MỤC LỤC
MỤC LỤC............................................................................................. i
DANH MỤC HÌNH............................................................................. iii
DANH MỤC BẢNG............................................................................. v
LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA...................... 2
1.1. Hệ thống đánh lửa thường.............................................................. 3
1.2.Hệ thống đánh lửa bán dẫn............................................................ 4
1.2.1. Loại có vít điều khiển..................................................................... 4
1.2.2. Loại không có vít điều khiển........................................................... 5
1.2.3. Loại có ESA (Đánh lửa sớm bằng điện tử)....................................... 7
1.2.3.1. Hệ thống đánh lửa trực tiếp............................................................ 8
1.2.3.2. Các hệ thống đánh lửa khác......................................................... 11
1.3. Nội dung đề tài nghiên cứu........................................................... 13
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP DỰA TRÊN XE CƠ SỞ VIOS 2007.... 14
2.1. Giới thiệu động cơ 1NZ-FE.......................................................... 14
2.2. Sơ lược quá trình hình thành và phát triển xe Vios.................................. 14
2.3. Thông số kỹ thuật động cơ 1NZ-FE của xe Vios............................ 15
2.4. Các hệ thống điều khiển trên động cơ 1NZ-FE........................... 18
2.4.1. Hệ thống nhiên liệu................................................................................ 21
2.4.2. Hệ thống đánh lửa.................................................................................. 22
2.4.3. Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh.................................... 23
2.4.4. Hệ thống điều khiển van phối khí thông minh.......................................... 25
2.4.5. Hệ thống kiểm soát hơi xăng.................................................................. 26
2.5. Kết cấu các phần tử của hệ thống đánh lửa trên động cơ 1NZ-FE... 27
2.5.1. Vị trí các phần tử chủ yếu của hệ thống.................................................. 27
2.5.2. Giới thiệu chung về hệ thống đánh lửa động cơ 1NZ-FE.......................... 28
2.5.3. Kết cấu các phần tử chủ yếu của hệ thống.............................................. 30
2.5.4. Nguyên lý và mạch điện của các cảm biến trên động cơ 1NZ-FE............. 36
2.5.5. Bộ điều khiển điện tử (ECU – Electronic Control Unit)............................ 47
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA………52
3.1. Thiết kế mô hình................................................................................. 52
3.2. Kết cấu các bộ phận trên mô hình...................................................... 53
3.3. Vận hành mô hình............................................................................... 56
3..3.2. Kiểm tra ECU và mạch cấp nguồn ECU................................................. 58
3.3.3. Kiểm tra các cảm biến, bộ phận chấp hành.................................... 61
KẾT LUẬN......................................................................................... 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................... 68
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp ô tô thế giới đã có sự phát triển vượt trội, toàn diện các đoạn ngành. Đó là nhờ việc áp dụng nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất, sử dụng vật liệu mới và linh kiện hiện đại, áp dụng công nghệ mới, cải tiến các hệ thống phụ trợ trong ô tô trong đó hệ thống đánh lửa giữ vai trò quan trọng nhằm nâng cao công suất động cơ, nâng cao tính kinh tế, giảm tiêu hao nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường.
Vì vậy việc tìm hiểu sâu hơn, kỹ càng hơn về một hệ thống hay một chức năng của từng linh kiện, tổng thành trong ô tô là việc vô cùng quan trọng đối với chúng em để có được kiến thức nền tảng để có thể theo kịp với sự phát triển đó. Qua đề tài tốt nghiệp lần này chúng em có cơ hội nghiên cứu sâu hơn về hệ thống đánh lửa trong động cơ xăng từ đó nắm rõ nguyên lý hệ thống, nắm được kiến thức cơ bản về chẩn đoán, kiểm tra, sửa chữa những hư hỏng trong động cơ đốt trong để phục vụ cho công việc trong tương lai.
Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi thiếu sót, kính mong các thầy trong bộ môn chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Trân trọng gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo trong trường mà đặc biệt là các thầy trong Bộ môn Cơ khí Ô tô đã tận tình dạy bảo em trong suốt bốn năm học vừa qua.
Đặc biệt xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến thầy: TS................. vì đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em để em có thể hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất.
TP. HCM, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
……………
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
1.1. Hệ thống đánh lửa thường
Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa thường được trình bày như Hình 1.1.
Nguyên lý hoạt động:
- Khi tiếp điểm KK’ đóng, trong mạch sơ cấp xuất hiện dòng điện sơ cấp i1. Dòng này tạo nên một từ trường khép mạch qua lõi thép và hai cuộn dây của biến áp đánh lửa.
- Khi tiếp điểm KK’ mở:
+ Cam của bộ chia điện quay nhờ truyền động từ trục cam của động cơ và làm nhiệm vụ mở tiếp điểm KK’, cũng có nghĩa là ngắt dòng điện sơ cấp của biến áp đánh lửa.
+ Cũng vào lúc tiếp điểm KK’ chớm mở, trên cuộn dây sơ cấp W1 sinh ra một sức điện động tự cảm, được nạp vào tụ C1 nên sẽ dập tắt tia lửa trên vít. Khi vít đã mở hẳn, tụ điện sẽ xả qua cuộn dây sơ cấp của bô-bin.
1.2. Hệ thống đánh lửa bán dẫn
Hệ thống đánh lửa bán dẫn có ưu thế là tạo được tia lửa mạnh ở điện cực của bugi, đáp ứng tốt ở các chế độ làm việc của động cơ, tuổi thọ cao…
1.2.1. Loại có vít điều khiển
Hệ thống đánh lửa bán dẫn có vít điều khiển hiện nay rất ít được sản xuất. Tuy nhiên, ở Việt Nam vẫn còn nhiều loại xe cũ trước kia có trang bị hệ thống này.
Trong kiểu hệ thống đánh lửa này, dòng sơ cấp và thời điểm đánh lửa được điều khiển bằng cơ học. Dòng sơ cấp của cuộn đánh lửa được điều khiển cho chạy ngắt quãng bằng cam đội tiếp điểm K.
1.2.2. Loại không có vít điều khiển
Bao gồm các bộ phận sau:
- Bộ phận phát tín hiệu: Bộ phận phát tín hiệu bật transistor nguồn trong bộ đánh lửa để ngắt dòng điện sơ cấp cuộn đánh lửa tại thời điểm đánh lửa đúng. Thường sử dụng tín hiệu từ các cảm biến điện từ, cảm biến quang, cảm biến Hall…
- Bộ đánh lửa (igniter hay IC đánh lửa): Bộ đánh lửa gồm có bộ dò, nó dò tìm EMF (sức điện động) sinh ra bởi bộ phát tín hiệu, bộ khuếch đại tín hiệu và transistor nguồn, nó thực hiện ngắt chính xác dòng điện sơ cấp cuộn đánh lửa tùy thuộc vào tín hiệu khuếch đại.
1.2.3. Loại có ESA (Đánh lửa sớm bằng điện tử)
Trong hệ thống đánh lửa sớm điện tử giá trị thời điểm đánh lửa tối ưu được ESA lưu trong ECU động cơ cho từng chế độ hoạt động của động cơ. Hệ thống này cảm nhận các chế độ hoạt động của động cơ…
1.3. Hệ thống đánh lửa trực tiếp
Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS - direct ignition system) hay còn gọi là hệ thống đánh lửa không có bộ chia điện (DLI - distributorless ignition) được phát triển từ giữa thập kỷ 80, trên các loại xe sang trọng và ngày càng được ứng dụng rộng rãi trên các loại xe khác nhau.
- Loại 1: Sử dụng mỗi bô-bin cho một bugi:
+ Nhờ tần số hoạt động của mỗi bô-bin nhỏ hơn trước nên các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp ít nóng hơn. Vì vậy kích thước của bô-bin rất nhỏ và được gắn dính với nắp chụp bugi.
