MỤC LỤC
MỤC LỤC……………………………………………….................................................................................................………………….................……i
LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................................................................................................................1
CHƯƠNG I. PHÂN TÍCH KẾT CẤU, MẠCH ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 1GD-FTV TRÊN XE TOYOTA FORTUNER......3
1.1. Tổng quan về xe Toyota Fortuner...................................................................................................................................................................3
1.1.1. Lịch sử phát triển Toyota Fortuner...................................................................................................................................................................3
1.1.2. Ngoại thất, nội thất...........................................................................................................................................................................................3
1.1.3. Thông số kỹ thuật của động cơ.......................................................................................................................................................................4
1.2. Phân tích kết cấu, mạch điện của hệ thống điều khiển động cơ 1GD-FTV.................................................................................................4
1.2.1. Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển điện tử của động cơ 1GD-FTV............................................................................................................4
1.2.2 Hệ thống các cảm biến và tín hiệu...................................................................................................................................................................23
1.2.3. Các cơ cấu chấp hành (các chức năng điều khiển)........................................................................................................................................40
1.2.4. Các chức năng điều khiển chính của hệ thống điều khiển..............................................................................................................................47
CHƯƠNG II TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA CÔNG SUẤT MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỘNG CƠ 1GD-FTV...........................................................................55
2.1. Sơ đồ các phụ tải tiêu thụ điện trên ô tô.......................................................................................................................................................55
2.2. Tính toán công suất tiêu thụ theo các chế độ tải..........................................................................................................................................57
2.3. Tính toán tiết diện dây điện trên xe Toyota Fortuner 2023...........................................................................................................................60
CHƯƠNG III. KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG, CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ TOYOTA FORTUNER 1GD – FTV......63
3.1. Tổng quan về kiểm tra và bảo dưỡng............................................................................................................................................................63
3.2. Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống các cảm biến và vòi phun...........................................................................................................................63
3.2.1. Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống các cảm biến..................................................................................................................................................63
3.2.1.1. Kiểm tra cảm biến vị trí bàn đạp ga..............................................................................................................................................................63
3.2.1.2. Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát....................................................................................................................................................64
3.2.1.3. Kiểm tra cảm biến bướm ga.........................................................................................................................................................................65
3.2.1.4. Kiểm tra cảm biến nhiệt độ khí nạp..............................................................................................................................................................65
3.2.1.5. Kiểm tra cảm biến lưu lượng khí nạp...........................................................................................................................................................65
3.2.2. Kiểm tra và bảo dưỡng kim phun, nhập mã cho ECU khi thay mới kim phun................................................................................................66
3.3. Chẩn đoán hệ thống điều khiển điện tử trên động cơ 1GD - FTV...............................................................................................................70
3.3.1. Chế độ thường và chế độ kiểm tra ( Normal Mode and Check Mode)...........................................................................................................70
3.2.2. Dữ liệu lưu tức thời (Freeze Frame Data)......................................................................................................................................................70
3.2.3. Giắc chẩn đoán DLC3....................................................................................................................................................................................70
3.2.4. Đọc, xóa mã lỗi hư hỏng................................................................................................................................................................................71
3.2.5. Các mã lỗi hư hỏng thường gặp trên động cơ...............................................................................................................................................75
3.4. Những lưu ý khi bảo dưỡng động cơ 1GD-FTV...........................................................................................................................................77
KẾT LUẬN...............................................................................................................................................................................................................79
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................................................................................................................80
LỜI NÓI ĐẦU
Động cơ với hệ thống điều khiển phun nhiên liệu điện tử là hệ thống chủ yếu của động cơ ô tô sử dụng nhiên liệu lỏng hiện nay. Ngày nay, ở Việt Nam có rất nhiều dòng xe sử dụng động cơ trang bị hệ thống phun dầu điện tử. Trong đó có Toyota Fortuner 2023 là một trong những chiếc xe sử dụng động cơ Toyota 1GD-FTV với hệ thống phun dầu điện tử, hệ thống tăng áp Turbo và hệ thống tuần hoàn khí xả EGR giúp tăng công suất, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu khí thải độc hại.
Do đó, việc nghiên cứu tìm hiểu để tiến tới khai thác hiệu quả động cơ Toyota Fortuner 2023 nói riêng và các loại động cơ Common Rail diesel nói chung là hoàn toàn cần thiết. Đó cũng chính là lý do em chọn đề tài tốt nghiệp của mình là:
“Nghiên cứu, khai thác hệ thống điều khiển động cơ 1GD- FTV trên xe Toyota Fortuner 2023”.
Về mục tiêu:
Mục tiêu của đề tài này là có một cái nhìn khái quát nhất về động cơ 1GD – FTV của Toyota và các phương pháp bảo dưỡng sữa chữa động cơ này.
Trong quá trình nghiêm cứu khai thác chúng ta sẽ nắm các kiến thức như:
- Nắm được cơ bản lịch sử phát triển và ứng dụng động cơ 1GD-FTV, biết được các dòng nào xe của Toyota Việt Nam sử dụng động cơ này.
