MỤC LỤC
MỤC LỤC.
LỜI NÓI ĐẦU.. 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.. 2
1.1. Giới thiệu chung về xe Toyota Fortuner. 2
1.2. Giới thiệu về động cơ 2TR-FE.. 3
1.3. Tổng quan về hệ thống điện động cơ 2TR-FE trên xe Toyota. 5
1.3.1. Hệ thống nạp. 5
1.3.2. Hệ thống khởi động. 5
1.3.3. Hệ thống đánh lửa. 6
1.3.4. Hệ thống cung cấp nhiên liệu. 7
1.4. Phương pháp thực hiện. 8
1.4.1. Lý do chọn đề tài 8
1.4.2. Mục đích nghiên cứu. 9
1.4.3. Phương pháp nghiên cứu. 9
1.4.4. Phạm vi nghiên cứu. 9
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 11
2.1. Hệ thống cảm biến và các tín hiệu đầu vào. 11
2.1.1. Cảm biến lưu lượng khí nạp. 11
2.1.2. Cảm biến áp suất đường ống nạp. 11
2.1.3. Cảm biến vị trí bướm ga. 12
2.1.4. Cảm biến vị trí bàn đạp ga. 12
2.1.5. Bộ tạo tín hiệu G và Ne. 13
2.1.6. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát và cảm biến nhiệt độ khí nạp. 13
2.1.7. Cảm biến Oxy. 14
2.1.8. Cảm biến tỷ lệ không khí - nhiên liệu. 14
2.1.9. Cảm biến tốc độ ô tô. 14
2.1.10. Cảm biến kích nổ ( cảm biến tiếng gõ ) 15
2.1.11. Tín hiệu STA (Máy khởi động) / Tín hiệu NSV (công tắc khởi động trung gian) 15
2.1.12. Tín hiệu A/C và Tín hiệu phụ tải điện. 16
2.2. Hộp điều khiển điện tử. 16
2.2.1. Đặc điểm.. 16
2.2.2. Yêu cầu. 17
2.3. Cơ cấu chấp hành. 17
2.3.1. Hệ thống cung cấp nhiên liệu. 17
2.3.2. Hệ thống đánh lửa. 19
2.3.3. Hệ thống hiệu chỉnh tốc độ cầm chừng. 20
2.3.4. Hệ thống chẩn đoán. 20
CHƯƠNG 3. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 2TR-FE TRÊN XE TOYOTA FORTUNER.. 22
3.1. Hệ thống cảm biến và tín hiệu đầu vào của động cơ 2TR-FE.. 22
3.1.1. Cảm biến vị trí trục khuỷu. 22
3.1.2. Cảm biến vị trí trục cam.. 24
3.1.3. Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy. 25
3.1.4. Cảm biến vị trí bướm ga. 27
3.1.5. Cảm biến vị trí bàn đạp ga. 28
3.1.6. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 30
3.1.7. Cảm biến oxy. 32
3.1.8. Cảm biến chống kích nổ. 33
3.1.9. Cảm biến tốc độ xe. 35
3.1.10. Một số tín hiệu. 36
3.2. Hộp điều khiển điện tử của động cơ 2TR-FE.. 38
3.2.1. Nhiệm vụ. 38
3.2.2. Cấu tạo. 38
3.3. Cơ cấu chấp hành của hệ thống điều khiển động cơ 2TR-FE.. 40
3.3.1. Hệ thống cung cấp nhiên liệu EFI 40
3.3.2. Hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS. 47
3.3.3. Hệ thống điều khiển tốc độ không tải ISC.. 52
3.3.4. Hệ thống chẩn đoán. 53
CHƯƠNG 4. KHAI THÁC VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 2TR-FE TRÊN XE TOYOTA FORTUNER.. 56
4.1. Kiểm tra các loại cảm biến sử dụng cho động cơ 2TR-FE.. 56
4.1.1 Kiểm tra cảm biến lưu lượng khí nạp. 56
4.1.2. Kiểm tra cảm biến vị trí trục cam.. 57
4.1.3. Kiểm tra cảm biến vị trí trục khuỷu. 58
4.1.4. Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát 58
4.1.5. Kiểm tra cảm biến tiếng gõ. 59
4.2. Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống cung cấp nhiên liệu. 60
4.2.1. Lọc nhiên liệu. 60
4.2.2. Lọc gió. 60
4.2.3. Kiểm tra cụm vòi phun. 61
4.3.4. Kiểm tra bơm nhiên liệu. 61
4.3. Bảo dưỡng và kiểm tra hệ thống đánh lửa. 62
4.3.1. Ắc quy. 62
4.3.2. Kiểm tra Bugi 65
KẾT LUẬN.. 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 70
BẢNG NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT, KÍ HIỆU.. 71
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 “Kỹ thuật xe – máy quân sự ” tại trường, em được khoa tin tưởng giao cho đề tài tốt nghiệp “ Nghiên cứu khai thác hệ thống điều khiển động cơ trên xe Toyota Fortuner ”. 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 kiến thức nghề nghiệp cho em sau khi ra trường.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy trong khoa, đặc biệt là thầy: ThS…….…… đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn để đề tài của em được hoàn thành.
