Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh-Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp
PHẦN I:
ĐẶT VẤN ĐỀ
I. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Đề tài “CHẾ TẠO MÔ HÌNH VÀ BIÊN SOẠN TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN
ĐỘNG CƠ TOYOTA 4S-FE” mang tính ứng dụng cao trong việc dạy học. Hiện
nay ở các trường kỹ thuật tạo ra các mô hình của xe Toyota để sinh viên có thể
nghiên cứu và thực hành, qua đó giúp sinh viên có điều kiện được học tập một cách
trực quan, sinh động hơn. Thêm vào đó với việc biên soạn lại giáo trình học tập cho
sinh viên giúp cho sinh viên có thể dễ dàng tra cứu từng hệ thống trên xe.
Trình tự thực hiên:
1. Tham khảo tài liệu.
2. Thiết kế chế tạo khung mô hình và lắp đặt thiết bị mô hình.
3. Thiết kế chế tạo sa bàn và cách bố trí các chi tiết trên sa bàn.
4. Thiết kế chế tạo các mạch điện điều khiển và cách bố trí đường dây.
5. Thiết kế chế tạo các chi tiết phụ.
6. Tiến hành đo đạc, kiểm tra, thu thập các thông số.
7. Thiết kế các bài giảng cho mô hình.
8. Viết báo cáo.
II. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
Ngày nay, ôtô trở thành phương tiện không thể thiếu trong đời sống xã
hội.Đồng thời với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp đã đưa nền
công nghiệp ôtô lên một tầm cao mới. Bên cạnh đó với một chiếc xe ngày càng
hoàn thiện đòi hỏi phải các trường kỹ thuật cần phải cập nhật thường xuyên và việc
biên soạn lại giáo trình là cần thiết.
Hiện nay các trường ở các nước công nghiệp phát triển đã đưa vào hệ thống
chẩn đoán hiện đại giúp cho các sinh viên dễ dàng tiếp thu nhanh chóng hơn. Tuy
nhiên do điều kiện mỗi nước khác nhau, vì vậy chúng ta chưa có điều kiện thực hiện
như các nước phát triển nhưng chúng ta đã làm ra nhiều mô hình hiện đại và ngày
càng cải tiến để đưa phục vụ công tác giảng dạy tốt hơn.
Động cơ 4S-FE 1
• Nghiên cứu sơ đồ mạch điện của các xe thuộc Toyota.
• Tham khảo tài liệu các mô hình giảng dạy hiện có tại Khoa Cơ khí Động
Lực để cải tiến nội dung mô hình cho phù hợp hơn.
• Thu thập thông tin, học hỏi kinh nghiệm từ thầy cô, bạn bè.
• Quan sát và thực nghiệm các mô hình phục vụ cho giảng dạy.
III. NỘI DUNG
Nội dung đề tài được thực hiện theo 5 phần:
1. Nghiên cứu chương trình giảng dạy thực tập động cơ II
2. Thiết kế, thi công khung gá mô hình.
3. Giới thiệu đặc điểm động cơ Toyota 4S-FE
4. Thi công hệ thống điện điều khiển động cơ.
Động cơ 4S-FE 3
Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh-Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp
5. Biên soạn tài liệu hướng dẫn thực hành trên mô hình.
1. CẤU TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG 4S– FE.
Mô hình gồm 3 phần chính:
1. Phần khung.
2. Phần sa bàn.
3. Phần động cơ.
1.1. Phần khung
Để gá đặt các chi tiết như: động cơ, sa bàn, thùng nhiên liệu, két nước, bàn đạp
ga, khóa điện. Phần khung được chế tạo đúng theo kích thước nhờ vậy bố trí
động cơ dễ dàng và di chuyển tiện lợi.
Hình 1.1: Khung mô hình (hình chiếu trục đo).
Động cơ 4S-FE 4
Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh-Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.2: Khung mô hình (hình chiếu đứng).
Hình 1.3: Khung mô hình (hình chiếu bằng)
Động cơ 4S-FE 5
Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh-Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp
Các cơ cấu chấp hành:
• Cụm (2) IC-bobine tích hợp của hệ thống đánh lửa điện tử.
• Các (4) kim phun.
• Van điều khiển tốc độ không tải (ISC).
• Bộ sấy trong cảm biến oxy.
• Rơle mở mạch.
• Đèn báo lỗi “check engine”.