- Biết được tên gọi, vị trí, cấu tạo và hoạt động tổng quát của hệ thống cũng như chức năng của từng bộ phận chi tiết trên động cơ.
- Biết được tên gọi, vị trí, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các cảm biến và hệ thống điều khiển điện tử trên động cơ.
- Nắm được các phương pháp, quy trình trong khi bảo dưỡng, chẩn đoán và sửa chữa động cơ này.
Từ đó ta có thể rút ra các kết luận và ưu nhược điểm của động cơ 1GD – FTV so với các động cơ khác cùng do Toyota sản xuất. Nhờ những hiểu biết này, những người kỹ sư về ô tô có thể đưa ra những lời khuyên cho người sử dụng cần phải làm như thế nào để sử dụng, khai thác, bảo dưỡng, sữa chữa động cơ Toyota 1GD – FTV một cách hiệu quả nhất, bền bỉ nhất với tính kinh tế cao.
Về phương pháp:
Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài em có sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau:
- Tra cứu trong các tài liệu, giáo trình kỹ thuật, sách vở, đặc biệt là các cuốn cẩm nang khai thác, bảo dưỡng sữa chửa của hãng Toyota.
- Nghiên cứu, tìm kiếm thông tin trên mạng internet, các website trong và ngoài nước. So sánh và chắt lọc để sử dụng những thông tin cần thiết và đáng tin cậy.
- Tham khảo ý kiến đóng góp của các thầy chuyên môn, các Giáo viên trong ngành. Trong đó phải kể đến các thầy trong khoa Ô tô của trường Sĩ quan Kỹ thuật quân sự.
- Nghiên cứu trực tiếp trên xe và các hệ thống cụ thể trong thực tế.
- Tổng hợp và phân tích các nguồn dữ liệu thu thập được, từ đó đưa ra những đánh giá và nhận xét của riêng mình.
Về phạm vi:
Với yêu cầu về nội dung, các mục tiêu và thời gian có hạn cộng với nguồn tài liệu hiện có, đồ án này chỉ giới hạn tập trung nghiêm cứu khảo sát, phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các hệ thống trên động cơ Toyota 1GD-FTV cũng như cấu tạo, nguyên lý hoạt động của từng chi tiết trong các hệ thống đó. Nắm được các sơ đồ mạch điện của bộ điều khiển, sơ đồ mạch của các cảm biến đầu vào, sơ đồ mạch của các cơ cấu chấp hành trên động cơ. Tìm hiểu các quy trình phương pháp trong bảo dưỡng, chẩn đoán hư hỏng và sửa chữa các hệ thống trên động cơ này.
Trong quá trình nghiên cứu, do trình độ cũng như kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, mặt khác đây là lần đầu tiên tiếp xúc với một đồ án có tính chất quan trọng cao đòi hỏi chính xác và lượng kiến thức xâu rộng nên chắc chắn không tránh khỏi sai sót trong quá trình nghiên cứu. Em kính mong nhận được sự phê bình, chỉ bảo của các thầy trong khoa ô tô va trong ngành để em được mở rộng kiến thức, hiểu rộng và sâu hơn đối với các vấn đề chuyên môn.
Em xin chân thành cảm ơn !
CHƯƠNG I
PHÂN TÍCH KẾT CẤU, MẠCH ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG
CƠ 1GD-FTV TRÊN XE TOYOTA FORTUNER
1.1. Tổng quan về xe Toyota Fortuner.
1.1.1. Lịch sử phát triển Toyota Fortuner
Toyota Fortuner hay còn gọi là Toyota SW4, đây là mẫu xe SUV (Sport Utility Vehicle) cỡ trung của nhà sản xuất Toyota ra mắt lần đầu vào năm 2005 dành riêng cho thị trường các nước đang phát triển.
Toyota Fortuner được phân phối chính thức bởi Toyota Việt Nam vào cuối năm 2009 dưới dạng lắp ráp CKD với hai phiên bản Toyota Fortuner V và Toyota Fortuner G. Phiên bản Toyota Fortuner G được trang bị động cơ Diesel D4-D 2.5L I4 DOHC có tăng áp cho công suất 100 mã lực tại vòng tua 3,600 vòng/phút và hộp số tay 5 cấp, dẫn động cầu sau.
1.1.2. Ngoại thất, nội thất
Thiết kế của Toyota Fortuner vẫn giữ nguyên lối thiết kế mạnh mẽ đặc trưng, nhưng đã được cách tân thêm nhiều đường nét mượt mà và tinh tế hơn so với thế hệ cũ. Mặt trước gây ấn tượng với cặp đèn pha hình lưỡi dao vuốt ngược công nghệ LED, lưới tản nhiệt gồm các thanh ngang cỡ lớn mạ chrome, hốc hút gió nối liền với 2 hốc đèn sương mù. Ở 2 bên thân xe, vị trí cột C trông bắt mắt hơn cùng với bộ la-zăng hợp kim 18-inch có 12 chấu xen kẽ.
1.1.3. Thông số kỹ thuật của động cơ
Thông số kỹ thuật động cơ 1GD-FTV như bảng 2.a.