Em xin trân trọng cảm ơn !
TPHCM, ngày .. tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
……………….
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Giới thiệu chung về xe Toyota Fortuner
Xe Toyota Fortuner là mẫu xe chiến lược của Toyota tại Việt Nam cũng như toàn cầu. Kể từ khi ra mắt thế hệ đầu tiên năm 2009, xe Toyota Fortuner luôn chiếm doanh số bán lớn trong tháng. Nắm bắt thị yếu của khách hàng sử dụng, Toyota phát triển hai loại động cơ trên xe Fortuner bao gồm động cơ dầu 2.5L và động cơ xăng 2.7L.
* Đối với xe Fortuner máy xăng:
+ Ưu điểm : Độ ồn thấp, độ rung thấp hơn xe máy dầu nên đem lại cảm giác yên tĩnh cho hành khách trên trong xe, bảo đảm khả năng tăng tốc tốt hơn, chi phí bảo trì bảo dưỡng thấp.
+ Nhược điểm: So với phiên bản máy dầu xe , Toyota Fortuner máy xăng tiêu tốn nhiên liệu hơn.
1.2. Giới thiệu về động cơ 2TR-FE
Động cơ 2TR-FE lắp trên xe Toyota Fortuner là loại động cơ xăng thế hệ mới, 4 xy lanh thẳng hàng, dung tích xilanh 2,7 [lít] trục cam kép DOHC 16 xupap dẫn động bằng xích thông qua con đội thuỷ lực với hệ thống van nạp biến thiên thông minh VVT-i.
Các hệ thống chính trên động cơ 2 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.
1.3. Tổng quan về hệ thống điện động cơ 2TR-FE trên xe Toyota
1.3.1. Hệ thống nạp
Hệ thống nạp bao gồm: Ắc quy, máy phát điện, bộ tiết chế, các relay và đèn báo nạp.
1.3.2. Hệ thống khởi động
Hệ thống khởi động bằng điện với phương pháp điều khiển gián tiếp bằng rơle điện từ.
Để tránh khả năng không kịp tách bánh răng ra khi động cơ đã nổ, người ta làm kiểu truyền động một chiều bằng khớp truyền động hành trình tự do loại cơ cấu cóc.
1.3.3. Hệ thống đánh lửa
Hệ thống đánh lửa được điều khiển bằng điện tử ECU đánh lửa trực tiếp. Mỗi xilanh có một bugi loại đầu dài và một cuộn dây đánh lửa được điều khiển bằng mạch bán dẫn dùng transitor.
1.4. Phương pháp thực hiện
1.4.1. Lý do chọn đề tài
Hệ thống điện – điện tử trên ô tô ngày càng được sử dụng nhiều vì những hiệu quả của nó. Không chỉ tiết kiệm nhiên liệu mà còn hạn chế ô nhiễm môi trường, tính tiện nghi, tính an toàn của hệ thống điện – điện tử mang lại. Vì vậy hệ thống điện trong động cơ được các nhà sản xuất đặc biệt chú ý quan tâm vì động cơ được các chuyên gia đầu ngành của ô tô ví như là trái tim của xe ô tô.
Xuất phát từ ý tưởng đó, tôi đã tiến hành thực hiện đề tài về hệ thống điện động cơ mà cụ thể là “ NGHIÊN CỨU KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TRÊN XE TOYOTA FORTUNER” nhằm giúp cho người học nắm vững kiến thức chuyên môn và sáng tạo cải tiến hệ thống điện điều khiển động cơ.
1.4.3. Phương pháp nghiên cứu
- Tham khảo tài liệu, thu thập các thông tin liên quan.
