ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU CẢM BIẾN NE TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TRÊN XE TOYOTA VIOS 2014 VÀ XÂY DỰNG MODUL ĐÁNH LỬA

Mã đồ án OTMH002024103
Đánh giá: 5.0
Mô tả đồ án

     Đồ án có dung lượng 60MB. Bao gồm đầy đủ các file word (Bản thuyết minh, bìa đồ án…). Ngoài ra còn cung cấp rất nhiều các tài liệu chuyên ngành, các tài liệu phục vụ cho thiết kế đồ án, các video mô phỏng........... NGHIÊN CỨU CẢM BIẾN NE TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TRÊN XE TOYOTA VIOS 2014 VÀ XÂY DỰNG MODUL ĐÁNH LỬA.

Giá: 690,000 VND
Nội dung tóm tắt

 

MỤC LỤC

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN…………………………………...............................................….1

MỤC LỤC………………………………………………………………………...............................................2

LỜI NÓI ĐẦU………………………………….……………………………..............................................….4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CẢM BIẾN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH TRÊNTOYOTA VIOS 2014....5

1.1. Tổng quan về cảm biến trên Toyota Vios 2014................................................................................5

1.1.1. Cảm biến lưu lượng khí nạp (Mass Airflow Sensor – MAF Sensor).............................................5

1.1.2. Cảm biến nhiệt độ khí nạp (Intake Air Temperature Sensor – IAT Sensor)..................................6

1.1.3. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (Engine Coolant Temperature Sensor – ECT Sensor)............7

1.1.4. Cảm biến vị trí bướm ga (Throttle Position Sensor – TPS Sensor)..............................................8

1.1.5. Cảm biến kích nổ (Knock Sensor)................................................................................................9

1.1.6. Cảm biến vị trí trục khuỷu (Camshaft Position Sensor – CMP Sensor)........................................9

1.1.7. Cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor – CMP Sensor).........................................10

1.1.8. Cảm biến tốc độ xe (Vehicle Speed Sensor – VSS)....................................................................11

1.1.9. Cảm biến Oxygen (O2)...............................................................................................................12

1.1.10. Cảm biến áp suất không khí (Manifold Absolute Pressure – MAP Sensor)..............................13

1.2. Tổng quan về cơ cấu chấp hành trên ô tô.....................................................................................14

1.2.1. Bô bin đánh lửa..........................................................................................................................14

1.2.2. Vòi phun nhiên liệu.....................................................................................................................16

1.2.3. Bơm nhiêu liệu............................................................................................................................18

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT........................................................................................................21

2.1. Giới thiệu về dòng xe, động cơ......................................................................................................21

2.1.1. Khái quát chung về Toyota Vios 2014.........................................................................................21

2.1.2. Giới thiệu về xe Toyota Vios 2014 tại Việt Nam..........................................................................27

2.1.3. Hệ thống khung gầm, truyền lực.................................................................................................31

2.1.4. Các hệ thống điện trên................................................................................................................33

2.1.5. Giới thiệu động cơ 1NZ-FE.........................................................................................................36

2.2. Hệ thống điều khiển đánh lửa trực tiếp (DIS)................................................................................42

2.2.1.Hình dạng của bôbin và Igniter....................................................................................................43

2.2.2. Vị trí của các chi tiết hệ thống đánh lửa.....................................................................................43

2.2.3. Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa..........................................................................................44

2.2.4. Mô tả hệ thống, các tín hiệu đánh lửa........................................................................................44

2.3. Cảm biến NE trong hệ thống đánh lửa điện tử.............................................................................49

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MODUL HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA..............................................................50

3.1. Kiểm tra và chẩn đoán cảm biến vị trí trục khuỷu (tín hiệu NE) trong hệ thống đánh lửa.............50

3.2. Xây dựng modul hệ thống đánh lửa..............................................................................................52

3.3. Khảo sát và kiểm nghiệm..............................................................................................................53

KẾT LUẬN……………………………………………………………….….............................................…57

TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………….......................................….…....…....58

