MỤC LỤC
MỤC LỤC..............................................................................................................i
LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................1
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU..........................................2
1.1. Giới thiệu về dòng xe Innova.........................................................................2
1.2. Giới thiệu về động cơ 1TR-FE.......................................................................3
Chương 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 1TR-FE......................................6
2.1. Cơ cấu nắp máy, thân máy, piston – xylanh, trục khuỷu – thanh truyền ......6
2.1.1. Nhóm chi tiết cố định..................................................................................6
2.1.2. Nhóm chi tiết chuyển động.........................................................................7
2.2. Cơ cấu phối khí – hệ thống VVT-i................................................................12
2.2.1. Phân loại...................................................................................................12
2.2.2. Cơ cấu phối khí - Hệ thống VVT-i.............................................................12
2.3. Các hệ thống trên động cơ 1TR – FE..........................................................15
2.3.1. Hệ thống bôi trơn......................................................................................15
2.3.2. Hệ thống làm mát.....................................................................................18
2.3.3. Hệ thống cung cấp nhiên liệu...................................................................20
2.3.4. Hệ thống đánh lửa....................................................................................21
2.3.5. Hệ thống điều khiển động cơ 1TR - FE....................................................23
2.3.6. Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử ETCS-i..........................................43
Chương 3. KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ 1TR-FE....50
3.1. Kiểm tra và điều chỉnh các cơ cấu cơ khí của động cơ................................50
3.1.1. Kiểm tra sự dịch chuyển của Piston và xả khí...........................................50
3.1.2. Kiểm tra CO/HC.........................................................................................51
3.1.3. Kiểm tra và bảo dưỡng trục cam...............................................................53
3.1.4. Kiểm tra xích và bộ căng xích....................................................................53
3.1.5. Kiểm tra bánh răng phối khí trục cam.............................................,..........54
3.1.6. Kiểm tra độ vênh – nứt của nắp quy lat..........................................,..........55
3.1.7. Kiểm tra đế xupáp (nạp – xả)........................................................,...........56
3.1.8. Kiểm tra lò xo nén......................................................................................57
3.1.9. Kiểm tra thân máy......................................................................................57
3.1.10. Kiểm tra piston cùng với chốt..................................................................58
3.1.11. Kiểm tra độ cong thanh truyền.................................................................59
3.2. Kiểm tra, bảo dưỡng các hệ thống...............................................................60
3.2.1. Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu..................................................60
3.2.2. Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống kiểm soát khí xả........................................61
3.2.3. Hệ thống làm mát......................................................................................62
3.2.4. Hệ thống bôi trơn.......................................................................................63
3.2.5. Hệ thống đánh lửa.....................................................................................65
3.3. Kiểm tra hệ thống điều khiển điện tử............................................................68
3.3.1. Kiểm tra các chân ECU..............................................................................68
3.3.2. Kiểm tra các cảm biến...............................................................................72
3.3.3. Kiểm tra các cơ cấu chấp hành.................................................................76
3.3.4. Hệ thống điều khiển chẩn đoán lỗi ...........................................................78
KẾT LUẬN..........................................................................................................88
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................89
LỜI NÓI ĐẦU
Ô tô là một trong những phương tiện giao thông quan trọng đối với sự phát triển của nền kinh tế - xã hội hiện nay. Lịch sử ra đời và phát triển của nó đã trải qua nhiều năm với những giai đoạn thăng trầm để tiến tới sự hoàn thiện và tiện nghi hơn như tăng công suất động cơ, tăng tính kinh tế nhiên liệu, đảm bảo tính năng an toàn tăng tính tiện nghi và bảo mật...Các hãng xe đã áp dụng các tiến bộ khoa học vào những chiếc ô tô của mình như điều khiển điện tử, kỹ thuật bán dẫn, công nghệ nano….Từ đó nhiều hệ thống hiện đại ra đời: Hệ thống phun xăng điện tử (EFI), hệ thống phun diesel điện tử CRDI, hệ thống đánh lửa lập trình ESA, hệ thống phanh ABS, hệ thống đèn tự động, sử dụng bộ chìa khóa nhận dạng…
Ở Việt Nam, với ngành công nghiệp ô tô còn non trẻ thì hầu hết những công nghệ về ô tô đều đến từ các nước trên thế giới. Chúng ta cần phải tiếp cận với công nghệ tiên tiến này để không những tạo tiền đề cho nền công nghiệp ô tô mà còn phục vụ cho công tác bảo dưỡng, sửa chữa.
Qua thời gian học tập và nghiên cứu về chuyên ngành “ Công nghệ kỹ thuật ô tô ” tại trường Đại Học, em được khoa tin tưởng giao cho đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu, khai thác động cơ 1TR – FE trên xe Toyota Innova”. Đây là một đề tài rất thiết thực nhưng còn nhiều khó khăn.
Với sự cố gắng của em và dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy : ThS……………. trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, với khả năng và kinh nghiệm còn hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy em rất mong sự đóng góp, chỉ bảo của quý thầy để đề tài của em được hoàn thiện hơn và đó chính là những kinh nghiệm nghề nghiệp cho em sau khi ra trường.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy trong khoa, đặc biệt là thầy đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn em để đề tài của em được hoàn thành.
Em xin trân trọng cảm ơn !
TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
………………
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
1.1. Giới thiệu về dòng xe Innova
Toyota Innova một trong những dòng xe ngay từ khi ra đời đã tạo ra tiếng vang mạnh mẽ cho hãng với mệnh danh “con át chủ bài” của phân khúc xe đa dụng và luôn nằm trong top những mẫu xe bán chạy nhất qua các năm. Sự vượt trội về khả năng vận hành, thiết kế thanh lịch đầy phong thái, nội thất sang trọng và tiện nghi cùng hệ thống an toàn chuẩn mực với mức giá phải chăng chưa từng thấy.
Là dòng xe 7 chỗ, sử dụng số tự động hoặc số tay,động cơ 4 xy lanh thẳng hàng, VVT-i, phun xăng điện tử. Với động cơ thế hệ mới 2.0 có trang bị hệ thống phân phối khí thông minh nên hoạt động của innova mạnh mẽ hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn, thân thiện với môi trường, sử dụng động cơ 1TR – FE có thể sinh ra công suất tối đa đạt 137 mã lực và mô men lên tới 183 Nm.
1.2. Giới thiệu về động cơ 1TR-FE
1TR-FE là loại động cơ sử dụng xăng không chì, chỉ số Octan > = 91, tổng dung tích công tác là 1998 cc (tương đương gần 2,0 lít).
Giải thích về ký hiệu động cơ 1TR-FE
Một ký hiệu động cơ của TOYOTA bao gồm 3 thành phần như sau:
“1” Ký tự đầu tiên cho ta biết về thế hệ của thân động cơ, cũng là kí hiệu thế hệ của động cơ.
“FE” Các ký tự sau nằm dấu gạch ngang (-) cho ta biết về các đặc điểm của động cơ. Ví dụ FE có nghĩa là:
F: Economy narrow-angle DOHC (kiểm soát chặt chẽ góc mở cam, nâng cao tính kinh tế trong sử dụng nhiên liệu)
E: Electronic Fuel Injection (phun nhiên liệu điện tử)
Các hệ thống chính trên động cơ 1 TR-FE:
- Hệ thống điều khiển tốc độ không tải.
- Hệ thống bôi trơn.
- Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức
- Hệ thống đánh lửa DIS.
- Hệ thống VVT-i.
- Hệ thống kiểm soát khí thải.
Các thông số kỹ thuật của động cơ 1TR-FE như 1.a.
Chương 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 1TR-FE
2.1. Cơ cấu nắp máy, thân máy, piston – xylanh, trục khuỷu – thanh truyền
2.1.1. Nhóm chi tiết cố định
2.1.1.1. Nắp máy
Nắp máy là phần đậy phía trên cylinder, nó có cấu tạo tương đối phức tạp bởi vì trong nó có rất nhiều các đường ống dẫn khí, dẫn nước, dẫn dầu và là chỗ chứa nhiều các bộ phận khác của động cơ.Nắp máy được đúc thành khối liền chung cho cả dãy cylinder. Nó được đúc bằng nhôm, có cấu tạo phức tạp do phải lắp rất nhiều các bộ phận trong nó như: giàn xu páp, các đường nạp, xả cho các cylinder, các đường dầu, đường nước làm mát, lỗ để lắp vòi phun nhiên liệu, bugi...
2.1.1.2. Thân máy
Thân động cơ được lắp đặt các cơ cấu và hệ thống của động cơ. Thân động cơ có kết cấu rất phức tạp, nó được đúc bằng gang hợp kim nhẹ. Thân động cơ bao gồm thành 2 phần: phần trên dùng để chứa các cylinder nên có tên gọi là blốc cylinder và phần dưới gọi là cácte.
Để tăng thời gian sử dụng cho động cơ, thân máy được doa lên cốt sửa chữa (tăng đường kính lên 0,5mm). Chỉ có thể lên một cốt sửa chữa, nếu doa rộng quá cốt 0,5mm này sẽ làm mất bề mặt Cylinder.
2.1.2. Nhóm chi tiết chuyển động
2.1.2.1. Nhóm pít tông
- Các chi tiết của nhóm pít tông bao gồm : pít tông, các xéc măng khí, xéc măng dầu, chốt pít tông và các chi tiết khác.
- Pít tông: Piston là một trong những chi tiết quan trọng nhất của động cơ đốt trong. Nó phải chịu điều kiện làm việc rất nặng nhọc: áp lực rất lớn của khí cháy, nhiệt độ cao của buồng đốt và ma sát liên tục với thành cylinder.
Piston đảm nhận các nhiệm vụ sau: tạo hình dạng cần thiết cho buồng đốt, đảm bảo độ kín cho khoang công tác của cylinder, biến áp lực của khí cháy thành lực đẩy lên thanh truyền để quay trục khuỷu và sinh công hữu ích.
Để khỏi bị kẹt do biến dạng nhiệt không đều theo chu vi, váy Piston có dạng ô van, trong động cơ 1TR-FE thì độ ô van là 0,2 mm, trục lớn nằm vuông góc với trục của Piston. Theo chiều cao, váy Piston có độ côn – phần trên có đường kích nhỏ hơn phần dưới là 0,035 mm.
Ở Piston của động cơ 1TR-FE có 2 segment hơi, vòng thứ nhất làm bằng thép, vòng thứ 2 bằng gang.
- Chốt pít tông:
Chốt pít tông có nhiệm vụ nối pít tông với đầu nhỏ thanh truyền. Chốt pít tông được chế tạo bằng thép hợp kim, sau đó thấm than hoặc tôi bằng dòng điện cao tần.
Chốt pít tông có dạng hình trụ rỗng được gia công tinh bề mặt ngoài, luồn qua bạc đầu nhỏ thanh truyền và gối lên hai bệ chốt pít tông.