- Học hỏi kiến thức từ thầy cô, bạn bè.
- Nghiên cứu các mô hình giảng dạy.
1.4.4. Phạm vi nghiên cứu
Hiện nay, động cơ 2TR-FE đang được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới. Do thời gian và kinh nghiệm thực tế có hạn, tôi thực hiện đề tài chỉ nghiên cứu, giới thiệu hệ thống điện động cơ 2TR-FE, trình bày những đặc điểm riêng biệt về cấu tạo, các sơ đồ mạch điện và nguyên lý hoạt động của hệ thống này.
Là các bộ phận trực tiếp thực hiện yêu cầu từ ECU, thực hiện những điều chỉnh giúp xe vận hành:
- Hệ thống cung cấp nhiên liệu EFI.
- Hệ thống đánh lửa trực tiếp.
- Hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng ISC.
- Hệ thống chẩn đoán.
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
2.1. Hệ thống cảm biến và các tín hiệu đầu vào
2.1.1. Cảm biến lưu lượng khí nạp
a. Đặc điểm
Cảm biến lưu lượng khí nạp được sử dụng trong hệ thống điều khiển động cơ để phát hiện khối lượng hoặc thể tích không khí nạp.
b. Yêu cầu
Các cảm biến lưu lượng khí nạp phải đảm đảo các yêu cầu sau:
- Đảm bảo đo chính xác lưu lượng khí nạp.
- Có cấu tạo dễ tháo lắp, thay thế hoặc bảo dưỡng sửa chữa.
c. Phân loại
Hiện nay các loại cảm biến lưu lượng khí nạp thường dùng hiện nay:
- Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu cánh.
- Cảm biến lưu lượng kiểu dòng xoáy Karman quang học.
2.1.3. Cảm biến vị trí bướm ga
a. Đặc điểm
Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên cổ họng gió. Cảm biến này biến đổi góc mở bướm ga thành điện áp được truyền đến ECU để ECU nhận biết vị trí của bướm ga.
b. Yêu cầu
Các cảm biến vị trí bướm ga phải đảm đảo các yêu cầu sau:
- Đảm bảo đo chính xác góc mở của bướm ga.
- Có cấu tạo dễ tháo lắp thay thế hoặc bảo dưỡng sửa chữa.
2.1.5. Bộ tạo tín hiệu G và Ne
a. Đặc điểm
Tín hiệu G và NE được tạo ra bởi cuộn nhận tính hiệu, bao gồm một cảm biến vị trí trục cam hoặc cảm biến vị trí trục khuỷu và đĩa tín hiệu hoặc rô tô tín hiệu.
c. Phân loại
Các loại được sử dụng thông dụng hiện nay:
- Bộ tạo tín hiệu G và NE loại đặt chung trong bộ chia điện.
- Loại cảm biến vị trí trục cam đặt trên trục cam để tạo tín hiệu G.
2.1.8. Cảm biến tỷ lệ không khí - nhiên liệu
a. Đặc điểm
Giống như cảm biến oxy, cảm biến tỷ lệ không khí – nhiên liệu phát hiện nồng độ oxy trong khí xả.
b. Yêu cầu
Các cảm biến này phải đảm đảo các yêu cầu sau:
- Đảm bảo đo chính xác nồng độ oxy có trong khí xả.
- Có cấu tạo dễ tháo lắp thay thế hoặc bảo dưỡng sửa chữa.
2.1.11. Tín hiệu STA (Máy khởi động) / Tín hiệu NSV (công tắc khởi động trung gian)
a. Tín hiệu STA (Máy khởi động)
Tín hiệu STA được dùng để phát hiện xem có phải động cơ đang quay khởi động không.
Vai trò chính của tín hiệu này là để được sự chấp thuận của ECU động cơ nhằm tăng lượng phun nhiên liệu trong khi động cơ đang quay khởi động.
b. Tín hiệu NSW (công tắc khởi động trung gian)
Tín hiệu này chỉ được dùng trong các xe có hộp số tự động và thường dùng để phát hiện vị trí của cần chuyển số. ECU động cơ dùng tín hiệu này để xác định xem cần gạt số có ở vị trí "P" hoặc "N" không hay ở vị trí khác. Tín hiệu NSW chủ yếu được sử dụng để điều khiển hệ thống ISC.