LỜI NÓI ĐẦU

Trên thế giới, sự phát triển kinh tế, vận tải,… Đều là những vấn đề, hạng mục phát triển một cách mạnh mẽ từng giây, từng phút. Mỗi ngày lại có rất nhiều những ý tưởng, những công nghệ mới được đưa ra và thực hiện, ngành công nghiệp ô tô cũng vậy. Ở nước ta, ngành công nghiệp ô tô mới được du nhập vào chưa lâu và vẫn còn non trẻ, hầu hết công nghệ, hệ thống và kỹ thuật đều mượn từ các nước phát triển hơn đã tự có khả năng sản xuất và chế tạo ra loại ô tô cho riêng mình. Chính vì thế nước ta đang càng ngày càng cố gắng tiếp cận, theo kịp các công nghệ tiên tiến này để cho nền công nghiệp ô tô nước nhà phát triển và lớn mạnh.

Việc khảo sát cụ thể hệ thống đánh lửa điều khiển điện tử giúp em có một cái nhìn cụ thể hơn, sâu sắc hơn về vấn đề này. Đây cũng là lý do mà đã khiến em được chọn đề tài này làm đề tài môn học với mong muốn góp phần nghiên cứu sâu hơn về hệ thống đánh lửa trên động cơ xăng nói chung, đi sâu hơn để nghiên cứu hệ thống đánh lửa trực tiếp về động cơ 1NZ–FE trên xe trên xe Toyota Vios 2014 nói riêng, để từ đó trình bày được tổng quan về hệ thống đánh lửa và đưa ra các số liệu tính toán thiết kế để từ đó có thể tìm được các giải pháp về các vấn đề hư hỏng thường gặp ở hệ thống đánh lửa động cơ này.

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 “Hệ thống cơ điện tử ô tô” 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. Em xin trân thành cảm ơn thầy giáo: TS……………… đã nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất.

                                                                                                                                    Hưng Yên, ngày … tháng …năm 20…

                                                                                                                                 Sinh viên thực hiện

                                                                                                                                   ………………

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CẢM BIẾN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH TRÊN TOYOTA VIOS 2014

1.1. Tổng quan về cảm biến trên Toyota Vios 2014

Với tốc độ phát triển nhanh chóng của các công nghệ hiện đại, ô tô giờ đây đã có một sự bùng nổ về số lượng các loại cảm biến khác nhau. Các loại cảm biến trên ô tô chính là “giác quan”. Chúng là một bộ phận cơ bản trong hệ thống điều khiển điện tử, ghi nhận các biến đổi về vật lý cũng như hóa học và chuyển thành tín hiệu điện cung cấp cho bộ phận điều khiển trung tâm. 

1.1.1. Cảm biến lưu lượng khí nạp (Mass Airflow Sensor – MAF Sensor)

* Chức năng: Cảm biến lưu lượng khí nạp (Mass Air Flow Sensor - MAF) trên Toyota Vios 2014 với động cơ 1NZ-FE đóng vai trò quan trọng trong quá trình đo lường lượng khí đưa vào động cơ. Đặt ở đầu ống hút khí, cảm biến này giúp điều chỉnh tỷ lệ nhiên liệu và cung cấp thông tin chính xác cho hệ thống điều khiển động cơ. Để đảm bảo hiệu suất và tiêu thụ nhiên liệu tối ưu, quan trọng kiểm tra và bảo dưỡng cảm biến theo đúng lịch trình được đề xuất bởi nhà sản xuất.

* Nguyên lý hoạt động: Cảm biến MAF hoạt động dựa trên hiệu ứng điện từ từ sự chảy của không khí qua một dây dẫn điện. Khi không khí chảy qua dây dẫn, nó tạo ra một dòng điện điện tốt. Lưu lượng khí nạp được xác định bằng cách đo dòng điện này.

1.1.3. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (Engine Coolant Temperature Sensor – ECT Sensor)

* Chức năng: Cảm biến ECT đo nhiệt độ của chất lỏng làm mát (thường là nước) trong hệ thống làm mát của động cơ. Thông tin này được gửi về hệ thống điều khiển động cơ, giúp điều chỉnh hoạt động của động cơ dựa trên nhiệt độ hiện tại.

* Nguyên lý hoạt động: Cảm biến ECT thường sử dụng một biến trở nhiệt độ. Điện trở này thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ. Thông tin về điện trở này được chuyển thành tín hiệu điện và gửi về hệ thống điều khiển động cơ.

