MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN...............................................................................................................................................................................................50

LỜI CẢM ƠN....................................................................................................................................................................................................51

DANH SÁCH CÁC BẢNG................................................................................................................................................................................55

DANH SÁCH CÁC HÌNH..................................................................................................................................................................................56

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT................................................................................................................................................................................59

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN..............................................................................................................................................................................60

1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI................................................................................................................................................................................60

1.2. NỘI DUNG ĐỀ TÀI.....................................................................................................................................................................................60

1.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU......................................................................................................................................................................60

1.4. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU.........................................................................................................................................................................60

1.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................................................................................................................61

1.6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI..................................................................................................................................61

1.6.1. Ý nghĩa khoa học.....................................................................................................................................................................................61

1.6.2. Ý nghĩa thực tiễn.....................................................................................................................................................................................61

1.7. PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÁC NGHIÊN CỨU ĐÃ CÓ CỦA CÁC TÁC GIẢ TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI..........62

1.7.1. Trong nước..............................................................................................................................................................................................62

1.7.2. Ngoài nước..............................................................................................................................................................................................62

CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT...................................................................................................................................................................66

2.1. GIỚI THIỆU CHUNG..................................................................................................................................................................................66

2.1.1.  Lịch sử phát triển của hệ thống phun xăng điện tử EFI..........................................................................................................................66

2.1.2. Ưu nhược điểm của hệ thống phun xăng điện tử....................................................................................................................................67

2.1.3.  Phân loại các hệ thống phun xăng điện tử EFI trên ô tô.........................................................................................................................67

2.2. HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ EFI TRÊN TOYOTA CAMRY 2010…………………………………................................……………...68

2.2.1. Cấu tạo.....................................................................................................................................................................................................68

2.2.2.  Nguyên lí hoạt động................................................................................................................................................................................70

2.3. HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU........................................................................................................................................................70

2.3.1. Bơm nhiên liệu.........................................................................................................................................................................................70

2.3.2. Bộ lọc nhiên liệu.......................................................................................................................................................................................71

2.3.3. Bộ giảm rung động...................................................................................................................................................................................72

2.3.4. Bộ ổn định áp suất...................................................................................................................................................................................72

2.4. BỘ PHẬN NẠP KHÍ.....................................................................................................................................................................................73

2.4.1. Khái quát chung.......................................................................................................................................................................................73

2.4.2. Cổ họng gió..............................................................................................................................................................................................74

2.4.3. Van khí phụ..............................................................................................................................................................................................74

2.4.4. Khoang nạp khí và đường ống nạp..........................................................................................................................................................74

2.5. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ............................................................................................................................................................74

2.5.1. Các cảm biến và tín hiệu đầu vào............................................................................................................................................................75

2.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2..............................................................................................................................................................................88

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP................................................................................................89

3.1. TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ CỦA TOYOTA CAMRY 2010.....................................................................................................................89

3.1.1. Các thông số chọn....................................................................................................................................................................................89

3.1.2. Tính toán các quá trình công tác...............................................................................................................................................................91

3.1.3. Tính toán quá trình nén.............................................................................................................................................................................92

3.1.4. Tính toán quá trình cháy:..........................................................................................................................................................................93

3.1.5. Tính quá trình giãn nở...............................................................................................................................................................................95

3.1.6. Tính toán các thông số chu trình công tác................................................................................................................................................96

3.1.6.1. Xác định thể tích buồng cháy.................................................................................................................................................................97

3.2. TÍNH TOÁN THỜI GIAN PHUN...................................................................................................................................................................97

3.2.1. Khối lượng phun nhiên liệu.......................................................................................................................................................................97

3.2.2. Lượng không khí theo chu kì....................................................................................................................................................................99

3.2.3. Lượng khí nạp trong một chu trình...........................................................................................................................................................99

3.4. TÍNH TOÁN THỜI GIAN MỞ KIM PHUN...................................................................................................................................................101

3.4.1. Phương pháp tốc độ - tỉ trọng:................................................................................................................................................................101

3.4.2. Thời gian mở kim phun:..........................................................................................................................................................................102

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP TRÊN ĐỘNG CƠ 2AR-FE...........103

4.1. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG  MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2010................103

4.1.1. Yêu cầu mô hình.....................................................................................................................................................................................103

4.1.2. Lựa chọn phương án thiết kế cho mô hình............................................................................................................................................103

4.2. THIẾT KẾ KHUNG MÔ HÌNH....................................................................................................................................................................105

4.2.1. Mô phỏng khung trên Soild Works..........................................................................................................................................................105

4.2.2. Yêu cầu khung mô hình..........................................................................................................................................................................107

4.2.3. Chế tạo khung mô hình..........................................................................................................................................................................108

4.2.4. Bố trí chung trên mô hình.......................................................................................................................................................................109

4.3. THIẾT KẾ CHẾ TẠO BÁNH RĂNG...........................................................................................................................................................110

4.4. SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ CHỨC NĂNG CỦA CÁC THÀNH PHẦN TRONG MÔ HÌNH ................................................................111

4.4.1. Sơ đồ mạch điều khiển...........................................................................................................................................................................112

4.5. THI CÔNG LẮP RÁP MÔ HÌNH.................................................................................................................................................................113

4.5.1. Các chi tiết trong mô hình.......................................................................................................................................................................113

4.5.2. Lắp ráp mô hình hoàn thiện và kết quả sau khi chạy thử.......................................................................................................................122

4.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4.............................................................................................................................................................................123

CHƯƠNG 5: KHAI THÁC MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP ............................................................................124

5.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM.................................................................................................................................................................................124

5.1.1. Chuẩn đoán kỹ thuật động cơ................................................................................................................................................................124

5.1.2. Hệ thống tự chuẩn đoán.........................................................................................................................................................................124

5.2. ĐỐI TƯỢNG CHUẨN ĐOÁN - HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP TRÊN TOYOTA CAMRY 2010...............................126

5.2.1. Kết cấu bên ngoài đối tượng..................................................................................................................................................................126

5.2.2. Cấu trúc mạch điện chuẩn đoán............................................................................................................................................................128

5.3. XÂY DỰNG BÀI THỰC HÀNH TRÊN THIẾT BỊ CHUẨN ĐOÁN..............................................................................................................129

5.3.1. Sử dụng máy chuẩn đoán OTOFIX........................................................................................................................................................129

5.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 5............................................................................................................................................................................136

KẾT LUẬN VÀ HẠN CHẾ................................................................................................................................................................................150

TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................................................................................................151

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài "Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp trên xe Toyota Camry 2010 phục vụ giảng dạy ", nhóm em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi.

Đầu tiên và quan trọng nhất, nhóm em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới thầy : Th.S. ……………., người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, định hướng và tạo mọi điều kiện trong suốt quá trình nhóm thực hiện đề tài. Thầy không chỉ là người thầy về mặt chuyên môn mà còn là người truyền cảm hứng, động viên nhóm hoàn thành khóa luận này.