2.2. Hộp điều khiển điện tử
2.2.1. Đặc điểm
ECU tiếp nhận tín hiêu từ các cảm biến, xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành. Cơ cấu chấp hành luôn đảm bảo thừa lệnh ECU và đáp ứng các tín hiệu phân hội từ các cảm biến.
2.2.2. Yêu cầu
ECU phải đảm đảo các yêu cầu sau:
- Đảm bảo tính toán xử lý thông tin chính xác để điều khiển các cơ cấu chấp hành.
- Có cấu tạo dễ tháo lắp thay thế hoặc bảo dưỡng sửa chữa.
2.3. Cơ cấu chấp hành
2.3.1. Hệ thống cung cấp nhiên liệu
a. Đặc điểm
Ưu điểm hơn hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí thì hệ thống phun xăng bằng điện tử sẽ cung cấp lượng nhiên liệu đồng đều, chính xác đến từng xilanh của động cơ và phù hợp với từng chế độ tải khác nhau của động cơ.
b. Yêu cầu
Hệ thống cung cấp nhiên liệu phải đáp ứng các yêu cầu chính sau:
- Đảm bảo thời điểm phun nhiên liệu chính xác.
- Đảm bảo lượng phun nhiên liệu cung cấp cho mỗi xilanh phải đồng đều, chính xác.
2.3.3. Hệ thống hiệu chỉnh tốc độ cầm chừng
a. Đặc điểm
Để điều khiển tốc độ cầm chừng, người ta cho thêm một lượng gió đi tắt qua cánh bướm ga vào động cơ nhằm tăng lượng hỗn hợp để giữ tốc độ cầm chừng khi động cơ hoạt động ở các chế độ tải khác nhau.
b. Yêu cầu
Hệ thống hiệu chỉnh tốc độ cầm chừng phải đảm bảo các yêu cầu:
- Điều khiển tốc độ cầm chừng phải chính xác, tiết kiệm nhiên liệu.
- Đảm bảo tốc độ động cơ hợp lý để các hệ thống phụ tải, điều hòa không khí hoạt động ổn định
CHƯƠNG 3
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 2TR-FE TRÊN XE TOYOTA FORTUNER
3.1. Hệ thống cảm biến và tín hiệu đầu vào của động cơ 2TR-FE
3.1.1. Cảm biến vị trí trục khuỷu
a. Nhiệm vụ, vị trí lắp đặt
* 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.
* Vị trí : Được lắp ở gần pu-ly trục khuỷu.
b. Cấu tạo
Đĩa tạo tín hiệu NE được làm 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).
3.1.2. Cảm biến vị trí trục cam
a. Nhiệm vụ, vị trí lắp đặt
* 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.
* Vị trí: Được lắp ở nắp dàn cò
b. Cấu tạo
* Nguyên lý làm việc
Trên trục cam đối diện với cảm biến vị trí trục cam là đĩa tín hiệu G có các 3 răng. Khi trục cam quay, khe hở không khí giữa các vấu nhô ra trên trục cam và cảm biến này sẽ thay đổi. Sự thay đổi khe hở tạo ra một điện áp trong cuộn nhận tín hiệu được gắn vào cảm biến này, sinh ra tín hiệu G.
3.1.4. Cảm biến vị trí bướm ga
a. Nhiệm vụ, vị trí lắp đặt
* Nhiệm vụ
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.
* Vị trí: Được lắp ở trục của bướm ga.
b. Cấu tạo
* Nguyên lý làm việc
Khi trục bướm ga xoay sẽ làm cho nam châm xoay làm cho phần tử hall phát ra điện áp và gửi tín hiệu điện áp này về ECU thông qua 2 chân tín hiệu VTA1 và VTA2. Nếu trục bướm ga mở lớn thì điện áp gửi đến ECU lớn lúc này ECU sẽ điều khiển lượng phun nhiên liệu nhiều hơn và ngược lại sẽ ít hơn.
Chân VCTA là chân cấp nguồn cho cảm biến.
Chân ETA là chân mass của cảm biến về ECU.
3.1.6. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
a. Nhiệm vụ, vị trí lắp đặt
* 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.
* Vị trí: Nằm ở lock máy
b. Cấu tạo
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.
* Nguyên lý hoạt động:
Điện trở nhiệt là một phần tử cảm nhận thay đổi điện trở theo nhiệt độ. Nó được làm từ vật liệu bán dẫn nên có hệ số nhiệt điện trở âm (khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm). Sự thay đổi giá trị điện trở sẽ làm thay đổi giá trị điện áp được gửi đến ECU trên nền tảng cầu phân áp.