Ngoài ra trên động cơ còn có các bộ phận khác như: bộ phận truyền đai, các
mô-tơ truyền động, các đường ống nhiên liệu, đường ống nước làm mát….
Động cơ 4S-FE 7
Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh-Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp
2. SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN TRÊN MÔ HÌNH
Động cơ 4S-FE 8
Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh-Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp
Động cơ 4S-FE 9
Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh-Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp
3. SƠ ĐỒ CHÂN ECU TRÊN MÔ HÌNH
Ký hiệu Mô tả
BATT Dương thường trực của ECU
+B Dương cung cấp cho ECU sau rơle chính
STA Tín hiệu khởi động
FC Tín hiệu điều khiển bơm xăng
NE+ Tín hiệu tốc độ động cơ
NE- Mass của tín hiệu vị trí xi lanh và tốc độ động cơ
VC Điện áp 5V cung cấp cho các cảm biến
VTA Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga
PIM Tín hiệu cảm biến áp suất đường ống nạp
IGT1, IGT2 Tín hiệu điều khiển đánh lửa
IGF Tín hiệu phản hồi đánh lửa
#10 Tín hiệu điều khiển phun máy số 1,4
đóng hoàn toàn
0.3-1.0
Khóa điện ở vị trí ON và bướm ga
mở hoàn toàn
3.2-4.9
PIM(E10-7) - E2(E10-16)
Khóa điện ở vị trí ON 3.3-3.9
Cấp chân không 200mmHg 2.5-3.1
THA(E10-6) - E2(E10-16) Nhiệt độ khí nạp 20°C (68°F) 0.5-3.4
THW(E10-5) - E2(E10-16) Nhiệt độ nước làm mát động cơ
80°C (176°F)
0.2-1.0
FAN(E9-19) – E01(E11-1) Khóa điện ở vị trí ON 9-14
#10(E11-2) - E01(E11-1)
#20(E11-15) - E02(E11-14)
Khóa điện ở vị trí ON 9-14
Cầm chừng Xung
điện
IGT1(E11-19) - E1(E11-16) Cầm chừng Xung
điện
IGT2(E11-20) - E1(E11-16) Cầm chừng Xung
điện
IGF(E11-24) - E1(E11-16)
Khóa điện ở vị trí ON, không nối
giắc IC-bobine.
4.5-5.5
Động cơ 4S-FE 12
Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh-Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp
Cầm chừng Xung
điện
a. Hệ thống tín hiệu nhiệt độ nước
Cảm biến nhiệt độ nước EFI phát hiện nhiệt độ nước làm mát và có một nhiệt
điện trở bên trong với điện trở thay đổi theo nhiệt độ nước làm mát. Nó được đưa
vào cực THW của ECU động cơ như một tín hiệu điều khiển
b. Hệ thống tín hiệu nhiệt độ khí nạp
Cảm biến nhiệt độ khí nạp được lắp trên đường ống nạp và phát hiện nhiệt độ
khí nạp. Nó được đưa vào cực THA của ECU động cơ như một tín hiệu điều khiển.
c. Hệ thống tín hiệu số vòng quay động cơ
Vị trí trục khuỷu được nhận biết bởi cảm biến vị trí trục khuỷu. Tín hiệu số
vòng quay động cơ được đưa vào cực NE+, NE- của ECU động cơ (M/T).
d. Hệ thống tín hiệu bướm ga
Cảm biến vị trí bướm ga phát hiện góc mở bướm ga như là một tín hiệu điều
khiển. Nó được đưa vào cực VTA của ECU động cơ (M/T).
e. Hệ thống tín hiệu accu
Điện áp thường xuyên được cấp đến cực BATT ECU động cơ. Điện áp để cho
ECU động cơ hoạt động được cấp đến cực +B của ECU động cơ qua rơle EFI
chính.
f. Hệ thống tín hiệu lượng khí nạp
Lượng khí nạp được phát hiện bằng cảm biến chân không và đưa một tín hiệu
được cấp đến cực PIM của ECU động cơ như là một tín hiệu điều khiển.
g. Hệ thống tín hiệu máy khởi động
Để xác định động cơ có đang quay khởi động hay không, điện áp cấp đến máy
khởi động trong quá trình quay khởi động được phát hiện và tín hiệu được cấp đến
cực STA của ECU động cơ như là một tín hiệu điều khiển
6.2. Hệ thống điều khiển
a. Hệ thống EFI
Hệ thống EFI theo dõi tình trạng của động cơ thông qua các tín hiệu được gửi
đến từ các cảm biến (tín hiệu đầu vào). Lượng phun nhiên liệu được xác định dựa
trên các dữ liệu này và chương trình được lưu trữ trong ECU động cơ để kích hoạt
Động cơ 4S-FE 15
8.1. Yêu cầu khi sử dụng
• Sinh viên phải được học về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống
điện điều khiển động cơ trước khi thao tác trên mô hình.