Nhóm em cũng xin chân thành cảm ơn các quý thầy cô giáo trong Viện Kỹ Thuật Công Nghệ đã tạo điều kiện tốt nhất về cơ sở vật chất, trang thiết bị, phòng xưởng để nhóm có thể tiến hành các thử nghiệm và thực hành một cách hiệu quả. Sự hỗ trợ này là yếu tố then chốt giúp nhóm biến những kiến thức lý thuyết thành sản phẩm thực tế.

Dù đã rất cố gắng nhưng đề tài không tránh khỏi những thiếu sót. Nhóm em kính mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu từ các thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn nữa.

Nhóm em xin chân thành cảm ơn !

                                                                                                                                 Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                Nhóm sinh viên thực hiện

                                                                                                                                1./ ………………….

                                                                                                                                 2./ ………………….

                                                                                                                                  3./ ………………….

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1.LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Với sự phát triển nhanh và mạnh của thị trường ô tô Việt Nam, một yêu cầu đặt ra đó là làm thế nào để khai thác hiệu quả nhất một chiếc ô tô. Trong đó phun xăng đánh lửa trực tiếp là một hệ thống quan trọng. Một vấn đề đặt ra là làm thế nào chúng ta có thể hiểu rõ bản chất, đặc điểm cấu tạo và sự vận hành của các hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp. Việc nghiên cứu và thực hiện đề tài nhằm xây dựng tài liệu học tập, cung cấp kiến thức về hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp. Thông qua các bài thực hành ứng dụng trên mô hình giúp cho nhóm em nắm rõ và củng cố những kiến thức về phun xăng đánh lửa trực tiếp trên động cơ đã được học. Do đó nhóm em tiến hành chọn đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp trên xe Camry 2010 phục vụ giảng dạy”.

1.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

- Tên mã động cơ Toyota Camry 2010

- Động cơ 2.4G I4 (4 xy-lanh thẳng hàng)

- Tên mã: 2AZ-FE

- Loại: DOHC, 16 van, VVT-i kép

1.4. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu tổng quan hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp (EFI) trên xe Toyota Camry 2010.

- Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các bộ phận trong hệ thống cung cấp nhiên liệu, nạp khí, điều khiển điện tử và đánh lửa.

- Tính toán các thông số đặc trưng của chu trình công tác động cơ

- Vẽ và hiệu chỉnh đồ thị công.

- Thiết kế, chế tạo khung mô hình và bố trí các bộ phận hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp.

1.6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Trong quá trình thực hiện đề tài nhóm em đã sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau:

- Tra cứu tài liệu, giáo trình kỹ thuật, sách vở. Đặc biệt là quyển cẩm nang sửa chữa của hãng Toyota.

- Nghiên cứu tìm kiếm thông tin trên mạng.

- Tham khảo ý kiến của Thầy, Cô giảng viên trong khoa. Nghiên cứu trực tiếp trên mô hình.

1.7. PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÁC NGHIÊN CỨU ĐÃ CÓ CỦA CÁC TÁC GIẢ TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI

1.7.1.Trong nước

* Nguyễn Văn Phượng (2012). Giáo trình Hệ thống điều khiển điện tử trên ô tô. NXB Giáo dục Việt Nam.

- Giáo trình của Nguyễn Văn Phượng (2012) là một trong những tài liệu quan trọng trong nước cung cấp kiến thức nền tảng về hệ thống điện - điện tử trên ô tô. Nội dung sách trình bày tổng quan các hệ thống điều khiển hiện đại như ABS, EFI, hộp số tự động điều khiển điện tử, trong đó có phần giới thiệu về hệ thống phun xăng điện tử EFI và bộ điều khiển ECU.

- Tuy nhiên, hạn chế của giáo trình là mức độ phân tích còn mang tính khái quát, chưa đi sâu vào đặc điểm kỹ thuật chi tiết của từng dòng xe cụ thể, ví dụ như Toyota Camry 2010. Phần nghiên cứu về hiệu suất động cơ, mức tiêu hao nhiên liệu, phát thải khí xả và các vấn đề thực tiễn trong chẩn đoán, bảo dưỡng EFI còn khá hạn chế. Ngoài ra, tài liệu chưa cập nhật đầy đủ các xu hướng công nghệ mới như phun xăng trực tiếp (GDI), kết hợp với tăng áp hay ứng dụng mô phỏng máy tính để tối ưu quá trình điều khiển EFI.

* Những vấn đề còn tồn tại :

- Chưa có sự phân tích chuyên sâu về hệ thống EFI trên các dòng xe cụ thể.

- Thiếu các dữ liệu thực nghiệm và kết quả mô phỏng để minh chứng cho lý thuyết.

- Nội dung về chẩn đoán hư hỏng, quy trình bảo dưỡng EFI còn sơ lược, chưa đáp ứng đầy đủ yêu cầu thực tiễn.

* Những vấn đề mà đề tài cần tập trung, nghiên cứu giải quyết :

- Làm rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống EFI trên Toyota Camry 2010 một cách chi tiết và thực tế.

- Phân tích các thông số điều khiển quan trọng như thời điểm phun, lượng nhiên liệu, thời điểm đánh lửa và ảnh hưởng đến hiệu suất – phát thải.

- Bổ sung nghiên cứu về các dạng hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và giải pháp trong thực tiễn khai thác, sửa chữa.

1.7.2. Ngoài nước

* Phân tích và đánh giá tài liệu Heywood, J. B. (1988) Internal Combustion Engine Fundamentals

- Công trình của Heywood (1988) được xem là tài liệu kinh điển trong lĩnh vực động cơ đốt trong, cung cấp nền tảng lý thuyết vững chắc về quá trình cháy, truyền nhiệt, các chu trình nhiệt động, cũng như  những hệ thống cơ bản của động cơ. Trong đó, tác giả dành phần nội dung để phân tích nguyên lý hoạt động của hệ thống cung cấp nhiên liệu và hệ thống đánh lửa, làm rõ mối quan hệ giữa quá trình hình thành hỗn hợp cháy, thời điểm đánh lửa và hiệu suất động cơ.

- Xuất phát từ những khoảng trống trên, đề tài “Nghiên cứu tổng quan hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp (EFI) trên xe Toyota Camry 2010 phục vụ giảng dạy” cần tập trung vào việc kế thừa cơ sở lý thuyết của Heywood để giải thích nguyên lý hoạt động, đồng thời mở rộng theo hướng:

(1). Phân tích chi tiết đặc điểm cấu tạo và điều khiển điện tử EFI trên Toyota Camry 2010.

(2). Đánh giá các thông số ảnh hưởng đến hiệu suất, mức tiêu hao nhiên liệu và phát thải.

(3). Chỉ ra những dạng hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục trong thực tiễn khai thác.

* Tính mới của đề tài

Đề tài kế thừa lý thuyết nền tảng của Heywood, nhưng:

- Áp dụng trực tiếp vào hệ thống EFI thực tế trên Camry 2010

- Gắn lý thuyết với tính toán thời gian phun, thời điểm đánh lửa

- So sánh kết quả tính toán với hoạt động thực nghiệm trên mô hình

Heywood không đề cập đến:

- ECU cụ thể

- Mạch điện

* Nếu nghiên cứu của Heywood mang tính lý thuyết nền tảng, thì đề tài này có tính mới ở việc hiện thực hóa lý thuyết đó thành mô hình EFI hoạt động được, dễ tiếp cận cho đào tạo kỹ thuật ô tô.