2.1.2.2. Thanh truyền
Thanh truyền có nhiệm vụ truyền lực từ Piston cho trục khuỷu và nối liên động giữa Piston với trục khuỷu. Thanh truyền được chế tạo bằng thép rèn (dập), có cấu tạo dạng thanh, tiết diện chữ I với 2 đầu: đầu nhỏ và đầu to. Đầu nhỏ thanh truyền có lỗ để lắp với ắc Piston. Trong động cơ 1TR-FE, chốt Piston được gắn theo kiểu bơi nên trong đầu nhỏ thanh truyền có bạc đỡ bằng đồng.
2.2. Cơ cấu phối khí – hệ thống VVT-i
2.2.1. Phân loại
Động cơ ôtô 1TR-FE sử dụng cơ cấu phối khí đóng mở xupáp thông minh VVT-i kiểu xu páp bố trí bên trên, ngay trong nắp máy, gọi là xu páp treo. Động cơ có 2 trục Cam nằm phía trên có ký hiệu DOHC (Double overhead Camshaft).
2.2.2. Cơ cấu phối khí - Hệ thống VVT-i
Thông thường, thời điểm phối khí được cố định, trên động cơ 1TR-FE hệ thống VVT-i 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.
Hệ thống này được thiết kế để điều khiển thời điểm phối khí bằng cách xoay trục cam trong một phạm vi 40O so với góc quay của trục khuỷu để đạt được thời điểm phối khí tối ưu cho các điều kiện hoạt động của động cơ dựa trên tín hiệu từ các cảm biến. Thời điểm phối khí được điều khiển như sau.
Cơ cấu phối khí bao gồm những bộ phận chính sau: các bánh răng dẫn động 1 và 2, trục phân phối (còn gọi là trục cam), xích cam, cò mổ, xu páp, lò xo, ống dẫn hướng xu páp và bộ VVT-i.
Đối với động cơ 1TR-FE, khe hở này là 0,2 - 0,3 mm. Trong các động cơ hiện đại sau này, trong đó có động cơ 1TR-FE sử dụng trên xe Toyota Innova, khe hở nhiệt này không cần phải điều chỉnh trong quá trình sử dụng. Do trong hệ thống phối khí đã tích hợp bộ điều chỉnh khe hở xupáp tự động.
Thông số kỹ thuật 2 trục Cam như bảng 2.b.
Bộ dẫn động xích cam truyền chuyển động từ bánh xích trục khủyu đến bánh xích trục cam. Trên thân máy đầu trục khủyu có lắp vòi phun dầu bôi trơn. Bộ dẫn động xích có chốt tự động căng xích. Khi tháo, lắp cơ cấu phối khí phải đưa Piston trong Cylinder thứ nhất về Điểm chết trên sau kỳ nén. Lúc đó vạch trên puli phải trùng với dấu “0” trên tấm vạch dấu góc mở xupáp sớm. Chốt trên mặt bích trục cam phải được quay về vị trí cao nhất. Khi lắp xích cam phải lưu ý sao cho dấu chấm trên mặt bánh xích cam nằm giữa 2 mắt xích có mạ sáng, còn rãnh dấu trên bánh xích đầu trục khủyu phải trùng với một mắt xích khác có mạ sáng.
2.3. Các hệ thống trên động cơ 1TR – FE
2.3.1. Hệ thống bôi trơn
Động cơ đốt trong 1TR-FE sử dụng kết hợp cả hai phương pháp bôi trơn bằng vung dầu và bôi trơn cưỡng bức: những chi tiết làm việc nặng được bôi trơn cưỡng bức, còn các chi tiết làm việc nhẹ hơn thì bôi trơn bằng vung dầu.
Các chi tiết sau đây được bôi trơn cưỡng bức: các ổ đỡ (bạc hay ổ bi) của trục khuỷu, các ổ ở đầu to của thanh truyền, cơ cấu phối khí, các ổ đỡ trục của bộ phận tăng áp, ắc piston cũng được bôi trơn cưỡng bức nhờ một đường dầu dẫn từ cổ trục khuỷu đi qua lỗ khoan trong thân thanh truyền.
Bơm dầu bôi trơn gồm 2 rôto tiếp xúc trong: rôto trong và rôto ngoài, có trang bị van an toàn để tránh quá tải cho hệ thống khi áp suất tăng vượt quá định mức. khi áp suất ra quá cao làm thắng lực lò xo van, mở cửa van, xả bớt dầu về cacte. Van điều chỉnh áp suất dầu được bố trí trên bầu lọc dầu.
Áp suất dầu tiêu chuẩn tại n = 3000 vg/ph là 2,5 – 5,0 kG/cm. Rôto trong được dẫn động bởi trục cam quay làm xoay rôto ngoài trong vỏ bơm.
2.3.2. Hệ thống làm mát
Động cơ 1TR-FE sử dụng hệ hống làm mát tuần hoàn cưỡng bức (SLLC) một vòng kín. Trong quá trình làm việc của động cơ, nhiệt truyền cho các chi tiết tiếp xúc với khí cháy như: piston, xéc măng, xupap, nắp xylanh, thành xylanh chiếm khoảng 25-35% nhiệt lượng do nhiên liệu cháy tỏa ra. Vì vậy các chi tiết đó thường bị đốt nóng rất cao. Nhiệt độ của các chi tiết máy cao gây ra những hậu quả xấu như: Làm giảm sức bền, độ cứng vững và tuổi thọ của các chi tiết máy. Việc giảm độ nhớt động học của dầu bôi trơn => các chi tiết bị ma sát với nhau. Bị kẹt, bó piston trong xylanh, giảm hệ số nạp, cháy kích nổ.