1.1.5. Cảm biến kích nổ (Knock Sensor)

* Chức năng: Cảm biến knock đo và giám sát các dấu hiệu của hiện tượng knock, điều này xảy ra khi hỗn hợp nhiên liệu/khí cháy không đồng đều hoặc quá nhanh.

* Nguyên lý hoạt động: Cảm biến knock thường sử dụng nguyên tắc cơ điện tử hoặc cơ học để phát hiện các dao động hoặc nhiễu xạ trong động cơ. Khi cảm biến phát hiện knock, nó sẽ gửi một tín hiệu điện tới hệ thống điều khiển động cơ.

1.1.6. Cảm biến vị trí trục khuỷu (Camshaft Position Sensor – CMP Sensor

* Chức năng: Cảm biến vị trí trục khuỷu đo vị trí hoặc góc quay của trục khuỷu hoặc trục cam. Thông tin này được gửi về hệ thống điều khiển động cơ để đồng bộ hóa các quá trình nổ của xi lanh và điều chỉnh thời điểm nổ.

* Nguyên lý hoạt động: Cảm biến vị trí trục khuỷu thường sử dụng các kỹ thuật điện tử hoặc từ trường để theo dõi chuyển động của trục khuỷu. Thông tin về vị trí của trục khuỷu sau đó được chuyển thành tín hiệu điện và gửi về hệ thống điều khiển động cơ.

1.1.7. Cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor – CMP Sensor)

* Vị trí: Cảm biến vị trí trục cam thường được đặt gần hoặc trên trục cam. Nó có thể được đặt ở phía trước hoặc phía sau của động cơ tùy thuộc vào thiết kế cụ thể của xe.

* Chức năng: Cảm biến vị trí trục cam đo vị trí hoặc góc quay của trục cam. Thông tin này được gửi về hệ thống điều khiển động cơ để đồng bộ hóa các quá trình nổ của xi lanh và điều chỉnh thời điểm nổ.

* Nguyên lý hoạt động: Cảm biến CMP thường sử dụng các kỹ thuật điện tử hoặc từ trường để theo dõi chuyển động của trục cam. Thông tin về vị trí của trục cam sau đó được chuyển thành tín hiệu điện và gửi về hệ thống điều khiển động cơ.

1.1.9. Cảm biến Oxygen (O2)

* Vị trí: Cảm biến oxy thường được đặt trên ống xả của động cơ, gần bên ngoài của đầu kim loại nóng chảy. Điều này cho phép nó tiếp xúc trực tiếp với khí thải.

* Chức năng: Cảm biến oxy theo dõi mức lượng oxy trong khí thải của động cơ. Thông tin này được gửi về hệ thống điều khiển động cơ để điều chỉnh hỗn hợp nhiên liệu/khí.

* Nguyên lý hoạt động: Cảm biến oxy sử dụng nguyên tắc hoạt động của điện hóa học. Nó có một điện cực trong môi trường khí thải và một trong không khí bên ngoài. Khi có sự khác biệt trong nồng độ oxy giữa hai môi trường này, nó tạo ra một điện thế điện tử.

1.1.11. Cảm biến vị trí bàn đạp ga (Accelerator Pedal Position Sensors)

* Chức năng chính: Cảm biến APS đo lường áp lực lá chân người lái đặt lên bàn đạp ga. Thông tin từ cảm biến này được sử dụng để điều chỉnh lượng nhiên liệu đưa vào động cơ, đảm bảo xe phản ứng chính xác với yêu cầu ga của người lái và tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu của xe.  

* Vị trí: Cảm biến APS thường được đặt trực tiếp dưới bàn đạp ga trong khoang lái xe. Vị trí này giúp cảm biến nhận diện áp lực hoặc hành động của lá chân người lái khi đặt lên bàn đạp ga.

1.2. Tổng quan về cơ cấu chấp hành trên ô tô

1.2.1. Bô bin đánh lửa

* Nhiệm vụ: sinh ra các dòng điện cao áp giúp bugi phóng tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hòa khí trong buồng đốt của động cơ.