+ Trong sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng mỗi bô-bin cho từng bugi được trình bày trong Hình 1.5, ECU sau khi xử lý tín hiệu từ các cảm biến sẽ gởi tín hiệu đến cực B của từng transistor công suất trong igniter theo thứ tự thì nổ và thời điểm đánh lửa.
- Loại 2: Hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng mỗi bô-bin cho từng cặp bugi. Sơ đồ đánh lửa loại này được trình bày như Hình 1.6.
1.4. Các hệ thống đánh lửa khác
Các ý tưởng đầu tiên về ứng dụng laser để đốt cháy nhiên liệu đã được đề xuất từ những năm 70 của thế kỷ trước. Nhưng phải tới những năm 2000 các nghiên cứu về đánh lửa laser mới được quan tâm và được nghiên cứu tại nhiều trường đại học và các viện nghiên cứu trên thế giới. Sự phát triển của động cơ xăng trong thời gian gần đây dẫn tới kết quả là phải tăng tỷ số nén:
- Tăng tỷ số nén sẽ giúp đốt nhiên liệu sạch hơn, tạo ra ít khí thải độc hại, tiết kiệm nhiên liệu.
- Nhiên liệu sinh học có thể thay thế xăng, nhưng khó cháy hơn, cần có tỷ số nén cao hơn.
1.5. Nội dung đề tài nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống đánh lửa trực tiếp dựa trên xe cơ sở Vios 2007, lập mô hình hệ thống và cho chạy thử nghiệm. Các chương, mục chính của đề tài nghiên cứu được trình bày như sau:
- Chương 1: Tổng quan hệ thống đánh lửa
1.1. Hệ thống đánh lửa thường
1.2. Hệ thống đánh lửa bán dẫn
1.3. Hệ thống đánh lửa trực tiếp
1.4. Các hệ thống đánh lửa khác
- Chương 2: Nghiên cứu kết cấu hệ thống đánh lửa trực tiếp dựa trên xe cơ sở Vios 2007
2.1. Giới thiệu về động cơ 1NZ-FE
2.2. Các hệ thống điều khiển trên động cơ 1NZ-FE
2.3. Kết cấu của hệ thống đánh lửa trên động cơ 1NZ-FE
- Chương 3: Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống đánh lửa
3.1. Thiết kế mô hình
3.2. Kết cấu các bộ phận trên mô hình
3.3. Vận hành mô hình
- Phụ lục
1. Các hư hỏng thường gặp của hệ thống đánh lửa trực tiếp
2. Bảo dưỡng, sửa chữa hư hỏng của hệ thống đánh lửa trực tiếp
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP DỰA TRÊN XE CƠ SỞ VIOS 2007
2.1. Giới thiệu động cơ 1NZ-FE
2.1.1.Sơ lược quá trình hình thành và phát triển xe Vios
Vios là mẫu xe sedan cỡ nhỏ được Toyota giới thiệu lần đầu vào năm 2002 nhằm thay thế Toyota Tercel (Soluna). Từ khi ra đời đến nay, Vios đã trải qua 4 thế hệ phát triển cùng nhiều cải tiến. Thế hệ đầu tiên có mã định danh NCP42, lắp ráp tại Thái Lan dựa trên Toyota Plazt - tên gọi khác của Toyota Yaris.
2.1.2.Thông số kỹ thuật động cơ 1NZ-FE của xe Vios
2.1.2.1. Kích thước và trọng lượng xe Vios 2007
Các thông số kích thước và trọng lượng xe Vios 2007 như bảng 2.1.
Các thông số kích thước của xe Vios 2007 được thể hiện qua bản vẽ tuyến hình xe trình bày trên Hình 2.2.