1.8  ỨNG DỤNG VÀO BÀI GIẢNG.

* Giảng dạy nguyên lý hoạt động:

Giảng viên có thể dùng mô hình để:

- Giải thích trực quan cách hoạt động của hệ thống phun xăng và đánh lửa.

- Minh họa mối liên hệ giữa các cảm biến (như MAF, cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến nhiệt độ nước làm mát...) và ECU.

- Phân tích chu trình đánh lửa: từ tín hiệu cảm biến → ECU xử lý → kích hoạt kim phun và bugi.

- Thực hành kiểm tra và chẩn đoán

- Giới thiệu cho các sinh viên các bộ phận và các cảm biến có trong hệ thống phun xăng đánh lửa.

* Sinh viên có thể:

- Thực hành đo tín hiệu cảm biến bằng đồng hồ vạn năng hoặc máy chẩn đoán.

- Mô phỏng lỗi hệ thống để học cách xác định và sửa chữa.

- So sánh dữ liệu thực tế với lý thuyết để hiểu sâu hơn.

- Thực hành sử dụng máy chẩn đoán vào công tác chẩn đoán và sửa chữa hư hỏng thường gặp có trong hệ thống phun xăng đánh lửa.

* Thí nghiệm và nghiên cứu

- Thay đổi thông số cảm biến để quan sát ảnh hưởng đến hệ thống.

- Phân tích vai trò từng bộ phận trong tối ưu hóa hiệu suất động cơ.

- Lập trình ECU cơ bản nếu mô hình cho phép can thiệp phần mềm.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. GIỚI THIỆU CHUNG

Xu thế phát triển của các nhà sản xuất ô tô là nghiên cứu và hoàn thiện quá trình hình thành hỗn hợp cháy để đạt được sự cháy hết, tăng tính kinh tế nhiên liệu và giảm hàm lượng độc hại của khí xả thải ra ngoài môi trường. Công nghệ phun xăng điện tử EFI (Electronic Fuel Injection) là một giải pháp cho bài toán ấy. Hiện nay, hệ thống này được các nhà sản xuất áp dụng trên nhiều loại xe, nhất là cho các dòng xe ô tô du lịch. Trước tiên, hãy bắt đầu bằng lịch sử ra đời và phát triển hệ thống này.

2.1.1. Lịch sử phát triển của hệ thống phun xăng điện tử EFI

Vào thế kỷ 19, một kỹ sư người Pháp - ông Stevan đã nghĩ ra cách phun nhiên liệu cho một máy nén khí. Sau đó một thời gian, một người Đức đã cho phun nhiên liệu vào buồng cháy nhưng không mang lại hiệu quả cao (do nhiên liệu dùng trên động cơ này là dầu hỏa nên hay bị kích nổ và hiệu suất thấp). Tuy nhiên sau đó, sáng kiến này được ứng dụng thành công trong việc chế tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu cho máy bay ở Đức. Đến năm 1966, BOSCH đã thành công trong việc chế tạo phun xăng kiểu cơ khí. Do nhiên liệu được phun liên tục vào trước xupap nạp nên có tên gọi là K-Jetronic (K-Konstant - liên tục, Jetronic - phun). K-Jetronic được đưa vào sản xuất và ứng dụng trên các xe của hãng Mercedes và một số hãng khác, là nền tảng cho việc phát triển các hệ thống phun xăng thế hệ sau.

Việc điều khiển EFI có thể chia làm hai loại, dựa trên sự khác nhau về phương pháp dùng để xác định lượng nhiên liệu phun: Một loại dùng mạch điều khiển lượng phun dựa vào thời gian cần thiết để nạp và phóng điện vào tụ điện; loại còn lại được điều khiển bằng vi xử lý được bắt đầu sử dụng vào năm 1983.

2.1.3.. Phân loại các hệ thống phun xăng điện tử EFI trên ô tô

L-EFI (Loại điều khiển lưu lượng không khí):

Hệ thống phun xăng L-EFI lấy dữ liệu từ một cảm biến lưu lượng khí nạp. Loại cảm biến này giúp phát hiện lượng không khí nạp vào đường ống nạp theo hai cách. Cách thứ nhất là đo trực tiếp khối không khí nạp vào. Cách thứ hai là hiệu chỉnh dựa trên thể tích không khí.

D-EFI (Loại điều khiển áp suất đường ống nạp)

Cách thức hoạt động của loại phun xăng điện tử này là trực tiếp đo áp suất trong đường ống nạp. Quá trình này sẽ giúp phát hiện lượng khí nạp phù hợp với tỷ trọng của không khí nạp hay không.

2.2. HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ EFI TRÊN TOYOTA CAMRY 2010

2.2.1. Cấu tạo

Hệ thống phun xăng điện tử EFI gồm 3 hệ thống: Hệ thống cung cấp nhiên liệu, hệ thống nạp khí và hệ thống điều khiển điện tử.

Hệ thống cung cấp nhiên liệu có bơm xăng điện cấp xăng có áp suất qua bầu lọc theo đường ống vào các vòi phun. Trên đường ống có lắp van điều chỉnh áp suất giữa áp suất xăng ở đầu vòi phun là 2.3 - 2.6 kg/cm² ở vòng quay không tải và 2.7 - 3.1 kg/cm² ở vòng quay định mức. Từ van điều chỉnh áp suất có đường dẫn xăng thừa về thùng.

Hệ thống điều khiển điện tử với ECU và cá cảm biến có chức năng tiếp nhận và xử lý các tín hiệu từ các cảm biến cung cấp tới. ECU xử lý các thông số và đưa ra các phản hồi để hệ thống vận hành đạt hiệu quả nhất.

Sơ đồ cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử EFI như hình 2.1.

2.2.2. Nguyên lí hoạt động

Nhiên liệu được hút từ bình nhiên liệu bằng bơm nhiên liệu kiểu cánh gạt qua bình lọc nhiêu liệu để lọc sách các tạp chất sau đó tới bộ giảm rung, bộ phận này có nhiệm vụ hấp thụ các dao động nhỏ của nhiên liệu sự phun nhiện liệu gây ra. Sau đó qua ống phân phối, ở cuối ống phân phối có bộ ổn định áp suất nhằm điều khiển áp suất của dòng nhiên liệu và giữ cho nó luôn ổn định.

Tiếp đến nhiên liệu được đưa tới vòi phun dưới sự điều khiển của ECU vòi phun sẽ mở ra nhiên liệu được phun vào buồng cháy để động cơ hoạt động. Nhiên liệu thừa sẽ được đưa theo đường hồi trở về bình nhiên liệu. Các vòi phun sẽ phun nhiên liệu vào ống nạp tùy theo các tín hiệu phun của ECU. Các tín hiệu phun của ECU sẽ được quyết định sau khi đã nhận được các tín hiệu từ các cảm biến và nhiên liệu sẽ được ECU điều chỉnh phù hợp với tình trạng hoạt động của động cơ.