1.2. Phân tích kết cấu, mạch điện của hệ thống điều khiển động cơ 1GD-FTV
1.2.1. Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển điện tử của động cơ 1GD-FTV
1.2.1.1. Sơ đồ chân và ý nghĩa các chân
Ý nghĩa ký hiệu và giá trị tiêu chuẩn các chân ECU thể hiện như bảng 2.b.
1.2.1.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống điều khiển.
Khi khoá điện OFF, ECU không làm việc. Nhưng bộ nhớ ECU được cấp nguồn bởi ắc quy thông qua chân BATT.
- Khi khoá điện ở vị trí IG ắc quy cung cấp nguồn cho ECU, ECU sẽ thực hiên đồng thời các điều khiển sau:
+ ECU sẽ điều khiển cấp nguồn cho chân MREL khiển đóng rơle EFI cấp nguồn dương đến chân +B cho ECU.
+ Điều khiển nhịp mát chân IREL đóng rơle EDU cấp nguồn cho EDU.
+ Điều khiển cấp nguồn chân GREL để đóng rơle xông đồng thời nhịp mát chân GIND để đèn báo xông sáng trong khoảng 10s.
- Khi động cơ đã khởi động và khoá điện trả về vị trí IG ECU thực hiện các điều khiển như khi ở vị IG ban đầu và các điều khiển khác tuỳ theo tình trạng hoạt động của đông cơ.
1.2.1.4. Bộ điều khiển điện tử (ECU – Electronic Control Unit)
a) Tổng quan về ECU
Cơ cấu chấp hành luôn bảo đảm thừa lệnh ECU và đáp ứng các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến. Hoạt động của hệ thống điều khiển động cơ đem lại sự chính xác và thích ứng cần thiết, để giảm tối đa chất độc hại trong khí thải cũng như lượng tiêu hao nhiên liệu của động cơ. ECU cũng đảm bảo công suất tối ưu ở các chế độ hoạt động của động cơ, giúp chuẩn đoán động cơ một cách hệ thống khi có sự cố xảy ra.
b) Cấu trúc bộ điều khiển điện tử
Bộ phận chủ yếu của nó là bộ vi xử lý (Microprocessor) 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 và dữ liệu đã xử lý đến các cơ cấu thực hiện.
Nó bao gồm cơ cấu đại số logic để tính toán dữ liệu, các bộ ghi nhận lưu trữ tạm thời dữ liệu và bộ điều khiển các chức năng khác nhau. Ở các CPU thế hệ mới, người ta thường chế tạo CPU, ROM, RAM trong một IC, gọi là bộ vi điều khiển (Microcontroller).
1.2.2 Hệ thống các cảm biến và tín hiệu
a) Cảm biến vị trí bàn đạp ga (Tín hiệu VPA)
Cảm biến vị trí của bàn đạp ga được lắp ở bàn đạp ga trong buồn lái. Cảm biến này biến đổi mức đạp xuống của bàn đạp ga (góc) thành một tín hiệu điện được chuyển đến ECU động cơ. Dùng làm tín hiệu để điều khiển lượng phun nhiên liệu.
Cảm biến vị trí bàn đạp ga gồm các nam châm điện (2) lắp trên trục cần bàn đạp ga (3) quay cùng với sự biến đổi góc của cần bàn đạp ga, lò xo hồi vị (4) giúp bàn đạp trả về vị trí cũ khi người lái thôi nhấn chân ga. Khi cần bàn đạp ga đạp xuống (biến đổi góc) thì nam châm quay cùng trục với cần bàn đạp ga, khi đó vị trí của nam châm với phần tử cảm biến có sự thay đổi.
b) Cảm biến vị trí bướm ga (Van cắt cửa nạp, tín hiệu VTA)
Cảm biến vị trí bướm ga lắp trên cổ họng gió nạp của động cơ đối diện với mô tơ điều khiển bướm ga và đồng trục với trục bớm ga, nó dùng để phát hiện góc mở của bướm ga (cánh van cắt cửa nạp) và gửi tín hiệu về ECU bằng tín hiệu điện áp. Cảm biến này sử dụng loại cảm biến Hall. Tương tự như cảm biến vị trí bàn đạp ga cảm biến vị trí van cắt đường nạp cũng là loại phần tử Hall gồm có các mạch IC Hall làm bằng các phần tử Hall và các nam châm quay quanh chúng, các nam châm được lắp trên trục của van cắt cửa nạp và quay cùng với nó.
d) Cảm biến vị trí trục cam (Tín hiệu G)
Tương tự như cảm biến tốc độ động cơ cảm biến vị trí trục khuỷu cũng là loại cảm biến Hall có cấu tạo và nguyên lý hoạt động giống như cảm biến NE nhưng chỉ khác ở chổ khác số răng tín hiệu
f) Cảm biến đo khối lượng khí nạp (Tín hiệu VG)
Cảm biến khối lượng khí nạp được lắp trên đường dẫn khí nạp sau bộ lọc khí và trước turbo tăng áp. Cảm biến này sử dụng loại cảm biến dây nhiệt, dùng đo lượng khí nạp thực tế vào động cơ và gửi tín hiệu về ECU để làm cơ sở tính toán cho việc điều khiển tuần hoàn khí xả.