2.1.2.2. Đặc điểm chung động cơ 1NZ-FE
Động cơ 1NZ-FE là động cơ xăng, 4 kỳ, có 4 xy lanh bố trí thẳng hàng, dung tích công tác là 1496 cm3, thứ tự nổ 1 - 3 - 4 - 2 cho công suất tối đa 106 mã lực tại 6000 vòng/phút, mô-men xoắn tối đa 139 Nm tại 4200 vòng/phút. Động cơ được lắp trên xe Toyota Vios 2007, các hệ thống trong động cơ đều được điều khiển điện tử bằng ECU động cơ.
2.1.2.3.Thông số kỹ thuật động cơ 1NZ-FE
Thông số kỹ thuật của động cơ 1NZ-FE trên xe Vios 2007 được trình bày trong Bảng 2-2.
2.2. Các hệ thống điều khiển trên động cơ 1NZ-FE
Các hệ thống điều khiển trên động cơ 1NZ-FE bao gồm hệ thống phun xăng điện tử EFI, hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS kết hợp với các hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh ETCS-i, hệ thống điều khiển phối khí thông minh VVT-i,…
2.2.1. Hệ thống nhiên liệu
Sơ đồ điều khiển hệ thống nhiên liệu động cơ 1NZ-FE được trình bày như Hình 2.6.
Hệ thống nhiên liệu động cơ 1NZ-FE đóng vai trò rất quan trọng, nó không đơn thuần là hệ thống phun nhiên liệu độc lập, mà nó còn liên kết với các hệ thống đó là hệ thống điều khiển điện tử (ECU), hệ thống đánh lửa điện tử, điều khiển tốc độ động cơ, tạo ra sự tối ưu hóa cho quá trình hoạt động của động cơ..
2.2.2. Hệ thống đánh lửa
Động cơ 1NZ-FE được trang bị hệ thống đánh lửa trực tiếp điều khiển bằng điện tử (DIS). Sơ đồ hệ thống đánh lửa động cơ 1NZ-FE được trình bày như Hình 2.8.
2.2.3. Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh
Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh ETCS-i (Electronic Throttle Control System - intelligent) trên động cơ 1NZ-FE sử dụng ECU để điều khiển bằng điện góc mở của bướm ga, được trình bày trong Hình 2.9.
Các chế độ điều khiển cơ bản:
- Điều khiển chế độ thường: Đây là chế độ điều khiển cơ bản để duy trì sự cân bằng giữa tính dễ vận hành và chuyển động êm.
- Điều khiển chế độ công suất cao: Ở chế độ này, bướm ga mở lớn hơn so với chế độ bình thường.
2.2.4. Hệ thống điều khiển van phối khí thông minh
Thông thường, thời điểm phối khí được cố định, hệ thống điều khiển van phối khí thông minh gọi tắt là hệ thống VVT-i (Variable Valve Timing- intelligent) sử dụng áp suất thủy lực để xoay trục cam nạp và làm thay đổi thời điểm phối khí. Điều này có thể làm tăng công suất, cải thiện tính kinh tế nhiên liệu và giảm khí xả ô nhiễm. Điều khiển thời điểm phối khí được trình bày như Hình 2.10.
2.3. Kết cấu các phần tử của hệ thống đánh lửa trên động cơ 1NZ-FE
2.3.1. Vị trí các phần tử chủ yếu của hệ thống
Vị trí các phần tử chủ yếu của hệ thống đánh lửa động cơ 1NZ-FE trên động cơ và trên xe được trình bày như Hình 2.13.
2.3.2. Giới thiệu chung về hệ thống đánh lửa động cơ 1NZ-FE
Hệ thống đánh lửa trên động cơ 1NZ-FE là hệ thống đánh lửa điện tử loại DIS (Direct Ignition System) là một hệ thống phân phối trực tiếp điện cao áp đến các bugi từ các cuộn đánh lửa đánh lửa mà không dùng bộ chia điện, bao gồm: ECU, các cảm biến tín hiệu, các cuộn đánh lửa có IC đánh lửa và các bugi
2.3.4. Kết cấu các phần tử chủ yếu của hệ thống
Cấu tạo một số phần tử của hệ thống đánh lửa trực tiếp lắp trên động cơ 1NZ-FE bao gồm: bô-bin đánh lửa có IC, bugi, các cảm biến, ECU.