* Cấu tạo bô bin đánh lửa: Gồm một lõi sắt, một đầu có cuộn dây sơ cấp, đầu còn lại có cuộn dây thứ cấp. Số vòng của cuộn thứ cấp hơn hơn cuộn sơ cấp gấp khoảng 100 lần. Một đầu của cuộn sơ cấp nối với IC đánh lửa, đầu còn lại nối với ắc quy. Một đầu của cuộn thứ cấp nối với bugi, đầu còn lại cũng nối với ắc quy.

* Vị trí của các bô bin trong hệ thống đánh lửa: Được bắt vít vào khung xe với bộ chia điện hoặc nằm ở gần vè xe.

1.2.2. Vòi phun nhiên liệu

* Nhiệm vụ: Chức năng cung cấp nhiên liệu xăng, dầu cho buồng cháy. Lượng nhiên liệu đó sẽ được phun ra với tốc độ rất cao, dưới dạng sương. Khi ở trạng thái này nguyên liệu đốt cháy sẽ được tẩu tán đều trong khoang buồng đốt.

* Vị trí lắp đặt của vòi phun nhiên liệu: Nằm trên đường ống nạp và hướng về phía van nạp

* Nguyên lý hoạt động: Nhiên liệu đã được nén sẽ từ ống phân phối vào đầu kim phun, qua một lưới lọc rồi qua các khe hở đi đến chờ sẵn ở lỗ phun. Một điện áp 12V được cấp sẵn tại cuộn dây solenoid nhưng chưa được nối mát. Khi cần phun nhiên liệu, ECU sẽ điều khiển mở transistor công suất bên trong ECU, cấp mass cho nguồn tại solenoid. Cuộn dây được cung cấp điện tạo ra lực điện từ hút piston và ty kim đi lên, lỗ phun được mở ra và nhiên liệu được phun ra ngoài. Vòi phun nhiên liệu là một phần quan trọng trong hệ thống nhiên liệu của động cơ ô tô, và nó có nhiều ưu điểm quan trọng:

- Vòi phun giúp kiểm soát lượng nhiên liệu được phun vào động cơ, tối ưu hóa đốt cháy và tăng cường hiệu suất.  

- Thiết kế chính xác của vòi phun cùng với khả năng kiểm soát lượng nhiên liệu giúp tăng cường hiệu quả nhiên liệu, làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu.

- Quản lý chính xác của lượng nhiên liệu giúp giảm khả năng tạo khói đen và khí thải độc hại, làm cho động cơ ô tô trở nên "sạch" hơn.

1.2.3 Bơm nhiêu liệu

* Nhiệm vụ: Bơm nhiên liệu trên ô tô chịu trách nhiệm cung cấp và đẩy nhiên liệu từ bình đến động cơ. Nhiệm vụ chính là tạo áp suất để phân phối nhiên liệu đều đặn vào buồng đốt và duy trì áp suất ổn định. Bơm nhiên liệu cũng kiểm soát lượng nhiên liệu theo yêu cầu của động cơ, đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất và ổn định của hệ thống nhiên liệu.

* Cấu tạo của bơm xăng:  Bình nhiên liệu, cụm bơm nhiên liệu, bơm nhiên liệu, lưới lọc của bơm nhiên liệu, bộ lọc nhiên liệu, bộ điều áp, ống phân phối, vòi phun, bộ giảm rung động, van kiểm soát 1 chiều, motor điện, tuabin cánh quạt,…

* Vị trí lắp đặt của bơm nhiên liệu: Thường được lắp đặt bên ngoài hoặc bên trong thùng chứa nhiên liệu. Đối với những mẫu xe có bơm xăng được lắp đặt trong thùng nhiên liệu, thì tiếng ồn khi bơm xăng hoạt động sẽ được hạn chế.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Giới thiệu về dòng xe, động cơ

2.1.1. Khái quát chung về Toyota Vios 2014

Toyota vios là dòng xe sedan được ra mắt lần đầu tiên vào năm 2002 tại Thái Lan. Cái tên Toyota Vios được bắt nguồn từ tiếng Latin “Vio”, mang ý nghĩa “tiến về phía trước”.