3.1.8. Cảm biến chống kích nổ
a. Nhiệm vụ, vị trí lắp đặt
* Nhiệm vụ
Cảm biến kích nổ phát hiện xung kích nổ sinh ra bên trong động cơ và truyền tín hiệu này đến ECU giúp điều chỉnh thời điểm đánh lửa để ngăn hiện tượng kích nổ
* Vị trí: Lắp ở thân máy
b. Cấu tạo
Cảm biến tiếng gõ trong động cơ 2TR-FE là loại phẳng (không cộng hưởng) có cấu tạo để phát hiện rung động trong phạm vi từ 6- 15khz. Bên trong cảm biến có một điện trở phát hiện hở mạch.
3.1.10. Một số tín hiệu
a. Tín hiệu khởi động STA
Tín hiệu STA được dùng để phát hiện xem có phải động cơ đang quay khởi động không. Vai trò chính của tín hiệu này là để được sự chấp thuận của ECU động cơ, nhằm tăng lượng phun nhiên liệu trong khi động cơ đang quay khởi động. Tín hiệu STA là một điện áp giống như điện áp cấp đến máy khởi động.
b. Tín hiệu A/C ( Điều hòa không khí)
Tín hiệu A/C này phát hiện xem ly hợp từ tính của máy điều hòa có bật hay không.
Tín hiệu A/C này được dùng để điều chỉnh thời điểm đánh lửa trong suốt thời gian chạy không tải, điều khiển hệ thống ISC, cắt nhiên liệu và các chức năng khác.
3.2. Hộp điều khiển điện tử của động cơ 2TR-FE
3.2.1. Nhiệm vụ
ECU tiếp nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành.
Điều khiển động cơ bao gồm hệ thống điều khiển xăng, lửa, tốc độ cầm chừng, quạt làm mát, góc phối cam, ga tự động (cruise control)….
3.2.2. Cấu tạo
ECU là một hộp vỏ bằng kim loại hoặc nhựa trong có chứa các linh kiện điện tử được sắp xếp, bố trí trên những mạch in. Bên ngoài có bố trí giắc cắm giúp ECU liên hệ với các vòi phun, các cảm biến,… ECU có thể chia ra thành các phần sau:
Bộ nhớ ROM: là nơi chứa các chương trình đã cài đặt sẵn, chỉ cho phép đọc các thông số cần thiết, không cho phép ghi hay sửa chữa.
Bộ nhớ RAM: là nơi tiếp nhận, lưu trữ, phân tích, so sánh các thống số thu được với thông số cài đặt sẵn trong bộ nhớ ROM. Qua đó sẽ chọn ra một tín hiệu phù hợp để điều khiển các vòi phun hoặc đưa ra các tín hiệu cảnh báo sự cố.
3.3. Cơ cấu chấp hành của hệ thống điều khiển động cơ 2TR-FE
3.3.1. Hệ thống cung cấp nhiên liệu EFI
a. 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.
b. Bộ lọc nhiên liệu
Xăng từ bơm nhiên liệu vào cửa (6) của bộ lọc, sau đó xăng đi qua phần tử lọc (2). Lõi lọc được làm bằng giấy, độ xốp của lõi giấy khoảng 10mm. Các tạp chất có kích thước lớn hơn 10mm được giữ lại đây. Sau đó xăng đi qua tấm lọc (3) các tạp chất nhỏ hơn 10mm được giữ lại và xăng đi qua cửa ra (5) của bộ lọc là xăng tương đối sạch cung cấp quá trình nạp cho động cơ.
d. Vòi phun xăng điện tử
Vòi phun trên động cơ 2TR-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.
3.3.2. Hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS
a. Bobin tích hợp IC
* Cấu tạo:
Bô bin giống như là 1 máy biến áp chuyển đổi dòng điện DC thấp áp 12 V ắc quy thành dòng điện AC cao áp 15 đến 40 KV đủ để phóng tia hồ quang giữa hai điện cực của bugi.