2.3.4.1. Biến áp đánh lửa (Bô-bin)
Cuộn đánh lửa là loại biến áp cao thế đặc biệt dùng để biến xung thế hiệu thấp (12V) thành các xung điện thế cao (12000 - 40000V) đảm bảo cho việc đánh lửa trong động cơ. Động cơ 1NZ-FE sử dụng bô-bin đơn cho từng máy, các IC đánh lửa cũng được bố trí ngay trên các cuộn đánh lửa tạo thành cụm chi tiết có kết cấu rất nhỏ gọn.
2.3.4.2. IC đánh lửa
IC đánh lửa là mạch điện tử được tích hợp từ các linh kiện điện tử như transistor, đi-ốt, tụ điện, các điện trở… để điều khiển đóng ngắt dòng sơ cấp và tạo ra tín hiệu ngược IGF về cho ECU động cơ.
Hoạt động của tín hiệu IGT được trình bày trong sơ đồ Hình 2.18.
Bugi là chi tiết phản ánh tình trạng làm việc của động cơ. Việc quan sát bugi sau một thời gian làm việc sẽ giúp cho người kĩ thuật viên rất nhiều trong việc chẩn đoán động cơ.
2.3.5. Nguyên lý và mạch điện của các cảm biến trên động cơ 1NZ-FE
2.3.5.1. Cảm biến vị trí trục khuỷu
Đĩa tạo tín hiệu NE động cơ 1NZ-FE được làm liền với puly trục khuỷu và có 36 răng (34 răng và 2 răng khuyết, khu vực 2 răng khuyết này ứng với từng tín hiệu được tạo ra do sự chuyển động quay của một răng ta sẽ xác định được góc quay trục khuỷu, nhưng nó không xác định được đó là TDC của kỳ nén hay TDC của kỳ xả, ECU động cơ kết hợp tín hiệu NE và tín hiệu G để xác định đầy đủ góc quay trục khuỷu).
Tín hiệu sinh ra thay đổi theo vị trí của răng, và nó được ECU đọc xung điện thế sinh ra, nhờ đó mà ECU nhận biết vị trí trục khuỷu và tốc độ động cơ.
2.3.5.2. Cảm biến vị trí trục cam
Trên trục cam động cơ 1NZ-FE đối diện với cảm biến trục cam là đĩa tín hiệu G có 3 răng. Cấu tạo cảm biến vị trí trục cam được trình bày trong Hình 2.23.
2.3.5.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát hay còn gọi là cảm biến nhiệt độ động cơ dùng để xác định nhiệt độ của động cơ. Có cấu tạo là một điện trở nhiệt (thermistor), nó được làm bằng vật liệu bán dẫn nên có hệ số nhiệt điện trở âm (NTC – negative temperature co-efficient).
2.3.5.7. Cảm biến nồng độ ô xy
Cảm biến ôxy (cảm biến lamda) được bố trí trên đường ống thải, dùng để nhận biết nồng độ ôxy có trong khí thải, từ đó xác định tỷ lệ nhiên liệu và không khí trong buồng đốt của động cơ là đậm hay nhạt so với tỷ lệ hòa khí lí thuyết, từ đó gửi tín hiệu về ECU để ECU xử lý và cho tín hiệu điều chỉnh lại tỷ lệ không khí - nhiên liệu cho phù hợp. Cấu tạo và sơ đồ mạch điện của cảm biến ôxy động cơ 1NZ-FE được trình bày như Hình 2.27.
2.3.5.8. Cảm biến tỷ lệ không khí - nhiên liệu (A/F)
Trong động cơ 1NZ-FE, cấu trúc cơ bản của cảm biến tỷ lệ không khí - nhiên liệu có sấy và cảm biến oxy có sấy là như nhau. Tuy nhiên, chúng được chia thành loại cốc và loại phẳng, theo cách đặt bộ sấy khác nhau.
