phun của động cơ phun xăng, tìm hiểu các hư hỏng của hệ thống EFI, tìm hiểu mã chẩn đoán hư hỏng
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Đào Hoa Việt (2005), Thiết bị điện tử trên xe, Học viện KTQS
[2]. Hoàng Xuân Quốc, Hệ thống phun xăng điện tử dùng trên xe du lịch, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật
[3]. Hà Quang Minh (1999); Nguyên lý, kết cấu và khai thác các hệ thống phun xăng trên động cơ ô tô hiện đại; Học viện KTQS
[4]. Hà Quang Minh (2009), Nguyễn Hoàng Vũ; Phun nhiên liệu điện tử trên động cơ đốt trong, Học viện KTQS
[5]. Nguyễn Hoàng Vũ (2008), Thử nghiệm động cơ đốt trong, Học viện KTQS
[6]. Nguyễn Hoàng Vũ (2005), Bài giảng Kết cấu tính toán động cơ đốt trong, Học viện KTQS
[8] Toyota GSIC, Toyota Technical Information System (2010)
[9] Autozone (2013), Alldata Repair 10.53
[10] Russell Krick, Modern Automotive Technology, The Goodheart-Willcox Co.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"