Trong một hệ thống như vậy, phải có một van điều áp để xả bớt chất lỏng ra ngoài tránh cho áp suất trong hệ thống tăng cao quá gây nguy hiểm. Nhiệt độ sôi của nước trong các hệ thống làm mát kín có thể đạt tới 120o C.
Chế độ nhiệt tối ưu của động cơ là khi nhiệt độ nước ở trong áo nước của Xylanh vào khoảng 80 – 100oC. Điều đó có nghĩa là hệ thống làm mát phải được tính toán thiết kế sao cho trong quá trình động cơ làm việc nó phải luôn luôn duy trì được chế độ nhiệt nói trên cho động cơ trong mọi điều kiện.
2.3.4. Hệ thống đánh lửa.
Động cơ 1TR-FE được trang bị hệ thống đánh lửa kiểu đánh lửa trực tiếp bobine đơn, có bộ điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử, thứ tự đánh lửa: 1 – 3 – 4 – 2. Hệ thống đánh lửa gồm có khóa điện, các cảm biến, IC, cuộn cao áp, bougie, bộ điều khiển ESA (Electronic Spark Advance) tích hợp trong ECU. Nhờ có hệ thống ESA việc tự điều chỉnh thời điểm đánh lửa được thực hiện theo các tín hiệu từ cảm biến đo vòng quay, đo áp suất dòng khí nạp, nhiệt độ nước làm mát… tùy vào chế độ làm việc của động cơ.
Thời điểm đánh lửa ban đầu của động cơ 1TR-FE là 3o - 7o trước ĐCT tại số vòng quay không tải 650 – 750 vg/phút.
Nến điện dùng cho động cơ 1TR-FE được khuyến nghị là: loại do DENSO chế tạo, ký hiệu K20HR-U11.
Khe hở điện cực Bugi mới tiêu chuẩn - 1.0 đến 1.1 mm
Khe hở điện cực lớn nhất cho Bugi cũ - 1.3 mm
2.3.5. Hệ thống điều khiển động cơ 1TR - FE
Sơ đồ mạch hệ thống điều khiển động cơ 1TR – FE như hình 2.19.
2.3.5.1. Bộ điều khiển động cơ ECU.
ECU (Electronic Control Unit) Bộ điều khiển động cơ hay còn có tên gọi khác là ECM (Engine Control Module), đây là một bộ tích hợp các hệ thống điều khiển, dùng để điểu khiển các hệ thống và các thông số khác nhau trên động cơ cũng như các bộ phận khác trên xe ô tô.
ECU của động cơ 1TR-FE bao gồm các hệ vi mạch thành phần như sau:
OBD (On-board Diagnostic) Hệ thống chẩn đoán tích hợp trong ECU
VVT-i (Variable Valve Timing-Intelligent) Thay đổi thời điểm đóng mở xupáp thông minh.
Khi có hỏng hóc xảy ra, các kỹ thuật viên có thể kết nối với bộ ECU và kiểm tra các thông số vận hành xe để tìm ra nguyên nhân. Thậm chí, một vài hệ ECU còn có thể truy vấn bằng điện thoại đi động.
2.3.5.2. Hệ thống các cảm biến.
a) Cảm biến vị trí trục khuỷu
- Nhiệm vụ
Tín hiệu NE được ECU động cơ sử dụng để phát hiện góc của trục khuỷu và tốc độ của động cơ. ECU động cơ dùng tín hiệu NE và tín hiệu G để tính toán thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản.
- Cấu tạo
Đĩa tạo tín hiệu NE được slàm liền với buly trục khuỷu và có 36 răng, thiếu 2 răng (thiếu 2 răng 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).
b) Cảm biến vị trí trục cam
- Nhiệm vụ
Tín hiệu G này là thông tin về góc chuẩn của trục khuỷu đến ECU động cơ, kết hợp nó với tín hiệu NE từ cảm biến vị trí của trục khuỷu để xác định TDC (điểm chết trên) kỳ nén của mỗi xilanh để đánh lửa và phát hiện góc quay của trục khuỷu.
ECU động cơ dùng thông tin này để xác định thời gian phun và thời điểm đánh lửa.
d) Cảm biến vị trí bướm ga
- Nhiệm vụ
Cảm biến được lắp vào một đầu trục bướm ga. Chức năng của cảm biến này là chuyển đổi góc mở lớn, bé khác nhau của bướm ga thành tín hiệu điện áp gửi về ECU qua tín hiệu mở bướm ga VTA1 và VTA2.
- Cấu tạo
Cảm biến vị trí bướm ga như hình 2.27.
f) Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
- Nhiệm vụ
Cảm biến này lắp đặt ngập vào trong áo nước của động cơ, có công dụng theo dõi nhiệt độ nước của động cơ và báo về ECU.
- Cấu tạo
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát như hình 2.30.
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát là một trụ rỗng có ren ngoài, bên trong có gắn một điện trở dạng bán dẫn có hệ số nhiệt điện trở âm. Ở động cơ làm mát bằng nước, cảm biến được gắn ở thân máy, gần bọng nước làm mát. Trong một số trường hợp cảm biến được lắp trên nắp máy.
2.3.5.3. Điều khiển các cơ cấu chấp hành.
a) Điều khiển bơm xăng, phun xăng.
- Bơm nhiên liệu
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.