2.4. BỘ PHẬN NẠP KHÍ

2.4.1. Khái quát chung

Không khí từ lọc gió sẽ đi qua cảm biến đo lưu lượng gió và đẩy mở tấm đo gió trước khi đi vào khoang nạp khí. Lượng khí nạp đi vào khoang nạp được xác định bằng độ mở bướm ga. Từ khoang nạp khí, không khí sẽ được phân phối đến từng đường ống nạp và hút vào trong buồng cháy. Khi động cơ còn lạnh, van khí phụ mở cho phép không khí đi vào khoang nạp khí để tăng tốc độ không tải của động cơ cả khi bướm ga còn đóng.

2.4.2. Cổ họng gió

Cổ họng gió bao gồm bướm ga, một khoang khí phụ, một cảm biến vị trí bướm ga. Bướm ga điều khiển lượng khi nạp trong quá trình động cơ hoạt động bình thường. Khoang khí phụ cho phép một lượng khí nhỏ đi qua khi chạy không tải, cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên trục của bướm ga để nhận biết góc mở bướm ga.

2.4.4. Khoang nạp khí và đường ống nạp

Do không khí hút vào trong các xylanh bị ngắt quãng nên sẽ xảy ra rung động trong khí nạp. Rung động này sẽ làm cho tấm đo của cảm biến đo lưu lượng không khí rung động, sẽ làm cho kết quả đo không thể đo chính xác lượng khí nạp. Vì vậy, một khoang nạp khí có thể tích lớn được dùng để giảm rung động không khí nạp.

2.5. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ

Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử bao gồm: các ngõ vào (inputs) chủ yếu là tín hiệu từ các cảm biến và một số tín hiệu khác; ECU (electronic control unit) là bộ não của hệ thống; ngõ ra (outputs) là các cơ cấu chấp hành (actuators).

2.5.1. Các cảm biến và tín hiệu đầu vào

2.5.1.1. Cảm biến lưu lượng (khối lượng) đường ống nạp

Cảm biến lưu lượng khí nạp là một trong những cảm biến quan trọng nhất vì nó được sử dụng trong EFI kiểu L để phát hiện khối lượng hoặc thể tích không khí nạp. Tín hiệu về khối lượng hoặc thể tích của không khí nạp được dùng để tính thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản.

a. Cấu tạo:

Cảm biến lưu lượng khí nạp gồm một dây sấy và một nhiệt điện trở được sử dụng như một cảm biến, được lắp vào khu vực phát hiện lượng khí nạp.

b. Nguyên lý hoạt động

Dòng điện chạy vào dây sấy làm cho nó nóng lên, khi không khí chạy quanh dây sấy này, dây sấy được làm nguội tương ứng với khối không khí nạp. Bằng cách điều chỉnh dòng điện chạy vào dây sấy này để giữ cho nhiệt độ của dây sấy không đổi, dòng điện đó sẽ tỷ lệ thuận với khối không khí nạp. Dòng điện này được biến đổi thành một điện áp, sau đó được truyền đến ECU động cơ từ cực VG.

5.1.1.2. Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Cảm biến nhiệt độ khí nạp đo nhiệt độ của không khí nạp và được gắn trực tiếp trong cảm biến lưu lượng khí nạp.

Cảm biến bao gồm một điện trở nhiệt có trị số nhiệt điện trở âm. Khi nhiệt độ khí nạp tăng thì điện trở giảm dẫn đến điện áp gửi về ECU động cơ giảm, ECU điều khiển giảm lượng nhiên liệu phun và ngược lại sẽ gia tăng lượng nhiên liệu phun khi nhiệt độ khí nạp giảm.

a. Cấu tạo

Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp như hình 2.7.

b. Nguyên lý hoạt động

Thể tích và nồng độ không khí sẽ thay đổi theo nhiệt độ. Vì vậy lượng phun nhiên liệu sẽ thay đổi theo nhiệt độ. ECU lấy nhiệt độ 20^oC làm chuẩn, khi nhiệt độ khí nạp vào cao hơn, nó sẽ giảm lượng phun nhiên liệu và tăng lượng phun khi nhiệt độ thấp. Vì thế sẽ đảm bảo được tỷ lệ không khí – nhiên liệu thích hợp mà không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường.

2.5.1.4. Cảm biến vị trí trục khuỷu

Cảm biến vị trí trục khuỷu (bộ tạo tín hiệu NE) dùng để phát hiện góc của trục khuỷu và tốc độ của động cơ. ECU sử dụng tín hiệu này cùng với tín hiệu G được gửi về từ cảm biến vị trí trục cam để tính toán hoặc tìm góc đánh lửa tối ưu và lượng nhiên liệu sẽ phun vào từng xylanh.

Cấu tạo giống như một máy phát điện mini, trục khuỷu quay làm từ trường đi qua cuộn dây cảm ứng thay đổi, phát sinh một suất điện động. Máy tính đếm số xung điện trong một giây để tính toán ra tốc độ quay. Bằng cách quy định thời điểm xuất hiện xung và vị trí của piston máy 1, máy tính cũng biết được vị trí của các piston còn lại, đưa ra lệnh điều khiển bugi đánh lửa.

2.6.1.6. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát dùng để xác định nhiệt độ nước làm mát của động cơ qua đó xác định được nhiệt độ động cơ.

a. Cấu tạo

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát như hình 2.15.

b. Nguyên lý hoạt động

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát được gắn điện trở nhiệt bên trong. Nó được làm bằng vật liệu bán dẫn có hệ số nhiệt điện trở âm. Khi nhiệt độ tăng điện trở giảm và ngược lại. Sự thay đổi về giá trị điện trở làm thay đổi giá trị điện áp được gửi đến ECU trên nền tảng cầu phân áp.

2.5.1.8. Cảm biến kích nổ

Cảm biến kích nổ được gắn trên thân xylanh hoặc nắp máy để cảm nhận xung kích nổ phát sinh trong động cơ và gửi tín hiệu này tới ECU làm trễ thời điểm đánh lửa nhằm ngăn chặn hiện tượng kích nổ.

a. Cấu tạo

Cảm biến kích nổ được chế tạo bằng vật liệu áp điện. Thành phần áp điện trong cảm biến kích nổ được chế tạo bằng tinh thể thạch anh, là vật liệu khi có áp lực sẽ sinh ra điện áp.

b. Nguyên lý hoạt động

Phần tử áp điện được thiết kế có kích thước với tần số riêng trùng với tần số rung của động cơ để khi có hiện tượng kích nổ xảy ra sẽ sinh ra hiệu ứng cộng hưởng (f= 7kHz). Như vậy, khi có kích nổ, tinh thể thạch anh sẽ chịu áp lực lớn nhất và sinh ra một điện áp. Tín hiệu điện áp này có giá trị nhỏ hơn 2.4 V.