* Nguyên lý làm việc:
Khi trục khuỷu quay. Lúc này 2 cảm biến vị trí trục khuỷu và trục cam sẽ gửi 2 tín hiệu NE- và G2 về ECU. Lúc này ECU sẽ xác định xy lanh của máy số mấy tới thời kỳ cuối nén – đầu nổ. ECU sẽ gửi tín hiệu IGT tương ứng với xilanh đó đến cụm bobin và IC. Kích cho IC làm việc.Lúc này bugi tương ứng với máy đó đánh lửa.
b. Bugi
* Cấu tạo:
* Hoạt động:
Điện thế cao trong cuộn thứ cấp làm phát sinh tia lửa giữa điện cực trung tâm và điện cực nối đất để đốt cháy hỗn hợp không khí – nhiên liệu đã được nén trong xy lanh.
3.3.3. Hệ thống điều khiển tốc độ không tải ISC
ISC có một cơ cấu điều khiển lượng không khí nạp trong thời gian chạy không tải bằng tín hiệu từ ECU động cơ và điều khiển tốc độ chạy không tải.
3.3.4. Hệ thống chẩn đoán
a. Đặc điểm của hệ thống chẩn đoán động cơ 2TR-FE
ECU động cơ được trang bị hệ thống chẩn đoán có cả chế độ chẩn đoán thủ công và cả chế độ chẩn đoán OBD-II.
b. Nguyên lý của hệ thống chẩn đoán
Giá trị của tín hiệu thông báo đến ECU động cơ là bình thường nếu tín hiệu đầu vào và đầu ra được cố định.
Khi tín hiệu của một mạch nào đó không bình thường so với giá trị cố định của hệ thống thì mạch đó sẽ được coi là bị hư hỏng.
* Kiểm tra ở chế độ thủ công:
- Các điều kiện ban đầu:
+ Điện áp ắc quy bằng 11V hoặc cao hơn.
+ Hộp số ở vị trí N (tay số không).
+ Tất cả các hệ thống phụ phải tắt (điều hoà...).
- Bật khoá điện đến vị trí ON.
- Dùng dây kiểm tra chẩn đoán (SST) nối tắt các cực TC và CG của giắc DLC3
CHƯƠNG 4
KHAI THÁC VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 2TR-FE TRÊN XE TOYOTA FORTUNER
4.1. Kiểm tra các loại cảm biến sử dụng cho động cơ 2TR-FE
4.1.1 Kiểm tra cảm biến lưu lượng khí nạp
Thực hiện chế độ lái kiểm tra lại:
1. Nối máy chẩn đoán với giắc DLC3.
2. Bật khoá điện ON. Bật máy chẩn đoán ON.
3. Xoá các mã DTC (xem phần xóa mã chẫn đoán trong Chương IV).
Nếu kết quả này không nằm trong tiêu chuẩn, hãy kiểm tra nguyên nhân của tỷ lệ khí-nhiên liệu rất nhạt hoặc cực đậm.
4.1.2. Kiểm tra cảm biến vị trí trục cam
Đo điện trở giữa các cực 1 và 2. Điện trở tiêu chuẩn.
* Chú ý: trong bảng ở trên đây, khái niệm “lạnh” và “nóng” là nhiệt độ của cảm biến. “Lạnh” có nghĩa là khoảng -100C đến 500C (140F to 1220F). “Nóng” có nghĩa là khoảng 500C đến 1000C (1220F đến 2120F).
4.1.4. Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát
1. Cắm một phần cảm biến vào nước và đun nóng nước.
2. Đo điện trở giữa các cực. Điện trở tiêu chuẩn.
Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, hãy thay thế cảm biến.
* Chú ý: khi kiểm tra cảm biến ECT trong nước, hãy giữ cho điện cực được khô. Sau khi kiểm tra, hãy lau khô cảm biến.
4.2. Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống cung cấp nhiên liệu
4.2.1. 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.
Cũng như vậy ở động cơ diesel, chất bẩn hay hơi nước có thể hoà trộn trong dầu diesel. Nếu chất bẩn hay hơi nước này đến bơm cao áp hay vòi phun nó có thể làm tắc, mòn hay kẹt các chi tiết có độ chính xác cao.
4.2.2. Lọc gió
Không khí hút vào động cơ có chứa bụi và các hạt khác có thể làm tắc lỗ của chế hoà khí, làm thành cylinder chóng mòn và dầu máy nhanh biến chất. Lọc gió giữ lại bụi và các hạt bẩn trong không khí, không cho chúng lọt vào chế hoà khí và xilanh động cơ.
4.3.4. 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 Ω tại 20oC.
Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, hãy thay thế bơm nhiên liệu.