* Tóm tắt quá trình hình thành và phát triền xe:

Sau hơn 20 năm có mặt trên thị trường, Vios đã trải qua 4 thế hệ nâng cấp và phát triển.

- Thế hệ đầu tiên 2002 – 2006:

+ Ở thế hệ này, Toyota Vios chưa thể là một cái tên nổi bật ở thị trường Việt Nam do thiết kế thiếu nổi bật

- Thế hệ thứ 3 từ 2013 - 2017:

+ Toyota Vios ở thế hệ thứ 3 tiếp tục hút khách nhờ phong cách mới có phần trang nhã và lịch sự hơn

- Thế hệ thứ 4 từ 2018 đến nay:

+ Toyota Vios ở thế hệ thứ 4 được cải tiến với nhiều trang bị tiện nghi, hiện đại

2.1.2. Giới thiệu về xe Toyota Vios 2014 tại Việt Nam

Toyota Vios 2014 được giới thiệu tới khách hàng với sự xuất hiện của 3 phiên bản Vios 1.5G (số tự động) giá 612 triệu đồng, Vios 1.5E (số sàn) giá 561 triệu đồng và Vios J (số sàn) giá 538 triệu đồng

2.1.2.1. Hình dáng thiết kế

Ngoại hình của Vios 2014 đã có sự thay đổi mạnh mẽ trong phong cách thiết kế, kiểu dáng tròn đầy hợp mắt với thị hiếu người tiêu dùng Việt Nam nhưng với phong cách thiết kế đèn pha, cùng hệ thống lưới tản nhiệt và cản trước mang đến một diện mạo trẻ trung và thể thao hơn cho xe.

Nhìn từ phần đầu phía trước, Vios được trang bị hốc hút gió kích thước lớn, kéo dài từ giữa mũi xe xuống hết phần cản dưới theo ngôn ngữ thiết kế của Toyota trong vài năm trở lại đây.

Thân xe Toyota Vios 2014 mang kiểu dáng tròn đầy đặc trưng của Vios, xe được trang bị gương chiếu hậu chỉnh điện, gập điện và tích hợp đèn báo rẽ cho hai phiên bản động cơ 1.5L. Phiên bản 1.3L chỉ trang bị gương chiếu hậu "kiểu cổ điển". Lazang hợp kim 15'' được trang bị cho cả 3 phiên bản.

Toyota Vios được thay đổi đáng kể về không gian dành cho người ngồi trong cho. Trần xe được tăng thêm 15mm so với đời cũ, lên thành 906mm; khoảng để chân là 993mm, tăng tới 75mm; và khoảng cách từ đầu gối của hàng ghế sau tới ghế trước là 114mm, tăng 44mm so với phiên bản trước đó.

2.1.3. Hệ thống khung gầm, truyền lực

2.1.3.1. Các thông số nhận dạng của xe

- Nhãn tên xe (VIN) trong khoang hành lý phía sau.

- Số khung dập ở trên thân xe ở dưới ghế phía trước bên phải.

- Số động cơ dập trên thân máy phía dưới đường góp nạp

2.1.3.2. Hộp số

- Toyota Vios 2014 vẫn sử dụng động cơ cũ (ra mắt vào tháng 8/2003). Tuy nhiên, khung gầm thiết kế hoàn toàn mới.

Hộp số thường C50 hoạt động tin cậy, dễ điều khiển và chuyển số chính xác dùng cho Vios 1.3J và 1.5E.

2.1.3.4. Hệ thống treo và lái

Hệ thống trợ lực lái EPS (Electric Power Sterring) dẫn động bằng motor điện giúp tăng tính kinh tế nhiên liệu.

Hệ thống treo trước độc lập kiểu thanh giằng Mc. Pherson với thanh cân bằng và treo sau kiểu bán độc lập, cơ cấu dầm xoắn (torsion beam) với thanh cân bằng.

Có bạc cao su hiệu chỉnh độ chụm sau.

2.1.4. Các hệ thống điện trên

2.1.4.1. Hệ thống điện thân xe

Cụm đồng hồ mới ở vị trí trung tâm có thể hiển thị đa thông tin: Vận tốc đi đường, quãng đường còn có thể đi được, tiêu hao nhiên liệu trung bình, giúp người lái dễ dàng kiểm soát tình trạng vận hành của xe.