2.5.1.10 Tín hiệu A/C

Tín hiệu A/C phát hiện xem ly hợp từ tính của máy điều hòa không khí có bật ON không. Tín hiệu A/C này được dùng để điều chỉnh thời điểm đánh lửa và tốc độ cầm chừng (ISCV)

2.5.2. Bộ điều khiển điện tử (ECU-Electronic Control Unit)

2.5.2.1. Cấu tạo

a. Bộ nhớ

Bộ nhớ trong ECU chia ra làm 4 loại:

- ROM (Read Only Memory): Dùng để lưu trữ thông tin thường trực. Bộ nhớ này chỉ đọc thông tin từ đó ra chứ không thể ghi vào được. Thông tin của nó đã được cài đặt sắc. ROM cung cấp thông tin cho bộ vi xử lý và được lắp cố định trên mạch in

- RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên dùng để lưu trữ thông tin mới được ghi trong bộ nhớ và xác định bởi vi xử lý. RAM có thể đọc và ghi các số liệu theo địa chỉ bất kỳ.

- PROM (Programmable Read Only Memory): Cấu trúc cơ bản giống như ROM nhưng cho phép lập trình (nạp dữ liệu) ở nơi sử dụng chứ không phải nơi sản xuất như ROM. PROM cho phép sửa đổi chương trình điều khiển theo những đòi hỏi khác nhau.

b. Bộ vi xử lý (microprocessor)

Bộ vi xử lý có chức năng phân tích tính toán dữ liệu điều khiển đầu ra dung mã nhị phân để điều khiển, đưa ra tín hiệu đầu ra đạt hiệu quả cao nhất. Nó là “bộ não” của ECU.

e. Bộ đếm (Counter)

Dùng để đếm xung, ví dụ như từ cảm biến vị trí piston rồi gửi lượng đếm về bộ vi xử lý.

f. Bộ nhớ trung gian (Buffer)

Dùng để chuyển tín hiệu xoay chiều thành tín hiệu sóng vuông dạng số. Nó không giữ lượng đếm như trong bộ đếm. Bộ phận chính là một transistor sẽ đóng mở theo cực của tín hiệu xoay chiều.

g. Bộ khuyếch đại (Amplifier)

Một số cảm biến có tín hiệu rất nhỏ nên ECU thường có các bộ khuyếch đại.

h. Bộ ổn áp (Voltage Regulator)

Thông thường trong ECU có 2 bộ ổn áp: 12 V và 5V để cung cấp điện cho các cảm biến, thiết bị…

2.5.2.3. Chức năng của ECU

Trong hệ thống phun xăng điện tử EFI, ECU có hai chức năng chính:

- Điều khiển thời điểm phun xăng: quyết định khi nào thì từng vòi phun sẽ phun nhiên liệu vào xy lanh quyết định bằng tín hiệu đánh lửa sơ cấp IG.

- Điều khiển lượng phun xăng: quyết định lượng nhiên liệu sẽ phun vào các xylanh. Điều này được xác định bằng tín hiệu phun cơ bản, lần lượt được xác định bằng tín hiệu tốc độ động cơ và tín hiệu lượng khí nạp; các tín hiệu hiệu chỉnh lượng phun. Ngoài ra còn có một mạch khuyếch đại để kích hoạt các vòi phun.

2.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Qua tìm hiểu chương 2 nhóm em đã tìm hiểu về lịch sử phát triển của hệ thống phun xăng điện tử EFI và đi tìm hiểu ưu nhược điểm của hệ thống phun xăng điện tử so với bộ chế hòa khí. Qua đó tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống cung cấp nhiên liệu, bộ phận nạp khí và hệ thống điều khiển điện tử trên động cơ 2AZ - FE trên xe Toyota Camry 2010.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP

3.1. TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ CỦA TOYOTA CAMRY 2010

3.1.1. Các thông số chọn.

Các thông số chọn như bảng dưới

* Áp suất môi trường: p_k

Áp suất môi trường p_k là áp suất khí quyển trước khi nạp và động cơ. p_k thay đổi theo độ cao. Ở nước ta, chọn p_k = 0,1 (Mpa)

* Nhiệt độ môi trường: T_k

Lựa chọn nhiệt độ môi trường theo nhiệt độ bình quân của cả năm.

Ở nước ta T_k = 24⁰C (297⁰K)

* Áp suất cuối quá trình nạp: p_a

Áp suất môi trường P_a phụ thuộc vào nhiều thông số như chủng loại động cơ, tính năng tốc độ n, hệ số cản trên đường nạp, tiết diện lưu thông Có thể chọn pa trong phạm vi sau. p_a = (0,8 ÷ 0,9)p_k

Chọn p_a =  0,09 (MPa)

* Áp suất khí thải: p_r

Áp suất này cũng phụ thuộc vào các thông số giống như p_a. Có thể chọn p_r trong phạm vi: p_r = (1,10 ÷ 1,15)p_k

Chọn p_r = 0,115 (MPa)

* Hệ số quét buồng cháy : λ₂

Động cơ không tăng áp: Chọn  λ₂  = 1

* Hệ số nạp thêm: λ₁

Phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí. Thông thường có thể chọn:

λ₁ = 1,02 ÷ 1,07. Chọn  λ₁ = 1,05

*  Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z: ξ _z

Thể hiện lượng nhiệt phát ra của nhiên liệu đã cháy ở điểm z so với lượng nhiệt phát ra khi đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu.

Đối với động cơ xăng  ξ _z = 0,85 ÷ 0,92. Chọn ξ _z = 0,85

3.1.3. Tính toán quá trình nén.

* Chỉ số nén đa biến trung bình: n₁

Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào rất nhiều thông số kết cấu và thông số vận hành như kích thước xilanh, loại buồng cháy, phụ tải, trạng thái nhiệt của động cơ v v…Tuy nhiên n₁ tăng theo quy luật sau: Tất cả những nhân tố làm môi chất mất nhiệt sẽ khiến cho n₁ tăng, n₁ được: VT = 1,347– 1 = 0,347

Chọn n₁ = 1,347

Thỏa mãn => chọn n₁ = 1,347

* Áp suất và nhiệt độ cuối quá trình nạp nén: p_c

p_c = pa.ε^n=0,09.10,4^1,374=2,2472 (MPa)

T_C = Ta.ε^n-1=614.10,4^1,374-1=1474 (0K)

* Lượng môi chất công tác của qúa trình nén:

M_c = M₁ + M_r = M₁(1+γ_r)  = 0,3875.(1 + 0,105) = 0,4281 (Kmol/kg nh.liệu)

3.1.5. Tính quá trình giãn nở

* Hệ số giãn nở sớm: ρ

Đối với động cơ xăng: ρ = 1

* Hệ số giãn nở sau δ:

δ= ε=10,4

* Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở:

T_b = 2904,94/9,8^1,23-1(⁰K)

* Áp suất cuối quá trình giãn nở:

p_b = p_z/δⁿ²= 6,62/9,8 ^1,23 = 0,300 (MPa)

3.1.6. Tính toán các thông số chu trình công tác

* Áp suất chỉ thị trung bình:

Đối với động xăng:

=> p_i^’ = 0,4836 Mpa

* Áp suất chỉ thị trung bình thực tế: p_i

p_i = 0,97. 0,4836 = 0,469 (MPa)

p_i = 0,97. 0,4836 = 0,469 (MPa)

* Áp suất tổn thất cơ giới p_m:

Áp suất này thường được biểu diễn bằng quan hệ tuyến tính đối với tốc độ trung bình của piston.

v_tb = (S.n)/30=  (98.6000)/(30.1000) = 19,6 (m/s)

Theo số liệu thực nghiệm, đối với động cơ xăng có i ≤6, S/D>1 thì

P_m = 0,05 + 0,015.v_tb = 0,05 + 0,015.19,8 = 0,347 (MPa)

* Áp suất có ích trung bình: p_e

P_e = p_i - p_m = 0,469  - 0,347 = 0,122 (MPa)

* Hiệu suất có ích: η_e

η_e = η_i. η_m = 0,132. 0,2601= 0,214

3.2. TÍNH TOÁN THỜI GIAN PHUN

3.2.1. Khối lượng phun nhiên liệu           

Lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ kiểm soát bởi thời gian phun t_inj là thời gian mở vòi phun. Như vậy, lượng nhiên liệu phun vào một xylanh phụ thuộc vào lượng không khí:

m_f = m_a/(L₀.λ) = 1/(L₀.λ)   m_a/n_e.180/i

Trong đó:

m_a : Lưu lượng khối lượng không khí nạp (kg/s)

𝐿₀ : ​​Thể tích không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu (kg/kg). (𝐿₀=14.66)

𝑛_e : Tốc độ quay của trục khuỷu động cơ (vòng/phút hoặc giây).

i : Số lượng xi lanh.

Đối với các điều kiện vận hành khác khi 𝜆 ≠ 𝜆𝑜, thời gian phun sẽ điều chỉnh như sau:

𝑡𝑖𝑛𝑗 ≈ λ₀/λ. 𝑡𝑜

Điện áp ắc quy ảnh hưởng đến thời điểm nâng kim phun. Để bù trừ, một khoảng thời gian bù trừ bổ sung tùy thuộc vào điện áp ắc quy sẽ được thêm vào:

𝑡_𝑖𝑛𝑗 + ∆𝑡(𝑈_𝑏)

Lưu lượng khí nạp: 𝑚_𝑎 có thể được hiệu chỉnh do lỗi hệ thống cảm biến bằng cách xem xét mật độ và nhiệt độ không khí, đảm bảo khối lượng không khí chính xác cho mỗi chu kỳ động cơ.

Tỷ lệ không khí-nhiên liệu thực tế (𝜆): Giá trị này thay đổi tùy thuộc vào một số yếu tố như nhiệt độ động cơ trong quá trình làm giàu hỗn hợp và giai đoạn làm nóng, cũng như các điều chỉnh được thực hiện cho các điều kiện vận hành tạm thời.

3.2.3. Lượng khí nạp trong một chu trình

Hệ số nạp tương đối (𝜆𝑎 = m_a/m_alh ) tăng tốc độ nhờ cộng hưởng âm thanh trong ống nạp do đóng supap mở. Ống nạp được thiết kế để áp dụng hiệu ứng cực đại trùng lặp lúc supap hút mở, giúp nhiều khí đốt đốt, tăng công suất. Tần số cộng hưởng thường là 2.000-3.000 vòng/phút; Tần số thấp hơn thì ống sẽ được tải lớn hơn.

Tần số dao động trong ống nạp:  𝐹𝑝 = (n..Z)/2  (khí vào xylanh 1 lần/2 vòng quay).

3.4. TÍNH TOÁN THỜI GIAN MỞ KIM PHUN

3.4.1. Phương pháp tốc độ - tỉ trọng:

𝑑𝑎 = M_a/V

Trong đó:

M_a : Khối lượng không khí của thể tích V

d_a: Mật độ không khí

V : Thể tích

Như vậy, lưu lượng không khí tính bằng khối lượng  R_m = R_v.d_a

Với hệ thống EGR, một phần khí thải sẽ tuần hoàn trở lại đường nạp khi động cơ nóng, ảnh hưởng đến tính toán lưu lượng khí.

R_m = [(n/60.D/2.η_v)- R_EGR ] .d₀.  p/p₀ .T₀/T

Khối lượng khí thải qua van hồi R_EGR được xác định thực nghiệm, phụ thuộc độ mở van và kiểm soát 𝑁𝑂_𝑥 ở nhiệt độ cao. Hệ thống phun xăng dùng cánh trượt hoặc dây nhiệt không cần quan tâm 𝑅_𝐸𝐺𝑅 vì không ảnh hưởng lưu lượng khí.

3.4.2. Thời gian mở kim phun:

Thời gian mở kim phun tính theo công thức

𝑡𝑏 = m_f/R_inj

Động cơ phun xăng (MAP sensor) tính lưu lượng không khí qua cảm biến: tốc độ động cơ, áp suất đường ống nạp, nhiệt độ khí nạp, và độ mở van tiết lưu hồi khí thải.

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA TRỰC

TIẾP TRÊN ĐỘNG CƠ 2AZ-FE

4.1. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG  MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2010 PHỤC VỤ GIẢNG DẠY

4.1.1. Yêu cầu mô hình

Do mô hình là một thiết bị sự dụng trong công tác học tập và giảng dạy, nên có những yêu cầu chính sau :

- Phải thể hiện rõ ràng , dễ hiểu nguyên lý mà nó trình bày

- Dễ dàng sử dụng và điều khiển

- Khối lượng và kích thước không lớn quá

- Có độ bền vững cao hoạt động tin cậy và ổn định

4.1.2. Lựa chọn phương án thiết kế cho mô hình

Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp được chế tạo nhằm mục đích giúp sinh viên có thể quan sát được đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp một cách dễ dàng nhằm tránh những bỡ ngỡ và khó khăn khi tiếp xúc với thực tế. Vì thế, mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp cần đáp ứng những yêu cầu sau:

- Kết cấu gọn nhẹ.

- Mang tính tổng quát và phổ biến.

- Ít khác biệt so với lí thuyết.

- Giá thành hợp lí.

Hiện nay, mô hình thiết kế phục vụ nghiên cứu cho sinh viên gồm có hai dạng sau:

+ Thứ nhất là: Mô hình không hoạt động là loại mô hình gồm các khối lượng tượng trưng cho những cơ cấu hoặc các cụm trong hệ thống. Dạng này thường dùng để thể hiện các cơ cấu của hệ thống quá phức tạp, do hệ thống được tách ra hoặc cắt ¼ hay ½ để thể hiện đầy đủ các bộ phận nằm ở bên trong. Dạng mô hình này giúp cho sinh viên trong quá trình nghiên cứu được phần nào hiểu hơn về tác dụng và cấu tạo của từng cơ cấu trong hệ thống. Tuy nhiên, hình thức này không thể hiện nguyên lý làm việc của hệ thống một cách cụ thể.