Ngoài ra trên bộ cảm biến khối lượng khí nạp còn tích hợp thêm một cảm biến nhiệt độ khí nạp. Cảm biến nhiệt độ khí nạp sử dụng loại nhiệt điện trở có hệ số nhiệt âm, khi nhiệt độ khí nạp tăng, giá trị điện trở cảm biến giảm và ngược lại, ECU dùng tín hiệu này để phát hiện nhiệt độ khí nạp vào động cơ.
Cảm biến nhiệt độ khí nạp: Khi khóa điện bật ON, ECU cấp điện áp 5V đến chân THA của cảm biến, khi nhiệt độ khí nạp tăngà điện áp rơi trên hai đầu điện trở cảm biến giảm và ngược lại. ECU nhận biết nhiệt độ khí nạp thông qua giá trị điện áp này.
i) Cảm biến nhiệt độ khí nạp tăng áp (Tín hiệu THIA)
Cảm biến nhiệt độ khí nạp được lắp trên đường ống nạp sau tản nhiệt khí nạp và trước bướm ga. Cảm biến này dùng nhận biết nhiệt độ khí nạp nạp vào động cơ.
Cảm biến nhiệt độ khí nạp gồm một điện trở nhiệt đặt ở đầu cảm biến nối với đầu ghim (4), thông qua lớp cách điện (3). Giá trị điện trở thay đổi khi nhiệt độ môi trường quanh nó (nhiệt độ khí nạp) thay đổi. Điện trở tăng khi nhiệt độ giảm và điện trở giảm khi nhiệt độ tăng.
Khi khóa điện bật ON, ECU cấp điện áp 5V đến chân THIA của cảm biến, khi nhiệt độ khí nạp tăngà điện áp rơi trên hai đầu điện trở cảm biến giảm và ngược lại. ECU nhận biết nhiệt độ khí nạp thông qua giá trị điện áp này.
l) Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu
Cảm biến này nhận biết nhiệt độ nhiên liệu bằng nhiệt điện trở bên trong, lắp trực tiếp trên bơm cao áp.
o) Tín hiệu công tắc đèn phanh (Tín hiệu STP, ST1)
Công tắc đèn phanh được lắp ở bàn đạp phanh để gửi tín hiệu có hay không đạp phanh về cho ECU dưới dạng điện áp. Công tắc phát hiện đạp phanh là loại công tắc kép nhằm giúp ECU theo dõi tình trạng và xác định hư hỏng công tắc chính xác hơn. Tín hiệu này dùng để báo cho ECU biết xe có phanh hay không để điều chỉnh lượng phun tốc độ động cơ cho phù hợp.
1.2.3. Các cơ cấu chấp hành (các chức năng điều khiển)
1.2.3.1. Điều khiển van điều khiển hút (SCV - Suction control valve)
Van SCV có công dụng điểu khiển tăng giảm lượng nhiên liệu cấp vào buồng bơm cao áp để điều khiển áp suất nhiên liệu trong ống phân phối.
1.2.3.3. Điều khiển kim phun nhiên liệu (Fuel injector)
Kim phun được ECU điều khiển phun theo 3 giai đoạn. Giai đoạn một phun với thời gian ngắn, lượng nhiên liệu ít được gọi là phun mồi (Pilot injection), giai đoạn phun kế tiếp là phun chính sẽ phun tất cả lượng nhiên liệu liệu còn lại của chu kỳ đó.Giai đoạn cuối là giai đoạn phun thứ cấp theo quan ñieåm xöû lyù khí thaûi phun thöù caáp coù theå ñöôïc aùp duïng ñeå ñoát chaùy NOx.
1.2.3.5. Điều khiển van tuần hoàn khí thải (EGR - Exhaust gas recirculation)
Để điều khiển lượng khí xả tuần hoàn, ECM điều khiển độ nâng của van EGR thông qua việc điều khiển lượng chân không bằng van E-VRV cấp vào cho bộ chấp hành van EGR. Van VRV (Variable refrigerant volum) là một van điện từ có thể điều khiển lượng chân không đi qua nó bằng cách thay đổi tần số dòng điện cấp vào cho nó. Độ chân không cấp đến van EGR càng mạnh, van nâng lên càng nhiều nên lượng khí xả tuần hoàn về nhiều.
1.2.3.7 Van điều khiển xoáy lốc (SCV - Swirl control valve)
Một van điện từ VSV dùng để ECU điều khiển cấp chân không cho một van chấp hành điều khiển các cánh đảo gió được đặt trên một trong hai đường nạp của từng xylanh để đóng cánh đảo gió khi tốc độ động cơ thấp và mở các cánh này khi tốc độ động cơ cao nhằm nâng cao hiệu quả xoáy lóc cho động cơ ở cả dải tốc độ thấp và tốc độ cao.