Hệ thống nghe nhìn trên Toyota Vios 2014 đáp ứng vừa đủ nhu cầu giải trí cho người sử dụng. Xe được trang bị đầu đĩa CD 1 đĩa, chức năng nghe nhạc MP3/WMA/AAC với các cổng kết nối đa phương tiện USB/AUX/Bluetooth giúp kết nối các thiết bị bên ngoài. Phiên bản G cao cấp nhất được trang bị hệ thống âm thanh 6 loa, phiên bản E với 4 loa và phiên bản cấp thấp J với chỉ 2 loa.

2.1.4.2. Hệ thống an toàn

Hai túi khí phía trước cùng dây an toàn giúp giúp bảo vệ khi có va chạm.

Khung xe (GOA - Global Outstanding Assessment) có khả năng hấp thụ xung lực do tai nạn.

Ngoài ra, cũng để giảm thiểu chấn thương trong trường hợp va chạm, phía trước xe, nắp ca-pô, các tấm ốp và mui xe được thiết kế đặc biệt để hấp thụ xung lực.

2.1.5. Giới thiệu động cơ 1NZ-FE

2.1.5.1 Giới thiệu chung

Động cơ 1NZ-FE là loại động cơ DOHC 4 xi-lanh thẳng hàng, dung tích 1,5 lít, 16 van. Hệ thống VVT-i (Điều khiển van biến thiên thông minh), DIS (Hệ thống đánh lửa trực tiếp) và ETCS-i (Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh) được sử dụng trên động cơ này nhằm mang lại hiệu suất cao, độ êm ái, tiết kiệm nhiên liệu và khí thải sạch .

* Các điểm đặc biệt:

Hệ thống phân phối khí: Động cơ mạnh với trục cam kép và trang bị hệ thống VVT-i danh tiếng của Toyota giúp động cơ đạt công suất cao hơn, tiết kiệm nhiên liệu, đạt hiệu quả cao hơn ở những điều kiện đường xá khác nhau và bảo vệ môi trường.

- Hệ thống bướm ga điện tử thông minh ETCS-i.

- Ống góp xả và ống xả bằng thép không gỉ.

- Bơm xăng dạng mô đun bao gồm bộ lọc than hoạt tính lắp trong thùng xăng tiết kiệm không gian cho khoang động cơ

- Hệ thống phun nhiên liệu: Vòi phun 12 lỗ, điều khiển cắt nhiên liệu khi túi khí bị kích hoạt.

2.2. Hệ thống điều khiển đánh lửa trực tiếp (DIS)

Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp không sử dụng bộ chia điện, thay vào đó trong hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng một bô bin cùng với một IC đánh lửa độc lập cho mỗi xy-lanh.

2.2.1. Hình dạng của bôbin và Igniter

Hệ thống đánh lửa điều khiển bằng IC đánh lửa như hình 2.50.

2.2.3. Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa

Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa như hình 2.52.

2.2.4. Mô tả hệ thống, các tín hiệu đánh lửa

2.2.4.1. Mô tả hệ thống

Hệ thống đánh lửa của động cơ 1NZ-FE là hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) bô bin và IC đánh lửa được lắp đặt trực tiếp ở đầu bugi tạo thành một cụm chi tiết, do có kết cấu như vậy nên ở hệ thống đánh lửa không có dây cao áp do đó giảm được tổn thất năng lượng, và tăng được khả năng chống nhiễu. Hệ thống này có một số ưu điểm:

+ Góc đánh lửa sớm được điều khiển tối ưu cho từng chế độ hoạt động của động cơ.

+ Góc ngậm điện luôn luôn được điều chỉnh theo tốc độ của động cơ và theo tín hiệu điện áp của động cơ, đảm bảo điện áp thứ cấp có giá trị cao ở mọi thời điểm.

+ Động cơ điều khiển dễ dàng, cầm chừng êm dịu, tiết kiệm nhiên liệu và giảm độc hại của khí thải.

Trên hệ thống đánh lửa còn bố trí đường truyền tín hiệu phản hồi  IGF,  nhờ có tín hiệu phản hồi ECU có thể xác định được hư hỏng của hệ thống đánh lửa. Nếu hệ thống đánh lửa hư hỏng ECU điều khiển cắt nhiên liệu tránh tổn thấ t nhiên liệu và đảm bảo vấn đề ô nhiễm môi trường.