+ Thứ hai là: Mô hình hoạt động được là dạng mô hình có kết cấu của chi tiết giống thật và hoạt động được nhờ các nguồn dẫn động hay các tác động khác. Mô hình này rất thuận tiện cho công tác nghiên cứu của sinh viên vì thông qua đó sinh viên dễ dàng nắm bắt được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống.

4.2. THIẾT KẾ KHUNG MÔ HÌNH

4.2.1. Mô phỏng khung trên Soild Works

Simulation of  khung:

Date:Friday,September12,2025

Designer: Solidworks

Nhận xét: Mức độ an toàn không cao cần tăng độ dày vật liệu hoặc tăng kích thước hộp

FOS tầm 15 thì đạt chuẩn

4.2.3. Chế tạo khung mô hình

Khung mô hình chế tạo thể hiện như hình dưới.

Chọn vật liệu chế tạo khung mô hình là sắt vuông, để mô hình gọn nhẹ nhưng vẫn đảm bảo được độ cứng vững của mô hình.

Khung được ghép lại với nhau bằng ốc và hàn nối sắt. Bộ khung được chế tạo làm 2 phần:

- Khung hình hộp chữ nhật để lắp đặt các thiết bị và trang trí mô hình.

- Bộ chân đế được trang bị bốn bánh xe để thuận tiện di chuyển mô hình.

4.2.4. Bố trí chung trên mô hình

Để thiết kế mô hình ta có nhiều cách bố trí khác nhau theo nhiều nguyên tắc khác nhau. Nhưng để mô hình thực sự là một công cụ giúp người khác dễ tiếp thu và tìm hiểu hoạt động thì ta phải bố trí các chi tiết sao cho nó gần giống với lý thuyết nhất, nhưng cũng không quá xa thực tế. Ta chọn cách bố trí các chi tiết theo cụm chi tiết. Các chi tiết có nhiệm vụ gần giống nhau hoặc cùng làm một nhiệm vụ nào đó thì đặt gần với nhau. Đồng thời để đảm bảo không xảy ra hỏa hoạn, nhóm em mô phỏng giàn phun bằng đèn led, có các biện pháp che chắn để đảm bảo an toàn khi sử dụng.

4.3. THIẾT KẾ CHẾ TẠO BÁNH RĂNG

Lựa chọn phôi để chế tạo bánh răng lần lượt là 55mm cho bánh răng trục khuỷu và 50mm cho bánh răng trục cam với độ dày là 2mm

* Thông số bánh răng :

- Bánh răng trục khuỷu :

- Bánh răng trục cam :

4.5. THI CÔNG LẮP RÁP MÔ HÌNH

4.5.1. Các chi tiết trong mô hình

Mô hình và các thiết bị trên mô hình thể hiện như hình 4.15 đến 4.22.

4.5.2. Lắp ráp mô hình hoàn thiện và kết quả sau khi chạy thử

Mô hình phun xăng đánh lửa trực tiếp sau khi hoàn thiện như hình 4.23.

* Chạy thử mạch điện bơm xăng:

Sau khi On chìa IGSW 1 chân của mô tơ bơm xăng tiếp mass chờ nguồn 12 V từ chân của relay bơm xăng đến.

Sau khi ECU nhận được tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu à ECU gởi tín hiệu điều khiển chân FC của relay bơm xăng đóng lại à Do đó 1 chân của mô tơ bơm xăng có nguồn 12 V đi qua.

4.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4

CHƯƠNG 5: KHAI THÁC MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP

5.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM

5.1.1. Chuẩn đoán kỹ thuật động cơ

Chuẩn đoán kỹ thuật động cơ ô tô là quá trình sử dụng các phương pháp, công cụ và kiến thức để phân tích các thông số hoạt động của động cơ nhằm phát hiện, xác định nguyên nhân và dự báo kịp thời các hư hỏng, sự cố mà không cần phải tháo rời động cơ. Mục tiêu là đảm bảo động cơ hoạt động an toàn, hiệu quả và tối ưu chi phí sửa chữa. 

Trong đó, chẩn đoán là quá trình logic nhận và phân tích các tin truyền đến người tiến hành chẩn đoán từ các thiết bị sử dụng để chẩn đoán để tìm ra hư hỏng của đối tượng (xe, tổng thành máy, hộp số, gầm).

Mục tiêu của chuẩn đoán kỹ thuật động cơ:

- Phát hiện nhanh và chính xác lỗi: Truy xuất dữ liệu từ các hệ thống điều khiển điện tử, nhận diện mã lỗi (DTC) để xác định vị trí và nguyên nhân sự cố. 

- Tìm ra nguyên nhân gốc rễ: Phân tích tín hiệu cảm biến, cơ cấu chấp hành để xác định nguyên nhân chính gây ra lỗi, tránh sửa chữa hời hợt. 

- Tối ưu thời gian và chi phí: Giúp kỹ thuật viên tránh thay thế linh kiện không cần thiết, rút ngắn thời gian kiểm tra và sửa chữa.

5.1.2. Hệ thống tự chuẩn đoán

a. Khái niệm về tự chuẩn đoán:

Tự chẩn đoán trên ô tô (On-Board Diagnostics - OBD) là hệ thống máy tính (ECU) trên xe tự động phát hiện, ghi lại các mã lỗi và cảnh báo cho người lái/thợ sửa chữa biết về những hư hỏng hoặc hoạt động không bình thường của các bộ phận, hệ thống trên xe mà không cần tháo rời. Mục đích chính của hệ thống này là giúp ngăn ngừa sự cố, đảm bảo xe hoạt động an toàn, hiệu quả và cho phép giao tiếp thông tin chẩn đoán. 

* Cách thức hoạt động:

- Giám sát liên tục: Các bộ điều khiển điện tử (ECU) liên tục giám sát hoạt động của các hệ thống như động cơ, hệ thống nhiên liệu, hệ thống đánh lửa, hộp số,

- Phát hiện sự cố: Nếu phát hiện bất kỳ sự cố nào, ECU sẽ tự động tạo ra một mã lỗi tương ứng.

- Lưu trữ mã lỗi: Các mã lỗi này được lưu trữ trong bộ nhớ của ECU.

này bằng các thiết bị chuyên dụng. 

* Mục đích chính:

* Ngăn ngừa sự cố:Phát hiện và thông báo kịp thời các hư hỏng tiềm ẩn để có biện pháp xử lý trước khi chúng gây ra sự cố nghiêm trọng. 

* Tăng độ tin cậy và an toàn:Đảm bảo các hệ thống trên xe hoạt động đúng chức năng, nâng cao tính an toàn và độ tin cậy của xe.

b. Nguyên lý của hệ thống chuẩn đoán:

Nguyên lý hình thành hệ thống tự chẩn đoán dựa trên cơ sở các hệ thống tự động điều chỉnh. Trên các hệ thống tự động điều chỉnh đã có các thành phần cơ bản là: cảm biến đo tín hiệu, bộ điều khiển trung tâm, cơ cấu chấp hành. Các bộ phận này làm việc theo nguyên lý điều khiển mạch kín (liên tục).

Yêu cầu cơ bản của thiết bị tự chẩn đoán bao gồm: cảm biến đo các giá trị thông số chẩn đoán tức thời, bộ xử lý và lưu trữ thông tin, bộ phát tín hiệu thông báo.