2.3.5.10. Cảm biến vị trí bướm ga
Động cơ 1NZ-FE sử dụng cảm biến vị trí bướm ga loại phần tử Hall. Cảm biến vị trí bướm 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 bướm ga và quay cùng với bướm ga. Khi bướm ga mở các nam châm quay cùng một lúc, và các nam châm này thay đổi vị trí của chúng.
2.3.6. Bộ điều khiển điện tử (ECU - Electronic Control Unit)
Bộ điều khiển điện tử ECU là tổ hợp vi mạch và các bộ phận phụ dùng để nhận biết các tín hiệu từ các cảm biến, lưu trữ các thông tin, tính toán và đưa ra các thông tin xử lí đến các cơ cấu chấp hành. Chính vì vậy mà động cơ luôn đảm bảo được về mặt công suất, tính kinh tế về nhiên liệu, độ nhạy và hoạt động ổn định trong các điều kiện làm việc. Đặc biệt ECU còn có chức năng chẩn đoán nên giúp cho kỹ thuật viên xác định một cách nhanh chóng và chính xác các hư hỏng hoặc vùng hư hỏng trên động cơ cũng như trên ô tô do đó rút ngắn được thời gian chẩn đoán và sửa chữa.
2.3.6.1. Bộ nhớ
Bộ nhớ trong ECU chia làm 4 loại:
- Bộ nhớ ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ này dùng để lưu trữ các thông tin thường trực như các thông số của động cơ gồm dung tích xilanh, tỉ số nén...
- Bộ nhớ RAM (Random Access Memory): Đây là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên, dùng để lưu các thông tin mới trong bộ nhớ. Các thông tin lưu trữ trong RAM gồm: Các dữ liệu về tình trạng hoạt động hiện tại của động cơ, các thông tin hoặc hệ thống cần thiết mà bộ xử lí máy tính ghi tạm thời khi khởi động.
2.3.6.2. Bộ vi xử lý (microprocessor)
Bộ vi xử lý có chức năng tính toán và ra quyết định. Nó là “bộ não” của ECU. Sơ đồ khối của các hệ thống trong máy tính với bộ vi xử lý được trình bày như Hình 2.34.
2.3.6.4. Chức năng điều khiển đánh lửa của ECU
Điều khiển thời điểm đánh lửa bao gồm hai điều khiển cơ bản: điều khiển đánh lửa khi khởi động và điều khiển đánh lửa sau khi khởi động.
- Điều khiển khi khởi động:
+ Việc đánh lửa xảy ra tại một góc trục khuỷu cố định nào đó không tính đến chế độ hoạt động của động cơ. Nó được gọi là “góc thời điểm đánh lửa ban đầu”. Điều khiển đánh lửa khi khởi động được thực hiện ngay lập tức sau khi nhận tín hiệu NE sau tín hiệu G2.
+ Trong quá trình khởi động, khi tốc độ động cơ vẫn thấp hơn tốc độ xác định, do tín hiệu lưu lượng khí nạp VG không ổn định, thời điểm đánh lửa được cố định tại thời điểm đánh lửa ban đầu.
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
3.1. Thiết kế mô hình
Việc thiết kế mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa giúp chúng em có cơ hội tìm hiểu sâu về hệ thống, được ứng dụng các kiến thức đã học được trên giảng đường để ứng dụng vào thực tế. Biết được nguyên lý hoạt động của hệ thống cũng như học được cách đấu dây, đo đạt các thông số mạch điện, kiểm tra và chẩn đoán các hư hỏng của các chi tiết, hệ thống và các kỹ năng cơ bản quan trọng khác, tạo tiền đề cho việc tiếp xúc với công việc thực tế sau này.