2.2.4.2. Tín hiệu IGT và IGF

Tín hiệu IGT:

ECU sẽ cho ra tín hiệu điều khiển thời điểm đánh lửa IGT căn cứ  vào sự tiếp nhận tín hiệu từ các cảm biến. Tín hiệu IGT do ECU phát ra trước điểm chết trên (TDC) ở quá trính nén, nó dạng xung vuông. Trong một chu kỳ làm việc của độ ng cơ ECU cung cấp 4 tín hiệu IGT, mỗi xung cách nhau một góc độ là 180° tính theo góc quay trục khuỷu. Hay nói cách khác, số xung của tín hiệu IGT do ECU cung cấp bằng với số xy lanh của động cơ, xung này cách xung kia tính theo góc quay trục khuỷu trong  một chu kỳ là  720/ i  (Với i là số xy lanh của động cơ).

2.2.5. Nguyên lý hoạt động

Khi động cơ hoạt động, ECU động cơ phát ra tín hiệu thời điểm đánh lửa, ắc quy theo lệch sẽ cho dòng điện chạy qua IC đánh lửa rồi đi vào cuộn cơ cấp. Ở lõi trung tâm hình thành các đường sức từ.

Sau đó ECU ra tính hiệu IC đánh lửa nhanh chóng ngắt dòng điện ở cuộn sơ cấp. Điều này khiến từ thông ở cuộn sơ cấp bị giảm đột ngột. Từ đó hình thành một sức điện động theo chiều chống lại sự giảm từ thông đó. Kết quả hiệu ứng tự cảm tạo nên một thế điện động khoảng 500 V trong cuộn sơ cấp. Hiệu ứng cảm ứng tương hỗ ở cuộn thứ cấp tạo nên một sức điện động khoảng 30 kV.

Về khả năng vượt trội của bô bin đánh lửa như :

+ Bô bin đánh lửa giúp chuyển đổi dòng điện thấp từ bộ điều khiển thành dòng điện cao cần thiết để tạo ra ngọn lửa mạnh mẽ tại bougie. Điều này cung cấp hiệu suất cao trong việc đánh cháy hỗn hợp nhiên liệu và khí.

+ Bô bin đánh lửa thường được thiết kế để hoạt động ổn định và tin cậy trong nhiều điều kiện vận hành khác nhau.

+ Bô bin đánh lửa thường có kích thước nhỏ gọn, giúp tiết kiệm không gian trong khoang động cơ và làm cho quá trình lắp đặt trở nên thuận tiện.

2.3. Cảm biến NE trong hệ thống đánh lửa điện tử

2.3.1. Cảm biến vị trí trục khuỷu (tín hiệu NE)

- Cảm biến này phát hiện góc quay trục khuỷu và tốc độ động cơ

+ Tín hiệu NE được tạo ra bởi khe hở không khí giữa cảm biến và các răng trên chu vi của rô to tín hiệu NE lắp trên trục khuỷu. Tùy loại mà cảm biến có 12, 24, 34 răng và có hai răng khuyết. Khu vực có hai răng khuyết được sử dụng để phát hiện góc quay trục khuỷu, nhưng nó không phát hiện được điểm chết trên của kỳ nén hoặc xà.

+ ECU kết hợp hai tín hiệu NE và G để xác định chính xác góc quay trục khuỳu.

+ Không có tín hiệu này động cơ không thể hoạt động.

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MODUL HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

3.1. Kiểm tra và chẩn đoán cảm biến vị trí trục khuỷu (tín hiệu NE) trong hệ thống đánh lửa.

a) Quy trình kiểm tra:

* Chú ý: Kiểm tra tốc độ động cơ. Có thể kiểm tra được tốc độ động cơ bằng cách dùng máy chẩn đoán. Hãy tuân theo quy trình dưới đây:

- Nối máy chẩn đoán vào DLC3.

- Khởi động động cơ.

- Bật máy chẩn đoán ON.