5.2. ĐỐI TƯỢNG CHUẨN ĐOÁN - HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP TRÊN TOYOTA CAMRY 2010

5.2.1. Kết cấu bên ngoài đối tượng

Thiết bị trên là hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp. Thiết bị là hệ thống mô phỏng hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp.

Ta thấy hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp trên là một hệ thống hiện đại, được trang bị cho dòng xe sử dụng động cơ xăng trên thị trường và đã được thiết kế để đưa vào thành mô hình. Nó mang đầy đủ chức năng, các hệ thống thông báo và có đầy đủ nguồn cùng giắc chẩn đoán DLC3 để kết nối tới máy chẩn đoán chuyên dụng. Vì vậy với hệ thống thiết bị này ta hoàn toàn có thể sử dụng các thiết bị chẩn đoán để chẩn đoán tình trạng của các hệ thống như bugi, bô bin, kim phun và các cảm biến.

* hóm em chọn hệ thống này để chẩn đoán với những lí do sau:      

- Hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp là một trong những phần quan trọng nhất của ô tô. Nó là nguồn phun nhiên liệu và đánh lửa chính của động cơ. Vì vậy động cơ hoạt động ổn định hay không đều nhờ vào khả năng phun xăng và đánh lửa của bugi. Công tác chẩn đoán bảo dưỡng hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp khá là phức tạp và tốn nhiều thời gian trong công tác bảo dưỡng và sửa chữa ô tô. Chính vì vậy áp dụng hệ thống máy chẩn đoán vào giúp rút ngắn thời gian và giảm được nhiều chi phí cho công tác bảo dưỡng ô tô.

- Hệ thống mô phỏng trong xưởng thực hành là của một loại hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp hiện đại. Nó đã được tách rời ra khỏi ô tô vì vậy nó thuận lợi cho công việc xây dựng các bài thực hành trên đó.

- Hơn nữa đây là một hệ thống sẵn có trong hệ thống trang thiết bị trong xưởng thực hành của trường nên rất thích hợp cho việc sinh viên nghiên cứu.

- Sinh viên được học về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng trên động cơ 2AZ - FE  trước khi thao tác trên mô hình.

- Sinh viên phải nhận biết được cấu tạo tổng quát của mô hình.

5.2.2. Cấu trúc mạch điện chuẩn đoán

Từ cấu trúc của mạch chẩn đoán cho ta biết được kết cấu của mạch chẩn đoán và vị trí của các chân chẩn đoán các bộ phận trên ô tô.

- Chân số 4: Kết nối tới Mass

- Chân số 6: Kết nối tới cổng mạng giao tiếp CANH

- Chân số 7: Kết nối tới hệ thống túi khí

- Chân số 9: Kết nối tới chân TACH của hộp ECU

- Chân số 13: Kết nối tới chân TC của hộp ECU

5.3. XÂY DỰNG BÀI THỰC HÀNH TRÊN THIẾT BỊ CHUẨN ĐOÁN

5.3.1. Sử dụng máy chuẩn đoán OTOFIX

- Ta tiến hành chẩn đoán theo các bước sau:

- Lựa chọn máy chẩn đoán hãng OTOFIX

- Khởi động máy chẩn đoán OTOFIX

- Kết nối máy chẩn đoán OTOFIX và ECU động cơ thông qua giắc cắm OBDII.

- Trên menu chính, kích chọn biểu tượng chương trình chẩn đoán ô tô (DIAGNOSIS).

- Sau đó, ta kích vào dòng chữ Manual Selection rồi bấm Ok.

- Sau đó, ta tiếp tục chọn nước sản xuất (Japan).

- Sau đó, đưa ra bảng thông số xe đã chọn tiếp tục nhấn Yes.

- Sau đó, ta tiến hành xóa lỗi chẩn đoán (Erase codes).

- Sau khi xóa lỗi bằng máy chẩn đoán ta có kết quả

5.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 5

Trong chương 5 nhóm em nghiên cứu một số khái niệm chẩn đoán kỹ thuật động cơ và hệ thống tự chẩn đoán . Đối tượng chẩn đoán là hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp trên động cơ 2AZ - FE trên xe Toyota Camry 2010, và xây dựng các bài thực hành chẩn đoán sử dụng bằng máy chẩn đoán, bài thực hành chẩn đoán vô hiệu hóa cảm biến vị trí bướm ga biết được quy trình sử dụng máy chẩn đoán và cách đọc lỗi và xóa lỗi bằng máy chẩn đoán, bài thực hành vô hiệu hóa cảm biến bàn đạp chân ga biết được quy trình sử dụng máy chẩn đoán và cách đọc lỗi và xóa lỗi bằng máy chẩn đoán, bài thực hành chẩn đoán vô hiệu hóa cảm biến lưu lượng khí nạp biết được quy trình sử dụng máy chẩn đoán và cách đọc lỗi và xóa lỗi bằng máy chẩn đoán, bài thực hành vô hiệu hóa cảm biến vị trí trục cam biết được quy trình sử dụng máy chẩn đoán và cách đọc lỗi và xóa lỗi bằng máy chẩn đoán, bài thực hành kiểm tra và đo kiểm kim phun biết được quy trình sử dụng máy chẩn đoán và cách đọc lỗi và xóa lỗi bằng máy chẩn đoán.

[1]. Đỗ Văn Dũng. (2004). Trang bị điện và điện tử trên ô tô hiện đại. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. HCM.

[2]. Đỗ Văn Dũng. (2000). Trang bị điện và điện tử ôtô hiện đại. Đại học Sư Phạm Kỹ thuật, Thành phố Hồ Chí Minh.

[3]. Đỗ Văn Dũng. (1999). Trang bị điện và điện tử ôtô hiện đại. Đại học Sư Phạm Kỹ thuật TPHCM.

[4]. Hà Quang Minh. (1999). Nguyên lý, kết cấu và khai thác các hệ thống phun xăng trên động cơ ô tô hiện đại. Học viện Kỹ thuật Quân sự.

[5]. Hà Quang Minh & Nguyễn Hoàng Vũ. (2009). Phun nhiên liệu điện tử trên động cơ đốt trong. Học viện Kỹ thuật Quân sự.

[6]. Nguyễn Hoàng Vũ. (2008). Thử nghiệm động cơ đốt trong. Học viện Kỹ thuật Quân sự.

[7]. Nguyễn Hoàng Vũ. (2005). Bài giảng kết cấu tính toán động cơ đốt trong. Học viện Kỹ thuật Quân sự.

[8]. Nguyễn Tất Tiến. (2003). Nguyên lý động cơ đốt trong. Nhà xuất bản Giáo dục Hà Nội.

[9]. Nguyễn Tất Tiến & Vũ Thị Lạt. (1998). Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ động cơ đốt trong. Nhà xuất bản Đại học và Trung học Chuyên nghiệp Hà Nội.

[10]. Trang website https://www.carsguide.com.au/car-reviews/toyota-camry-hybrid-review-10471

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ TÀI LIỆU"