1.2.4. Các chức năng điều khiển chính của hệ thống điều khiển
ECU điều khiển một số chức năng chính trên động cơ sau đây:
- Điều khiển hệ thống nhiên liệu
- Điều khiển hệ thống tuần hoàn khí thả EGR
- Điều khiển hệ thống tăng áp khí nạp
- Điều khiển sấy nóng động cơ khi động cơ lạnh
Ngoài ra ECU còn thực hiện nhiều điều khiển khác cho các hệ thống khác như: điều khiển mô tơ bướm ga, điều khiển van xoáy lóc, điều khiển các relay... và các hệ thống khác trên xe.
1.2.4.1. Điều khiển hệ thống nhiên liệu
a) Điều khiển lượng phun
* Lượng phun cơ bản: Việc tính toán lượng phun cơ bản được thực hiện trên cơ sở các tín hiệu tốc độ động cơ và góc quay bàn đạp ga.
* Lượng phun hiệu chỉnh: Việc tính toán lượng phun hiệu chỉnh dựa vào các tín hiệu tốc độ động cơ, nhiệt độ nước, nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ nhiên liệu, áp suất tua bin tăng áp, áp suất nhiên liệu.
b) Điều khiển thời điểm phun
Thời điểm phun thực tế là kết quả của quá trình tính toán thời điểm phun cơ bản và giá trị hiệu chỉnh. ECU sử dụng tín hiệu tốc độ động cơ và vị trí bàn đạp ga để tính toán thời điểm phun cơ bản, tín hiệu nhiệt độ nước và áp suất và khối lượng khí nạp được dùng để hiệu chỉnh thời điểm phun. ECU sẽ gửi các tín hiệu phun tới vòi phun làm sớm hoặc làm muộn thời điểm phun để điều chỉnh thời điểm bắt đầu phun.
e) Điều khiển tốc độ không tải
Dựa trên các tín hiệu từ các cảm biến, ECU tính tốc độ mong muốn phù hợp với tình trạng lái xe. Sau đó, ECU so sánh giá trị mong muốn với tín hiệu (tốc độ động cơ) từ cảm biến tốc độ động cơ và điều khiển bộ chấp hành (SPV/ vòi phun) để điều khiển lượng phun nhằm điều chỉnh tốc độ không tải.
1.2.4.2 Điều khiển van tuần hoàn khí thải
ECU điều khiển tuần hoàn khí xả bằng cách điều khiển van điều khiển chân không để cấp chân không đến van EGR để dẫn khí xả ngược vào buồng cháy nhằm giảm nhiệt độ buồng cháyà giảm khí NOx. Van EGR mở nhiều hay ít là do lượng chân không cấp đến nó, van điều khiển chân không được điều khiển bằng xung thay đổi hệ số tác dụng. Lượng khí xả tuần hoàn về lệ thuộc vào áp suất trong đường ống nạp, sự thay đổi áp suất này nhờ vào mức độ mở của bướm ga được điều khiển bằng mô tơ điện.
1.2.4.4 Điều khiển sấy nóng động cơ khi động cơ lạnh
Động cơ diesel hoạt động bằng cách nén hỗn hợp nhiên liệu dưới áp suất lớn đến mức tự bốc cháy sinh công. Bởi không sử dụng tia lửa điện, động cơ diesel cần một tí số nén lớn để đẩy nhiệt độ lên cao. Tỉ số này có khi đạt tới 20:1 trong khi ở động cơ xăng trung bình chỉ cần 9,5:1. Chính vì thế, khi thời tiết lạnh, nhiệt độ động cơ ở mức thấp. Vòng tua máy khởi động thấp (khoảng 100v/ph) không đủ khả năng đảm bảo tỉ số nén cũng như nhiệt lượng trong kỳ nén của động cơ.
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA CÔNG SUẤT MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỘNG CƠ 1GD-FTV
Để đảm bảo đủ công suất cho các tải tiêu thụ trên xe cần phải xác định đúng loại máy phát để lắp trên ô tô, vì máy phát là nguồn cung cấp năng lượng điện chính cho các phụ tải tiêu thụ điện khi ô tô hoạt động.
Việc chọn loại máy phát lắp trên ô tô cần đảm bảo các điều kiện sau:
+ Điện áp ra ổn định.
+ Cung cấp đủ công suất cho các tải điện trên ô tô.
+ Kết cấu nhỏ gọn, dễ bố trí, lắp đặt trong khoang động cơ.
+ Có độ bền cao
+ Khả năng chịu được rung sóc tốt trong mọi điều kiện vận hành của ô tô.
+ Giá thành thấp.
2.1. Sơ đồ các phụ tải tiêu thụ điện trên ô tô
Phụ tải điện trên ô tô, dựa vào thời gian làm việc có thể chia làm 3 loại:
+ Tải hoạt động liên tục: Là những phụ tải liên tục hoạt động trong quá trình xe vận hành (khi động cơ hoạt động). Và khi động cơ không hoạt động (thì đều sử dụng năng lượng của bình ắc quy).
+ Tải hoạt động trong thời gian dài: Là những phụ tải hoạt động trong những khoảng thời gian tương đối dài, tùy thuộc vào điều kiện vận hành của lái xe.