* Bước 1: Đọc giá trị tốc độ xe dùng máy chẩn đoán

+ Nối máy chẩn đoán vào DLC3.

+ Bật khoá điện ON.

+ Bật máy chẩn đoán ON.

* Bước 5: Kiểm tra đĩa tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu (Răng của đĩa cảm biến)

Tốt: Đĩa cảm biến không có bất kỳ vết nứt hay biến dạng.

3.2. Xây dựng modul hệ thống đánh lửa

Bugi là chiếc "ngọn đuốc" quan trọng trong hệ thống đánh lửa của ô tô, chịu trách nhiệm tạo lửa để kích thích hỗn hợp nhiên liệu và không khí. Với đầu được chế tạo từ vật liệu chịu nhiệt độ cao, bugi đảm bảo hoạt động ổn định trong môi trường nhiệt độ cao. Sự hoạt động chính xác và đồng bộ của bugi với hệ thống đánh lửa đóng vai trò quyết định trong hiệu suất và độ ổn định của động cơ, làm cho bugi trở thành một người hùng quan trọng trong thế giới động cơ ô tô.

Một thành phần quan trọng trong hệ thống này là mô đun đánh lửa, một bộ phận điều khiển linh hoạt có khả năng tạo lên xung điện từ chính xác tại thời điểm phù hợp. Khi động cơ quay, các cảm biến vị trí trục khuỷu (Crankshaft Position Sensor) và cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor) thu thập thông tin về vị trí và tốc độ quay của trục khuỷu và trục cam.

3.3. Khảo sát và kiểm nghiệm

- Kiểm tra đánh lửa tại các bugi:

- Tháo 4 giắc nối của vòi phun

- Lắp bugi vào từng biến áp đánh lửa và cắm các giắc tín hiệu của biến áp đánh lửa

- Tiếp mát cho các bugi

- Quan sát tia lửa xuất hiện ở bugi khi khởi động động cơ.

- Nếu không có tia lửa xuất hiện thực hiện theo bước sau:

+ Dùng đồng hồ đo điện để kiểm tra các tín hiệu tới biến áp đánh lửa có IC

+ Dùng đồng hồ đo điện để kiểm tra các tín hiệu tới biến áp đánh lửa có IC

+ Kiểm tra cầu chì, rơ le.

* Kiểm tra, bảo dưỡng bugi:

- Quan sát bugi: Nếu điện cực bugi khô là tốt.

- Kiểm tra cách điện giữa điện cực bugi và sứ cách điện: Điện trở tiêu chuẩn: Lớn hơn 10MΩ

- Làm sạch các bugi: Nếu điện cực có dính muội than ướt, làm sạch bằng xăng và lau khô.

KẾT LUẬN

Sau thời gian làm đồ án nghiêm túc và được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong bộ môn công nghệ ô tô của trường, đặc biệt là thầy: TS. …………….. Em đã hoàn thành được đồ án: Nghiên cứu cảm biến NE trong hệ thống điều khiển động cơ trên xe Toyota Vios (1NZ - FE) 2014 và xây dựng modul đánh lửa.

Qua đây em thêm hiểu hơn về hệ đánh lửa trên xe Toyota Vios và các xe hiện đại ngày nay. Nắm được nguyên lý làm việc và hư hỏng cũng như phương pháp kiểm tra hệ thống một cách khoa học, từ đó có thể sửa chữa được hệ thống của xe. Đồ án còn giúp em có thêm phương pháp học tập và thao tác trên xe, hiểu cách tra sơ đồ mạch điện và cách tiếp cận một chiếc xe đời mới.

Trong quá trình hoàn thiện đồ án, em đã cố gắng hết sức nhưng vì thời gian và trình độ có hạn nên không tránh khỏi những sai sót. Kính mong thầy cô và các bạn góp ý để đồ án của em được hoàn thiện hơn và có tính ứng dụng trong thực tế cao hơn.

Em xin trân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Tài liệu về động cơ 1NZ-FE của hãng Toyota.

2. Tìm hiểu các loại cảm biến trên ô tô đang được sử dụng phổ biến (vinfastauto.com)

3. Đánh giá Toyota Vios 2014: Giá & KM, nội ngoại thất, an toàn (danhgiaxe.com)

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"