Rô tô (4) quay, dẫn động cánh bơm (7) quay theo, lúc đó cánh bơm sẽ gạt nhiên liệu từ cửa vào (11) đến cửa ra (10) của bơm, do đó tạo được độ chân không tại cửa vào nên hút được nhiên liệu vào và tạo áp suất tại cửa ra để đẩy nhiên liệu đi.
+ Ðiều khiển bơm nhiên liệu:
Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy. Ðiều này tránh cho nhiên liệu không bị bơm đến động cơ trong trường hợp khóa điện bật ON nhưng động cơ chưa chạy. Hiện nay có nhiều phương pháp điều khiển bơm nhiên liệu.
+ Khi động cơ ngừng:
Khi động cơ ngừng, tín hiệu NE đến ECU động cơ bị tắt. Nó tắt Transistor, do đó cắt dòng điện chạy đến cuộn dây của rơle mở mạch. Kết quả là, rơle mở mạch tắt ngừng bơm nhiên liệu.
- Vòi phun xăng điện tử
Vòi phun trên động cơ 1TR-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 xy lanh qua một tấm đệm cách nhiệt và được bắt chặt vào ống phân phối xăng.
b) Điều khiển đánh lửa.
Hệ thống đánh lửa sử dụng cho xe INNOVA là kiểu đánh lửa trực tiếp Bôbin đơn có bộ điều khiền đánh lửa sớm bằng điện tử. Thứ tự đánh lửa cho các máy là 1-3-4-2.
Hệ thống đánh lửa kiểu này gồm có có khóa điện, các loại cảm biến, IC đánh lửa bán dẫn, cuộn cao áp, nến đánh lửa (Bugi) và ESA tích hợp trong ECU.
Thời điểm đánh lửa ban đầu của động cơ 1TR-FE là 3o - 7o trước ĐCT tại số vòng quay không tải 650 – 750 vg/phút.
Nến điện dùng cho động cơ 1TR-FE được khuyến nghị là: loại do DENSO chế tạo, ký hiệu K20HR-U11.
Khe hở điện cực Bugi mới tiêu chuẩn - 1.0 đến 1.1 mm
Khe hở điện cực lớn nhất cho Bugi cũ - 1.3 mm
- Hoạt động của hệ thống VVT-i trên ô tô
Van điều khiển dầu phối khí trục cam chọn đường dầu đến bộ điều khiển VVT-i tương ứng với độ lớn dòng điện từ ECU động cơ. Bộ điều khiển VVT-i quay trục cam nạp tương ứng với vị trí nơi mà đặt áp suất dầu vào, để làm sớm, làm muộn hoặc duy trì thời điểm phối khí.
- Làm muộn thời điểm phối khí
Khi ECU đặt van điều khiển thời điểm phối khí trục cam ở vị trí như chỉ ra trong hình vẽ, áp suất dầu tác dụng lên khoang cánh gạt phía làm muộn thời điểm phối khí để làm quay trục cam nạp theo chiều quay làm muộn thời điểm phối khí.
2.3.5.4. Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử ETCS-i
a) Khái niệm
- ETCS-i là hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh (Electronic Throttle Control System – Intelligent). Ra đời với mục đích điều khiển hệ thống một cách khoa học và chính xác hơn để tối ưu hơn về tiết kiệm năng lượng, tối ưu hóa hiệu suất và tăng hiệu quả làm việc của các hệ thống tùy thuộc vào các trường hợp khác nhau.
b) Cấu tạo và hoạt động của cổ họng gió
- Hệ thống ETCS-i bao gồm cảm biến vị trí bướm ga, ECU động cơ và cổ họng gió. Cổ họng ga bao gồm bướm ga, motor điều khiển bướm ga, cảm biến vị trí bướm ga và các bộ phận khác.
- Cổ họng gió bao gồm bướm ga, cảm biến vị trí bướm ga dùng để phát hiện góc mở của bướm ga, motor bướm ga về mộ vị trí cố định. Motor bướm ga ứng dụng một motor điện 1 chiều (DC) có độ nhạy tốt và tiêu thụ năng lượng ít.
- Khi ECU động cơ phát hiện thấy có trục trặc, nó bật đèn báo hư hỏng trên đồng hồ taplo đồng thời cắt nguồn đến motor, nhưng do bướm ga được giữ ở góc mở khoảng 7 độ, xe vẫn có thể chạy đến nơi an toàn.
c) Các chế độ điều khiển
- ETCS-i điều khiển góc mở của bướm ga đến giá trị tối ưu nhất tùy theo mức độ nhấn của bàn đạp ga.
+ Điều khiển chế độ đường tuyết
Chế độ điều khiển này giữ cho góc mở bướm ga nhỏ hơn so với chế độ bình thường để tránh trượt khi lái xe trên đường trơn trượt, như đường có tuyết rơi.
+ Điều khiển chế độ công suất cao
Ở chế độ này, bướm ga mở lớn hơn so với chế độ bình thường. Do đó, chế độ này mang lại cảm giác động cơ đáp ứng ngay với thao tác đạp ga và xe vận hành mạnh mẽ hơn so với chế độ thường. Chế độ này chỉ có ở một số kiểu xe.
Các điều khiển khác:
- Điều khiển tốc độ không tải: Chức năng này điều khiển bướm ga ở phía đóng để duy trì tốc độ không tải lý tưởng.
- Điều khiển giảm va đập khi chuyển số: Chức năng điều khiển này giảm góc mở của bướm ga và giảm momen động cơ đồng thời với điều khiển ECT khi hộp số tự động chuyển số để làm giảm va đập khi chuyển số.