+ Tải hoạt động trong thời gian ngắn: Các phụ tải này thường chỉ hoạt động trong thời gian ngắn (< 2 ÷ 3 phút).
2.2. Tính toán công suất tiêu thụ theo các chế độ tải
2.2.1. Chế độ tải hoạt động liên tục
Ở chế độ tải hoạt động liên tục thì hệ số sử dụng của mỗi tải là: l = 100 %.
2.2.2. Chế độ tải hoạt động không liên tục
Ở chế độ này thì hệ số sử dụng (l) của mỗi tải thay đổi phụ thuộc vào sự vận hành xe của mỗi tài xế cũng như phụ thuộc vào điều kiện vận hành và địa bàn xe hoạt động. l được chọn theo đề xuất của nhà chế tạo.
2.2.3. Lựa chọn công suất máy phát điện
Trong bảng 2.a, ta có:
Công suất tính toán = Công suất thực ´ Hệ số sử dụng
Từ bảng 2-1 và 2-2, ta có tổng công suất tiêu thụ của các tải trên xe là:
PåW = PW1 + PW2 = 470 + 575,2 = 1045,2 (W). (4-1)
Vậy ta cần chọn máy phát có: Uđm=14V và Iđm>74,66 [A]
Sau khi tính toán ta thấy phải chọn loại máy phát có: Uđm=14V và Iđm=80A
Vậy với thông số thiết kế Itk = 80 (A) máy phát đảm bảo thực hiện nhiệm vụ cung cấp điện với hệ số an toàn là Kdt = 1,07
* Kết luận: Thông số tính toán ở trên phù hợp với thông số của máy phát điện đang sử dụng trên xe Toyota Fortuner 2023.
2.3. Tính toán tiết diện dây điện trên xe Toyota Fortuner 2023
Trên ô tô hiện đại ngày này, hệ thống điện là một hệ thống rất quan trọng, đặc biệt ô tô càng hiện đại thì nhu cầu sử dụng các phụ tải càng lớn để đáp ứng nhu cầu hưởng thụ của con người vì vậy số lượng dây dẫn càng tăng lên. Do đó việc tính toán dây dẫn là rất cần thiết để đảm bảo việc dẫn điện tốt, đủ công suất và vẫn đảm bảo tính kinh tế.
Dây dẫn trên ô tô thường là dây đồng có bọc vỏ cách điện là nhựa PVC. Dây đồng có điện trở suất nhỏ (ρ=1,7.10-8 Ωm). Lớp vỏ bọc PVC không những phải cách điện tốt (có điện trở suất rất lớn ρ=1015 Ωm) mà còn phải bảo vệ lõi đồng trong những điều kiện khắt nghiệt như: xăng, dầu, nhớt, nước, bụi bẩn, nhiệt độ cao…
R: Điện trở dây dẫn [Ω]
I: Dòng điện qua dây dẫn [A]
ρ: Điện trở suất dây dẫn [Ωm]
l: Chiều dài dây dẫn [m]
S: Tiết diện dây dẫn [m2]
P: Công suất phụ tải [W]
U: Điện áp nguồi [V], theo đề ra Ung = 14 [V]
Theo công thức (4-5), giá trị công suất các phụ tải và độ sụt áp chọn được ta tính toán được tiết diện dây dẫn như bảng 2.e, 2.f.
CHƯƠNG III
KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG, CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ
ĐỘNG CƠ TOYOTA FORTUNER 1GD - FTV
3.1. Tổng quan về kiểm tra và bảo dưỡng
Một trong những điều kiện sử dụng tốt động cơ cũng như ô tô, tăng thời hạn sử dụng và đảm bảo độ tin cậy trong quá trình vận hành là việc tiến hành kịp thời, có chất lượng công tác bảo dưỡng động cơ nói riêng cũng như ô tô nói chung.
Một cách tổng quát có thể định nghĩa: “bảo dưỡng kĩ thuật là những hoạt động, những biện pháp kĩ thuật có xu hướng làm giảm cường độ mài mòn của chi tiết máy, phòng ngừa hư hỏng, kịp thời phát hiện hư hỏng, nhằm duy trì tình trạng hoạt động tốt nhất của thiết bị trong quá trình sử dụng”.
Mục đích của bảo dưỡng định kì:
- Đảm bảo tính năng của xe ở trạng thái tốt nhất có thể.
- Phát hiện sớm các hư hỏng của các chi tiết, cụm chi tiết.
- Giảm đến mức thấp nhất chi phí sữa chữa trong quá trình sử dụng.
- Kéo dài tuổi thọ của ô tô
- Đảm bảo an toàn độ tin cậy cho người sử dụng
3.2. Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống các cảm biến và vòi phun
3.2.1. Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống các cảm biến
3.2.1.1. Kiểm tra cảm biến vị trí bàn đạp ga
Cảm biến vị trí bàn đạp ga (APS) đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển động cơ xe. Nó đo lường vị trí của bàn đạp ga và gửi tín hiệu đến bộ điều khiển động cơ (ECM) để điều chỉnh lượng nhiên liệu và khí nạp vào động cơ.