Phương án thiết kế mô hình:
- Bố trí mô hình mô phỏng vị trí tương đối của các chi tiết trong hệ thống để thể hiện hệ thống trực quan hơn. Các cảm biến, cơ cấu chấp hành, ECU… được bố trí hợp lý để tạo cho sa bàn tính thẩm mỹ và rõ ràng, dễ nhìn.
- Các bộ phận trên sa bàn được bố trí theo các ô độc lập, có tên gọi đầy đủ và thể hiện được toàn bộ mạch điện của hệ thống lên sa bàn. Các bộ phận trên sa bàn được bố trí như Hình 3.1.
- Để thuận tiện cho việc kiểm tra các tín hiệu, mô hình có sử dụng các giắc cắm để đưa các cực của ECU ra ngoài.
3.2. Kết cấu các bộ phận trên mô hình
Mô hình gồm có các bộ phận sau:
- Hệ thống các cảm biến tạo tín hiệu đầu vào.
- ECU động cơ 4S-FE.
- Các bộ phận chấp hành: 1 cổ họng gió, 1 bộ chia điện, 1 IC đánh lửa, 1 bô-bin, 1 bơm xăng, 1 ống phân phối, 1 đèn báo lỗi, 4 vòi phun, 4 bugi.
Các giắc nối đưa chân cực ECU ra ngoài được bố trí quanh ECU để thuận tiện hơn cho việc kiểm tra và quan sát (Hình 3.5).
3.3. Vận hành mô hình
Cũng giống như các chế độ hoạt động trên xe thực tế khóa điện có ba vị trí là OFF (vị trí B), ON (vị trí IG), và START (vị trí ST) thì trong mô hình cũng sử dụng khóa điện để thể hiện các chế độ làm việc đó. Vận hành mô hình được thực hiện theo các bước sau:
- Bước 1: Thực hiện cắm điện cấp nguồn cho nguồn tổ ong là nguồn AC 110/220V, khi đó ECU sẽ được cấp nguồn thường trực 12V vào chân BATT qua cầu chì 30A EFI, đồng thời bật rơ-le EFI. Điện nguồn cung cấp thường trực đến chân BATT và E1 của ECU để lưu trữ các dữ liệu trong bộ nhớ trong suốt quá trình xe hoạt động.
- Bước 2: Bật khóa điện sang vị trí ON, nguồn được cấp cho ECU, các cảm biến và các bộ phận chấp hành là nguồn sau khóa điện (vị trí IG) qua cầu chì 15A
3.3.1. Kiểm tra ECU và mạch cấp nguồn ECU
Các cực ECU và các thông số được thể hiện trong Hình 3.9 và Bảng 3-1.
3.3.3. Kiểm tra các cảm biến, bộ phận chấp hành
3.3.3.1.Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Kiểm tra điện trở của cảm biến và điện áp cực THW. So sánh với các bảng giá trị (Bảng 3-3 và Bảng 3-4), nếu các giá trị không đúng thì phải thay cảm biến.
3.3.3.2. Cảm biến áp suất đường ống nạp
Kiểm tra điện áp chân PIM ở áp suất khí trời và tín hiệu nhiệt độ khí nạp THA bằng đồng hồ VOM. Sau đó so sánh giá trị với Bảng 3-5. Nếu các giá trị không đúng như Bảng 3-5 thì phải thay cảm biến.
3.3.3.3. Kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga
Kiểm tra điện áp khi động cơ dừng nhưng khóa điện ON. So sánh với giá trị trong Bảng 3-6. Nếu các giá trị không đúng như Bảng 3-6 thì phải thay cảm biến.
3.3.3.5. Kiểm tra hệ thống nhiên liệu
Phạm vi đề tài không nghiên cứu phần kiểm tra hệ thống nhiên liệu.
3.3.3.6. Kiểm tra hệ thống đánh lửa
Thực hiện theo các bước sau:
* Bước 1:
+ Kiểm tra các đầu nối điện của bô-bin, IC đánh lửa và bộ chia điện xem chúng có tiếp xúc tốt và khóa chặt hay không.