Điều khiển luân hồi khí thải EGR:
Các động cơ có xu hướng phát thải khí Nitrogen Oxide (NOx) ra môi trường, gây nguy hại cho sức khỏe con người. Để kiểm soát và làm giảm lượng NOx, các nhà sản xuất sử dụng hệ thống tuần hoàn khí thải EGR – Exhaust Gas Recirculation. Hệ thống tuần hoàn khí xả (EGR) đưa khí xả vào lại đường ống nạp làm giảm nhiệt độ cháy động cơ, giảm nồng độ NO. tuỳ theo lệnh từ hộp ECU, van tuần hoàn khí xả điều chỉnh lượng khí xả vào lại đường ống nạp. Đường ống dẫn khí xả đi vòng phía sau thân máy, bên trên vỏ bành đà.
Van EGR được điều khiển dựa vào tín hiệu áp suất chân không, quyết định lượng khí thải được đưa vào các xilanh. Nó bao gồm một lò xo màng chịu lực chân không và được liên kết với buồng chân không EGR. Áp suất chân không được chuyển từ cổng tín hiệu nằm phía trên bướm ga, kết nối với buồng chân không EGR thông qua ECU.
Chương 3
KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ 1TR-FE
3.1. Kiểm tra và điều chỉnh các cơ cấu cơ khí của động cơ.
3.1.1. Kiểm tra sự dịch chuyển của Piston và xả khí.
* Piston chuyển động lên và xuống.
Sau khi xả khí, hãy tháo dụng cụ chuyên dùng. Sau đó, thử đẩy nhanh và chắc Piston bằng một ngón tay.
* Piston khó dịch chuyển.
Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, hãy thay thế bộ điều chình khe hở xupáp.
Kiểm tra áp suất nén.
Hâm nóng và tắt động cơ
Ngắt các giắc vòi phun.
Tháo các cuộn đánh lửa.
Tháo các bugi.
Cắm đồng hồ đo áp suất nén vào lỗ lắp bugi.
Mở hoàn toàn bướm ga.
3.1.3. Kiểm tra và bảo dưỡng trục cam.
Kiểm tra độ đao của trục cam: độ đảo lớn nhất 0.3 mm.
Kiểm tra chiều cao của vấu cam.
Đo đường kính cổ trục.
3.1.5. Kiểm tra bánh răng phối khí trục cam
Kiểm tra sự khoá cứng của bánh răng phối khí trục cam.
Kẹp trục cam lên êtô và kiểm tra rằng bánh răng phối khí trục cam bị hãm cứng.
Nhả chốt hãm.
Bịt 4 đường dầu của cổ trục cam bằng băng dính.
Có 2 đường dầu phía sớm nằm trong rãnh của trục cam. Hãy bịt một trong hai đường dầu đó bằng một nút bằng cao su.
Làm thủng băng dính của đường dầu sớm và đường dầu muộn bên phía đối diện với lỗ của đường dầu sớm.
3.1.7. Kiểm tra đế xupáp (nạp – xả).
Bôi một lớp mỏng bột màu lên bề mặt xupáp.
Ấn nhẹ mặt xupáp tì vào đế xupáp.
Kiểm tra mặt xupáp và đế xupáp theo quy trình.
Kiểm tra rằng mặt tiếp xúc đế xupáp nằm giữa của mặt xupáp có độ rộng từ 1.0 đến 1.4 mm (0.039 đến 0.055 in.)
3.1.10. Kiểm tra piston cùng với chốt.
Kiểm tra khe hở dầu Piston.
Dùng Panme, đo đường kính Piston tại vị trí vuông góc với đường tâm của Piston và cách đỉnh của Piston một khoảng nhất định.
Khoảng cách tiêu chuẩn: 11.4 mm.
Đường kính Piston tiêu chuẩn.
Đo đường kính cylinder theo phương dọc trục.
Trừ giá trị đo đường kính xilanh cho giá trị đo của đường kính Piston.
3.2. Kiểm tra, bảo dưỡng các hệ thống
3.2.1. Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu.
3.2.1.1. Lọc nhiên liệu.
Xăng trong bình có thể chứa một lượng chất bẩn và nước mà nếu để chúng đi đến chế hoà khí hay vòi phun chúng sẽ làm tắc và gây trục trặc cho động cơ.
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.
+ Tháo lọc nhiên liệu
+ Lắp lọc xăng mới.
3.2.1.3.Kiểm tra bơm nhiên liệu.
Kiểm tra điện trở của bơm nhiên liệu:
Đo điện trở giữa các cực 4 và 5. Điện trở tiêu chuẩn: 0.2 đến 3.0 ohm tại 20oC.
Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, hãy thay thế bơm nhiên liệu.
Kiểm tra hoạt động của bơm nhiên liệu:
3.2.2. Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống kiểm soát khí xả.
3.2.2.1. Ống xả và giá treo.
Ống xả và ống giảm thanh bị ăn mòn dần dần từ phía bên trong do tác động của hơi ẩm và khí sun-fít trong khí xả. Đăc biệt ở những xe liên tục chạy những quảng đường ngắn, nhiệt của bản thân ống xả không đủ làm hơi nước bay hơi, dẫn đến tăng tốc độ ăn mòn ống giảm thanh, hơi ẩm trong không khí cũng có thể gây ra ăn mòn mặt ngoài của những chi tiết này. Ống xả cũng bị hỏng do lỏng các bộ phận, đá bắn… nảy lên khi chuyển động.
3.2.2.2. Hệ thống EGR (tuần hoàn khí xả).
Hệ thống EGR được sử dụng để làm giảm lượng ôxít nitơ (NOx) trong khí xả, vì vậy giảm được ô nhiễm không khí.