Dấu hiệu cho thấy cảm biến vị trí bàn đạp ga cần được kiểm tra:
+ Xe tăng tốc chậm chạp hoặc không đồng đều
+ Xe bị giật cục khi tăng tốc
+ Đèn báo lỗi động cơ (Check Engine) sáng
- Phần lớn cảm biến bàn đạp ga sử dụng 2 tín hiệu cảm biến, khi đạp ga thì cả 2 tín hiệu cảm biến sẽ tăng dần (Loại thuận) , hoặc cũng có xe sử dụng 1 tín hiệu tăng, 1 tín hiệu giảm (Loại nghịch).
- Có thể sử dụng tính năng “Data List” trong máy chẩn đoán để phân tích tín hiệu cảm biến chân ga còn tốt hay không. Bằng cách On chìa khóa và đạp bàn đạp chân ga từ từ rồi theo dõi tín hiệu hiển thị trên máy chẩn đoán.
3.2.1.2. Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
Cách đo và kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát thực hiện như sau:
+ Bước 1: Trước tiên cần kiểm tra điện trở cảm biến làm mát có bị thay đổi so với thông số kỹ thuật của hãng sản xuất đưa ra.
+ Bước 3: Tiến hành nhúng cảm biến vào nước lạnh, mức điện trở trong khoảng 4,8 - 6,6 Ω. Dùng bật lửa hơ nóng, mức điện trở từ 0,2 - 0,3 Ω. Nếu kết quả không đạt trong khoảng trên tức là cảm biến nhiệt độ làm mát nước đã bị hỏng và cần thay thế.
3.2.1.4. Kiểm tra cảm biến nhiệt độ khí nạp
Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT – Intake Air Temperature).
Cảm biến nhiệt độ khí nạp dùng để xác định nhiệt độ khí nạp. Nếu nhiệt độ khí nạp lớn hơn 20oC thì ECU sẽ giảm lượng xăng phun và ngược lại để tỷ lệ hòa khí được đảm bảo theo nhiệt độ môi trường.
3.2.1.5. Kiểm tra cảm biến lưu lượng khí nạp
Cảm biến lưu lượng khí nạp ( MAF – Mass Air Flow sensor )
Cảm biến lưu lượng khí nạp ( MAF) dùng để đo khối lượng khí nạp vào động cơ và truyền tín hiệu về ECU để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun đạt tỉ lệ chuẩn.
3.2.2. Kiểm tra và bảo dưỡng kim phun, nhập mã cho ECU khi thay mới kim phun
a) Tháo kim phun ra khỏi động cơ.
- Tháo bộ tản nhiệt khí nạp trên nắp động cơ, cổ bướm ga và van EGR.
- Tháo các đường ống cao áp từ ống phân phối đến kim phum.
- Tháo nắp đậy dàn cò mổ.
c) Lắp kim phun.
- Kiểm tra, làm sạch lỗ lắp vòi phung và thay các đện đồng kim phun mới nếu hư hổng.
- Thay các vòng đệm cao su cho kim phun và lắp kim phun vào đúng vị trí đúng thứ tự cũ.
- Kiểm tra và lắp tạm ống hồi nhiên liệu lên các kim phun (nếu ống bị nức gãy hoặc đệm bị hỏng thì thay mới).
- Lắp các kẹp giữ kim phun và siết chặt sau đó siết chặt các ốc hồi nhiên liệu.
Quy trình đăng kí mã vòi phun sau khi thay mới bằng máy chuẩn đoán G-scan 2:
* Bước 1: Kết nối máy chuẩn đoán vào xe.
- Nối giắc máy chẩn đoán vào giắc DLC 3 (chọn giắc có số chân phù hợp).
- Bật khóa điện ON.
- Bật máy chẩn đoán ON ( không khởi động động cơ).
* Bước 3: Nhập mã kim phun cho hộp ECU.
3.3. Chẩn đoán hệ thống điều khiển điện tử trên động cơ 1GD - FTV
3.3.1. Chế độ thường và chế độ kiểm tra ( Normal Mode and Check Mode)
Trong chế độ thường (xe hoạt động trên đường), chức năng tự chẩn đoán của ECM sử dụng thuật toán phát hiện hai hành trình để đảm bảo phát hiện chính xác hư hỏng. Tuy nhiên, trong khi thực hiện chẩn đoán, kỹ thuật viên có thể chuyển sang chế độ kiểm tra để tăng độ nhạy phát hiện hư hỏng của ECM, đồng thời đây cũng là chức năng hữu hiệu dùng chẩn đoán phát hiện các hư hỏng chập chờn trong hệ thống điều khiển động cơ.
3.2.3. Giắc chẩn đoán DLC3
Trên Toyota Fortuner sử dụng giắc chẩn đoán DLC3 theo chuẩn ISO 14230 (M-OBD).
3.2.4. Đọc, xóa mã lỗi hư hỏng
3.2.4.1. Các phương pháp đọc mã lỗi
a) Dùng máy chẩn đoán G-Scan 2:
* Bước 1: Kết nối máy chuẩn đoán vào xe.