+ Vệ sinh các cực, nếu cần thiết thì thay mới các đầu nối.
* Bước 2: Kiểm tra điện trở dây cao áp, giá trị điện trở không vượt quá 25 kW. Nếu điện trở không đúng, thay mới dây cao áp.
* Bước 4: Kiểm tra điện trở của bô-bin
+ Bật khóa điện ON.
+ Dùng đồng hồ VOM đo điện trở cuộn sơ cấp, so sánh Bảng 3-7.
+ Dùng đồng hồ VOM đo điện trở cuộn thứ cấp, so sánh Bảng 3-7.
* Bước 6: Kiểm tra tín hiệu IGT: Có 3 cách kiểm tra tín hiệu IGT: bằng đèn LED, bằng Vôn kế và bằng máy đo xung. + Kiểm tra tín hiệu IGT bằng đèn LED:
+ Mắc LED vào mạch điện như sơ đồ Hình 3.15a.
+ Khởi động động cơ.
* Bước 7: Kiểm tra tín hiệu IGF, thực hiện theo các bước sau:
+ Tháo giắc nối đến IC đánh lửa.
+ Bật khóa điện ON.
+ Kiểm tra điện áp cực IGF của giắc nối IC đánh lửa, giá trị khoảng 5V. Nếu không có, kiểm tra đường dây tín hiệu IGF và mạch nguồn cung cấp cho IC.
KẾT LUẬN
Sau gần 3 tháng nghiên cứu thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu chế tạo hệ thống đánh lửa trực tiếp dựa trên xe cơ sở Vios 2007” đến nay em đã hoàn thành qua đó có cái nhìn rõ hơn về hệ thống đánh lửa trong động cơ xăng cũng như cấu tạo, chức năng của các cảm biến, ECU, bộ phận chấp hành… trong hệ thống và trong ô tô. Nắm được kiến thức về chẩn đoán, kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa hệ thống đánh lửa trong động cơ và rèn luyện được nhiều kỹ năng quan trọng khác sẽ rất có ích cho em khi ra trường.
Qua thời gian thiết kế mô hình và cho chạy thử nghiệm đã giúp chúng em có được kiến thức về điện ô tô nhưng do hạn chế về kinh phí nên đã sử dụng những bộ phận cũ của mô hình cũ nên không tránh khỏi những sai số hệ thống, các nghiên cứu sau nên sử dụng các bộ phận mới, hiện đại hơn để có độ chính xác cao hơn. Nhưng qua đó em cũng đã được tiếp xúc nhiều hơn với thực tế để hiểu rõ hệ thống hơn và rèn luyện được kỹ năng thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống đánh lửa và kỹ năng suy luận, giải quyết các vấn đề phát sinh.
Đồ án này sẽ là cơ sở, quy trình để em dựa vào đó thực hiện nghiên cứu, tìm hiểu thêm các hệ thống khác hoặc linh kiện, tổng thành khác trong ô tô để rèn luyện thêm được kiến thức, kỹ năng để phục vụ cho nghề nghiệp của em sau này.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy trong Bộ môn Cơ khí Ô tô, đặc biệt à thầy hướng dẫn: TS…………… để em hoàn thành ề tài tốt nghiệp này./
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế và Nguyễn Tất Tiến (1996), Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong. Nhà xuất bản Giáo dục.
[2]. Đỗ Văn Dũng, Hệ thống điện và điện tử trên ô tô hiện đại - Hệ thống điện động cơ. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.
[3]. Đào Mạnh Hùng và Đỗ Khắc Sơn (2012), Các hệ thống cơ điện tử trên ô tô. Nhà xuất bản Giao thông Vận tải.
[4]. Nguyễn Duy Tiến (2007), Nguyên lý động cơ đốt trong. Nhà xuất bản Giao thông Vận tải.
[5]. Nguyễn Tất Tiến (2003), Nguyên lý động cơ đốt trong. Nhà xuất bản Giáo dục.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"