Khi hỗn hợp khí-nhiên liệu và khí xả tuần hoàn được trôn với nhau, tỷ lệ nhiên liệu thực tế trong hỗn hợp khí-nhiên liệu giảm. Thêm vào đó, một phần nhiệt sinh ra bởi sự cháy của hỗn hợp này bị lấy đi bởi khí xả tuần hoàn, nên nhiệt độ cực đại đạt được trong buồng cháy giảm, làm giảm lượng NOx sinh ra.Do đó, hệ thống EGR làm giảm lượng NOx trong khí xả. Kiểm tra hệ thống EGR định kỳ, bao gồm các thao tác:
- Kiểm tra và làm sạch lọc trong bộ điều biến chân không EGR: kiểm tra xem có bị tắc hay hỏng không và làm sạch bằng khí nén.
- Kiểm tra rò rỉ khí EGR qua van EGR: kiểm tra ở tốc độ không tải.
3.2.4. Hệ thống bôi trơn.
3.2.4.1. Lọc Dầu Động Cơ.
Thay lọc dầu động cơ cùng lúc với khi thay dầu động cơ.
Trong quá trình làm việc, khí cháy từ Cylinder động cơ và các hạt kim loại sinh ra do mài mòn lọt vào dầu máy làm bẩn dầu, chúng làm tăng tốc độ mòn và làm xước các chi tiết chuyển động.
3.2.4.2. Kiểm tra bơm dầu.
Lắp các rôto vào thân bơm dầu với các dấu của rôto quay ra ngoài. Kiểm tra rằng các rôto quay êm.
Dùng thước lá, đo khe hở giữa đỉnh răng của rôto chủ động và bị động, như được chỉ ra trong hình vẽ. Khe hở đỉnh răng tiêu chuẩn: 0.040 đến 0.160 mm
Khe hở đỉnh lớn nhất: 0.26 mm. Nếu khe hở đỉnh răng lớn hơn giá trị lớn nhất, thì thay thế cả bộ rôto bơm dầu.
3.3. Kiểm tra hệ thống điều khiển điện tử.
3.3.1. Kiểm tra các chân ECU.
Các chân của ECU được bố trí thành 4 giắc cắm, kí hiệu E9, E10, E11 và E12. Theo thứ tự từ phải sang trái hướng nhìn vào từ ghế phụ bên tay phải. Nhiệm vụ của mỗi chân và cách kiểm tra được trình bày trong bảng.
3.3.2. Kiểm tra các cảm biến
3.3.2.1. Kiểm tra cảm biến lưu lượng khí nạp.
Nối máy chẩn đoán với giắc DLC3.
Bật khoá điện ON. Bật máy chẩn đoán ON.
Xoá các mã DTC
Khởi động động cơ và hâm nóng nó với tất cả các thiết bị điện tắt OFF (cho đến khi nhiệt độ nước làm mát động cơ là 750C (1670F) trở lên).
Lái xe với tốc độ 50 km/h (31 mph) hay cao hơn trong 3 đến 5 phút *1.
Cho phép động cơ chạy không tải trong 2 phút *2.
Thực hiện các bước *1 và *2 ít nhất 3 lần.
Hãy đọc giá trị bằng cách dùng máy chẩn đoán (LONG FT#1).
3.3.2.2. Kiểm tra cụm van dầu điều khiển phối khí trục cam.
Đo điện trở giữa của van điều khiển dầu. Điện trở tiêu chuẩn: 6.9 đến 7.9 ohm tại 200C (680F). Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, hãy thay thế cụm van điều khiển dầu.
Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, hãy thay thế cụm van điều khiển dầu. Nếu xupáp không trở về đúng do có vật thể lạ, sự rò rỉ áp suất nhỏ trong hướng mở sớm có thể xảy ra và DTC có thể phát ra.
3.3.2.4.Kiểm tra cảm biến vị trí trục khuỷu.
Đo điện trở giữa các cực 1 và 2. Điện trở tiêu chuẩn như bảng dưới.
3.3.2.6. Kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga.
Nối máy chẩn đoán với giắc DLC3, Bật khoá điện ON.
Dưới dữ liệu hiện thời, hãy kiểm tra rằng số phần trăm góc mở bướm ga (Throttle Pos) là nằm trong tiêu chuẩn.
Phần trăm mở bướm ga tiêu chuẩn : 60% trở lên
Nếu phần trăm nhỏ hơn 60%, hãy thay thế cổ họng gió.
3.3.3. Kiểm tra các cơ cấu chấp hành.
3.3.3.1. Kiểm tra cụm vòi phun
Hư hỏng, nguyên nhân.
Hư hỏng, nguyên nhân, hậu quả như bảng 3.e.
Cách đo: Đo điện trở giữa các cực như trên hình vẽ. So sánh với giá trị điện trở tiêu chuẩn
Tiêu chuẩn: 11.6 đến 12.4 ohm tại .
Kết luận: Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, hãy thay thế vòi phun.
3.3.3.2. Kiểm tra bơm nhiên liệu
a) Đo điện trở của bơm
Cách tiến hành: Đo điện trở giữa cực 1 và 2. So sánh với điện trở tiêu chuẩn.
Tiêu chuẩn: 0.2 đến 3 ohm tại .
Kết luận: Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, hãy thay thế bơm nhiên liệu.
b) Kiểm tra hoạt động của bơm nhiên liệu.
Cách kiểm tra: Cấp điện áp ắc quy vào các cực 1 và 2. Kiểm tra rằng bơm hoạt động.