- Kiểm tra hoạt động của bơm nhiên liệu:
Cấp điện áp ắc quy vào các cực 4 và 5. Kiểm tra rằng bơm hoạt động.
4.3. Bảo dưỡng và kiểm tra hệ thống đánh lửa
4.3.1. Ắc quy
Ắc quy cung cấp điện cho hệ thống đánh lửa, hệ thống khởi động, đèn và các thiết bị điện khác.
Các bước bảo dưỡng ắc quy:
- Kiểm tra bằng cách quan sát
+ Kiểm tra giá giữ accu và siết lại khi cần.
- Kiểm tra mức dung dịch:
+ Mức dung dịch phải nằm giữa vạch UPPER và LOW trên vỏ ắc quy. Hoặc cũng có thể kiểm tra mức dung dịch qua nút thông hơi.Nếu mức dung dịch thấp, thêm nước cất để duy trì mức dung dịch quy định.
* Ắc quy tự phóng điện:
- Trong ắc qui hình thành dòng điện cục bộ;
- Nước đổ vào ắc qui không phải là nước cất;
- Dung dịch điện phân pha chế từ axit sunfuric kỹ thuật;
- Trong dung dịch điện phân có tạp chất cơ học;
4.3.2. Kiểm tra Bugi
Bugi sinh ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp khí/nhiên liệu, nó phải chịu nhiệt độ lớn hơn 2000oC và áp suất lớn hơn 40 kg/cm2 trong xilanh. Trong quá trình sử dụng, các điện cực của bugi bị ăn mòn dần dần và làm tăng khe hở bugi dẫn đến khó sinh ra tia lửa điện.
1. Kiểm tra điện cực:
- Dùng Ômkế Mega, đo điện trở cách điện.
- Điện trở cách điện tiêu chuẩn: 10 Mega Ω trở lên
5. Làm sạch các bugi.
- Nếu điện cực bị bám muội các bon ướt, hãy làm sạch bugi bằng máy làm sạch sau đó làm khô nó. Áp suất khí tiêu chuẩn: 588 kPa
- Thời gian tiêu chuẩn: 20 giây trở xuống.
KẾT LUẬN
Với hệ thống điều khiển điện tử động cơ, không những công suất động cơ tăng, điều khiển dễ dàng, ít tiêu hao nhiên liệu mà còn giải quyết được tình trạng ô nhiếm môi trường do khí thải.
Ngoài ra qua đồ án em còn thu được những kiến thức nhất định như sau :
- Hiểu rõ hơn về các hệ thống tự động điều khiển đang sử dụng.
- Nắm vững được nguyên lý, chức năng, cấu trúc và các chế độ điều khiển của ECU động cơ
- Biết được cấu tạo, cách bố trí các bộ phận trong hệ thống phun xăng, đánh lửa
- Biết được kết cấu, nguyên lý làm việc của các chi tiết, các bộ phận trên động cơ.
- Nắm bắt được những kinh nghiệm thực tế, hiểu được những hư hỏng thường gặp và cách khắc phục một số hệ thống trong động cơ
- Có cách thức chẩn đoán và đo kiểm các thiết bị trong hệ thống.
Qua đồ án nghiên cứu khai thác hệ thống điều khiển điện tử động cơ 2TR-FE trên xe Toyota tôi có một số kiến nghị như sau:
- Tăng số tiết giảng dạy về cách hệ thống điều khiển điện tử trên xe đời mới. Nhà trường đầu tư cơ sở vật chất, cho học viên tiếp xúc nhiều hơn với các loại loại xe hiện đại và các trang thiết bị tiên tiến phục vụ công tác bảo dưỡng sửa chữa xe.
- Học viên cần chủ động tìm hiểu, nghiên cứu các dòng xe hiện đại để phục vụ công tác khi ra trường.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Ts. Đỗ Văn Dũng: Trang bị điện và điện tử trên ô tô hiện đại - Hệ thống điện động cơ. NXB: ĐH SPKT TPHCM.
2. Trần Thế San - Đỗ Dũng: Thực hành sửa chữa và bảo trì Động cơ xăng. NXB Đã Nẵng.
3. Nguyễn Oanh: Phun xăng điện tử EFI. NXB tổng hợp Tp.HCM, 2005.
4. Tài liệu sửa chữa chẩn đoán động cơ 2TR-FE.
6. Tài liệu xe Toyota fortuner.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"