• Sinh viên phải tham khảo phần cấu tạo tổng quan mô hình.
• Điện áp sử dụng cho mô hình là 12V, chú ý khi lắp Accu vào động cơ phải
đúng cực tính.
• Đặc biệt quan tâm đến vấn đề chống cháy nổ và an toàn lao động khi sử
dụng mô hình.
8.2. Các thao tác khi sử dụng
• Khi công tắc ở vị trí IG thì đèn “check engine” phải sáng.
• Khi động cơ hoạt động thì đèn “check engine” phải tắt.
Động cơ 4S-FE 17
Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh-Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp
• Sau khi khởi động, động cơ hoạt động ta có thể tiến hành kiểm tra theo các
đơn nguyên học tập.
9. ĐƠN NGUYÊN HỌC TẬP
9.1. Giới thiệu chung
Với mỗi đơn nguyên được phân bố hợp lý và trình bày rõ ràng giúp cho người
học có thể tiếp thu nhanh chóng và thuận tiện trong việc thực hành.
Động cơ 4S-FE 18
STT ĐƠN NGUYÊN MÃ SỐ
1 Mạch cấp nguồn_Mạch VC_Mạch nối đất 4S001
2 Cảm biến áp suất đường ống nạp 4S002
3 Cảm biến vị trí bướm ga 4S003
4 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 4S004
5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 4S005
6 Cảm biến oxy 4S006
7 Cảm biến tiếng gõ 4S007
8 Cảm biến vị trí trục khuỷu 4S008
9 Mạch điện điều khiển quạt làm mát. 4S009
• Trình bày được nguyên lý hoạt động của sơ đồ mạch cấp nguồn, mạch VC.
• Thực hiện được các thao tác kiểm tra các chi tiết trong mạch cấp nguồn,
mạch VC.
B. DỤNG CỤ
• Nguồn điện Accu 12V.
• ECU động cơ.
• Dây điện có đầu nối.
• Đồng hồ đo: dùng đồng hồ vạn năng VOM.
C. AN TOÀN
• Không được lắp sai các đầu dây cáp cực Accu.
• Phải tắt công tắc máy trước khi tháo lắp các bộ phận.
• Sử dụng đồng hồ VOM đúng ở thang cần đo.
D. NỘI DUNG
I. LÝ THUYẾT
1. Mạch cấp nguồn
Mạch cấp nguồn cho ECU động cơ trên động cơ 4S-FE bao gồm nguồn điện
Accu, khóa điện, rơle EFI chính, ECU động cơ. Động cơ 4S-FE sử dụng mạch cấp
nguồn loại công tắc điều khiển.
Động cơ 4S-FE 22
Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh-Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp
Hình 3.1.1: Sơ đồ mạch cấp nguồn.
Khi bật khóa điện ON, dòng điện chạy đến cuộn dây rơle EFI chính về mass
làm tiếp điểm đóng, cấp nguồn điện đến cực +B của ECU động cơ để ECU hoạt
động. Điện áp Accu luôn cấp đến cực BATT của ECU động cơ để tránh cho các mã
chẩn đoán và các dữ liệu khác lưu trong bộ nhớ ECU khỏi bị xóa khi khóa điện tắt.
2. Mạch VC
Từ điện áp Accu cung cấp cho cực +B, ECU động cơ dùng mạch ổn áp tạo ra
một điện áp không đổi 5V cấp nguồn cho bộ vi xử lý cũng như các cảm biến.
Hình 3.1.2: Sơ đồ mạch VC
3. Mạch nối đất:
1.3. Kiểm tra khóa điện:
Dùng Ohm kế kiểm tra thông mạch giữa các cực của khóa điện (R = 0Ω).
Động cơ 4S-FE 25
Copyright: Tài liệu đại học ©