- Nối giắc máy chẩn đoán vào giắc DLC 3 (chọn giắc có số chân phù hợp)
- Bật khóa điện ON (khởi động động cơ nếu được)
* Bước 3: Đọc mã lỗi.
b) Nối tắt chân TC-CG của giắc DLC3àbật khóa điện ONà đọc số lần chớp của đèn CHECK
Nếu có mã lỗi, mã lỗi sẽ được xuất từ nhỏ đến lớn, cách đọc mã lỗi như hình chỉ bên dưới ( VD cho mã lỗi 12 và 31)
3.2.4.2. Các phương pháp xoá mã lỗi
Sau khi tiến hành sữa chữa các hư hỏng thì ta sẽ xoá lỗi cho hệ thống.
a) Dùng máy chẩn đoán G-Scan 2:
* Bước 1: Kết nối máy chuẩn đoán vào xe (các thao tác như trên).
* Bước 2: Chọn dòng xe cho máy chuẩn đoán (các thao tác như trên).
* Bước 3: Xoá mã lỗi
b) Không dùng máy chẩn đoán: Tháo cầu chì EFI hoặc cực (-) accuy và chờ 1 phút hay lâu hơn để xoáy mã lỗi.
3.2.5. Các mã lỗi hư hỏng thường gặp trên động cơ
Sau khi dùng máy chuẩn đoán đọc được các mã lỗi của hệ thống ta có so sánh mã lỗi theo bảng 3.b.
3.4. Những lưu ý khi bảo dưỡng động cơ 1GD-FTV
- Chuẩn bị các trang thiết bị bảo hộ an toàn cho kỹ thuật viên
- Sử dụng phủ sườn, phủ ghế, phủ sàn để không làm trầy xước hay bôi bẩn xe.
- Dùng các nêm chặn bánh xe, để giữ xe không chuyển động trong quá trình làm việc. Luôn chú ý tới tính an toàn, chắc chắn rằng mọi chuyển động của xe đều được ngăn chặn trong thời gian làm việc.
- Không được tháo nắp két nước khi động cơ và két nước đang còn nóng . Bị nén ở áp suất cao nước nóng và hơi nước sẽ thoát ra và gây bỏng nghiêm trọng.
KẾT LUẬN
Trong quá trình thực hiện đồ án “Nghiêm cứu, khai thác động cơ phun dầu điện tử 1GD-FTV”, nhờ sự chỉ dẫn tận tình của thầy: Ths……....……… em đã có thể nắm được kiến thức tổng quan về động cơ 1GD - FTV của Toyota cũng như các phương pháp bảo dưỡng sữa chữa động cơ này. Cụ thể đạt được là:
- Nắm được cơ bản lịch sử phát triển và ứng dụng động cơ 1GD-FTV, biết được các dòng nào xe của Toyota Việt Nam sử dụng động cơ này.
- Biết được tên gọi, vị trí, cấu tạo và hoạt động tổng quát của hệ thống cũng như chức năng của từng bộ phận chi tiết trên động cơ.
- Biết được tên gọi, vị trí, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các cảm biến và hệ thống điều khiển điện tử trên động cơ.
- Nắm được các phương pháp, quy trình trong khi bảo dưỡng, chẩn đoán và sửa chữa động cơ này.
Tuy nhiên do kiến thức của em còn hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều cũng như quy định về giới hạn nội dung của đồ án nên không tránh khỏi những thiếu sót, chưa đầy đủ về hàm lượng kiến thức và số liệu trong các phần của đồ án.
Sau khi thực hiện đề tài này, bản thân em nhận thấy đây là một quá trình rèn luyện để có thể củng cố các kiến thức mà mình đã được học. Ngoài ra, còn có thể biết thêm những kiến thức thực tế mà trong nhà trường khó có thể truyền tải hết được, đó thực sự là những kiến thức mà mỗi sinh viên rất cần khi công tác sau này.
Ngoài ra, thực hiện đồ án cũng là dịp để có thể nâng cao các kỹ năng nghề nghiệp, khả năng nghiên cứu độc lập và phương pháp giải quyết các vấn đề. Bản thân sinh viên phải không ngừng vận động để có thể giải quyết những tình huống phát sinh, điều đó một lần nữa giúp cho em nâng cao các kỹ năng và kiến thức chuyên ngành.
Em xin chân thành cảm ơn!
…., ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Trang bị điện và điện tử trên ô tô hiện đại, PGS-TS Đỗ Văn Dũng, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM, 2007.
[2]. Nguyên lý động cơ đốt trong, GS-TS Nguyễn Tất Tiến, nhà xuất bản giáo dục, 2003.
[3]. Trang bị điện và điện tử trên ô tô hiện đại, PGS-TS Đỗ Văn Dũng, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM, 2007.
[4]. Tài liệu Service Manual Common Rail System (CRS), DENSO Corporation.
[5] . Toyta GSIC - Global Service Information Center (Tài liệu bảo dưỡng sữa chữa Toyota).
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"