Kết luận: Nếu bơm không hoạt động, hãy thay thế bơm nhiên liệu.
3.3.4. Hệ thống điều khiển chẩn đoán lỗi
3.3.4.1. Chuẩn đoán bằng đèn Check bằng hệ thống tự chẩn đoán M-OBD (Multiplex-On Board Diagnosis)
Trong ECU có chức năng chẩn đoán trên xe (M-OBD), nhiều dữ liệu phát ra từ ECU có thể đọc được. Đèn báo “Check Engine” sẽ sáng khi nật công tắc nhưng chưa khởi động động cơ, nếu động cơ đã khởi động mà đèn vẫn sáng thì ECU đã phát hiện trong hệ thống có hỏng hóc.
Đèn báo hư hỏng (MIL) sáng lên khi máy tính trên xe phát hiện thấy hư hỏng trong bản thân máy tính hoặc trong các bộ phận của hệ thống dẫn động, bao gồm cả đường truyền và các tín hiệu. Ngoài ra, mã DTC đó được ghi lại trong bộ nhớ của ECU.
* Qui trình chẩn đoán bằng hệ thống tự chẩn đoán M-OBD:
1. Tắt máy ở vị trí OFF, tắt hết các thiết bị điện trên xe, bướm ga ở vị trí đóng hoàn toàn.
2. Chắc chắn rằng điện áp ắc quy lớn hơn 11V, nếu trong trường hợp không đủ 11V, phải tiến hành sạc lại ắc quy trước khi tiến hành bước tiếp theo.
3. Tìm giắc DLC3 dưới bảng đồng hồ táplô, bên tay trái gần chỗ lái xe.
4. Nối tắt 2 cực TC và CG trên giắc DLC 3 bằng dụng cụ chuyên dùng (cũng có thể dùng dây thép). Vị trí 2 cực TC và CG xem hình 4.1.
3.3.4.2. Chẩn đoán thông qua máy chẩn đoán IT2
* Quy trình chẩn đoán thông qua máy Intelligent Tester II
1. Nối máy chẩn đoán với giắc DLC3.
2. Bật khóa điện đến vị trí ON và bật máy chẩn đoán ON.
3. Vào menu sau: Powertrain / Engine and ECT / DTC.
4. Kiểm tra, ghi lại DTC và dữ liệu lưu tức thời.
5. Xác nhận lại chi tiết của các mã DTC.
KẾT LUẬN
Động cơ luôn luôn là phần quan trọng nhất trên ô tô. Chất lượng của động cơ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và thời hạn sử dụng của xe. Các nhà sản xuất ô tô trên thế giới luôn đổi mới và tìm cách hoàn thiện kết cấu động cơ của mình. Tuy nhiên làm thế nào để khai thác và sử dụng chúng một cách hiệu quả nhất thì lại là vấn đề của chính chúng ta, những con người đã, đang và sẽ nghiên cứu về ô tô Việt Nam.
Nền công nghiệp ô tô của chúng ta sinh sau đẻ muộn, đây là một ngành công nghiệp mà chúng ta khó có thể chỉ nghiên cứu trên lý thuyết, và cũng rất khó để chúng ta có thể đi tắt đón đầu. Chúng ta chỉ có thể cùng nhau nghiên cứu, tìm hiểu và nắm vững các công nghệ sản xuất chế tạo của các nước có ngành công nghiệp ô tô hàng đầu như Hoa Kỳ, Đức, Nhật… từ đó tiếp tục khai thác có hiệu quả, và tìm cách bắt kịp họ trong tương lai. Dù khó nhưng không hẳn là không thể.
Khai thác chỉ là bước đầu trong quá trình nghiên cứu chế tạo. Và nếu muốn nghiên cứu chế tạo thành công, chúng ta phải biết khai thác có hiệu quả và nắm vững các công nghệ.
Trong đề tài này, có những phần đã và chưa làm được như sau:
Đã đề cập đến:
+ Giới thiệu chi tiết các hệ thống trong động cơ Toyota 1TR-FE.
+ Đưa ra được những thông số cơ bản về động cơ 1TR-FE.
+ Đưa ra cách bảo dưỡng các cơ cấu cơ khí, bảo dưỡng các hệ thống điện tử.
+ Đưa ra những hiện tượng hư hỏng , chuẩn đoán nguyên nhân và cách khắc phục
Những phần chưa làm được:
+ Các thao tác chi tiết cho quy trình bảo dưỡng từng hệ thống.
Rất mong học viên các khóa sau sẽ tiếp tục nghiên cứu phát triển đề tài và có thể sử dụng một số phần trong đề tài vào ứng dụng thực tế.
Trân trọng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. GV Nguyễn Tấn Quốc. Kết cấu tính toán động cơ đốt trong. ĐH Sư phạm kỹ thuật TP.HCM;
2. PGS-TS Đỗ Văn Dũng. Trang bị điện & điện tử trên ô tô hiện đại, Hệ thống điện động cơ. NXBGD – 2001;
3. TS Hoàng Đình Long. Giáo trình kỹ thuật sửa chữa ô tô. NXBGD – 2005;
4. GS TS Nguyễn Tất Tiến. Nguyên lý Động cơ đốt trong. ĐH Sư phạm kỹ thuật TP.HCM – 2002;
5. Nguyễn Oanh. Phun xăng điện tử EFI. NXB tổng hợp Tp.HCM, 2005;
6. Toyota Việt Nam. Cẩm nang sửa chữa Toyota Innova.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"