BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG Trương Việt Tuấn

51 CKOT

NGHIÊN CỨU PHỤC HỒI MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ PHUN
XĂNG ĐA CHỨC NĂNG TẠI XƯỞNG THỰC TẬP
BỘ MÔN KỸ THUẬT Ô TÔ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ NHA TRANG - 7/2013
MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG ĐA CHỨC
NĂNG TẠI XƯỞNG THỰC TẬP Ô TÔ 3

1.1. Giới thiệu chung
3
1.2. Kết cấu của động cơ trang bị trên mô hình
4
1.2.1. Giới thiệu động cơ 4
1.2.2. Các hệ thống trên động cơ 5
1.3. Hệ thống điều khiển phun xăng và đánh lửa trên mô hình
11
1.3.1. Hệ thống phun xăng
11
1.3.2. Hệ thống đánh lửa
15
1.4. Hệ thống thông tin điều khiển và các hệ thống khác
18
CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN PHỤC
HỒI MÔ HÌNH 19

2.1. Đặt vấn đề
19
2.2. Khảo sát sơ bộ mô hình

3.4.2. Phục hồi các hệ thống phun xăng trên mô hình 61
3.4.3. Phục hồi hệ thống khởi động động cơ 64
3.4.4. Bảo dưỡng hệ thống cung cấp điện 67
3.5. Thử nghiệm, điều chỉnh và đánh giá mô hình
67
3.5.1. Quy trình thử nghiệm mô hình
68
3.5.2. Điều chỉnh mô hình
68
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70

4.1. Kết luận 70
4.2. Đề xuất 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

PHỤ LỤC 73

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Các thông số cơ bản của động cơ 4
Bảng 1.2. Thông số hệ thống truyền lực. 5


Bảng 3.9. Đường kính xylanh 53
Bảng 3.10. Độ côn và ô van xylanh . 53
Bảng 3.11. Đường kính piston . 54
Bảng 3.12. Kết quả kiểm tra khe hở chiều cao xéc măng . 55
Bảng 3.13. Giá trị khe hở miệng xéc măng tiêu chuẩn. 55
Bảng 3.14. Kết quả đo khe hở miệng xéc măng 56

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.6. Tháo ống dẫn nước và nắp che đai. 37

Hình 3.7. Tháo vòi phun 37
Hình 3.8. Dấu ăn khớp bánh răng trục cam 38
Hình 3.9. Dấu trục cam và thứ tự ổ trục 38
Hình 3.10. Tháo trục cam. 38
Hình 3.11. Tháo nắp máy. 38
Hình 3.12. Nắp máy sau khi tháo 39
Hình 3.13. Dụng cụ tháo xupap tự chế 39
Hình 3.14. Xupap và phốt xupap sau khi tháo 39
Hình 3.15. Tháo đầu to thanh truyền 40
Hình 3.16. Tháo cụm piston thanh truyền. 40
Hình 3.17 vệ sinh nắp máy. 41
Hình 3.18. Vệ sinh nắp máy và xú pap. 41
Hình 3.19. Những vị trí cần đo. 42
Hình 3.20. Đo đường kính thân xú pap. 42
Hình 3.21. Đo chiều cao mỏ cam 43
Hình 3.22. Kiểm tra đường kính cổ trục cam. 44
Hình 3.23. Kiểm tra khe hở dầu con đội. 44
Hình 3.24. Kiểm tra chiều cao lò xo. 46
Hình 3.25. Bề mặt làm việc xupap và bệ đỡ của nó 47
Hình 3.26. Cát xoáy và ống nhựa 47
Hình 3.27. Bôi cát xoáy lên xupap 47
Hình 3.28. Xoáy xupap 48
Hình 3.29. Bề mặt xupap và bệ sau khi xoáy xong 48
Hình 3.30. Phốt xupap cũ và mới 49
Hình 3.31. Thay phốt xupap mới. 49

Hình 3.59. Tháo máy khởi động. 65
Hình 3.60. Tiếp điểm bị rỗ 66
Hình 3.61. Đánh bóng tiếp điểm bằng giấy nhám 66
Hình 3.62. Vệ sinh vô mỡ lõi Solenoid. 66
Hình 3.63. vệ sinh máy khởi động. 67
Hình 3.64. Vệ sinh máy phát.
67

1
LỜI NÓI ĐẦU

Với tốc độ phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, các máy móc và
thiết bị hiện đại xuất hiện ngày càng nhiều, để bắt kịp sự thay đổi đó sinh viên cần
được trang bị đầy đủ kiến thức về lý thuyết và thực tiễn vì thế các môn thực thành có
sự góp mặt của nhiều mô hình được trang bị những hệ thống hiện đaị giúp cho sinh
viên có thể tiếp thu dễ dàng kiến thức mới và nâng cao được kỹ năng thực hành, mặc
khác cũng giúp cho người dạy truyền đạt dễ dàng hơn. Tại trường Đại học Nha
Trang, nhà trường đã đưa vào các phòng thực hành rất nhiều các mô hình, học cụ
phục vụ cho sinh viên. Nhưng qua thời gian sử dụng một số thiết bị đã cũ hoặc hỏng
cần phải khôi phục lại để phục vụ công tác học tập nghiên cứu tốt hơn.
Với mong muốn khôi phục và sửa chữa những hỏng hóc của các thiết bị đó, em
đã quyết định chọn đề tài này. Đề tài giới hạn ở việc khảo sát mô hình động cơ 3S –
FE 16 valve 2000 của hãng Toyota tại xưởng thực tập, sau đó đo đạt, kiểm tra các hư
hỏng và thực hiện phục hồi, sửa chữa lại mô hình để phục vụ cho việc học tập và
thực hành của các sinh viên theo học chuyên ngành Kỹ thuật ô tô tại trường.
Nội dung của đề tài gồm 4 chương như sau:
Chương 1: Tổng quan về mô hình.

3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG ĐA CHỨC NĂNG TẠI
XƯỞNG THỰC TẬP Ô TÔ
1.1. Giới thiệu chung
Mô hình phun xăng đa chức năng được trang bị tại xưởng thực tập ô tô nhằm
phục vụ công tác học tập và nghiên cứu cho giảng viên, sinh viên nghành công nghệ
kỹ thuật ô tô. Mô hình sử dụng động cơ 3S-FE đời
2000 của hãng Toyota .

Hình 1.1. Mô hình phun xăng đa chức năng.
Trên mô hình sử dụng hai hệ thống phun xăng đó là hệ thống L – EFI dùng trên
động cơ và hệ thống D – EFI dùng cho mô hình phun. Ngoài ra trên mô hình còn
trang bị các hệ thống của một động cơ xăng như hệ thống cung cấp điện, hệ thống
khởi động, hệ thống làm mát… Với mô hình phun xăng đa chức năng sinh viên có
thể vận hành kiểm tra đo đạt và điều chỉnh các thông số của động cơ như, đo suất tiêu
hao nhiên liệu, điều chỉnh góc đánh lửa sớm, điều chỉnh tốc độ không tải, kiểm tra
lỗi, điều chỉnh cảm biến…

4 Tỉ số nén 9.8:1
5 Hành trình xylanh 90 mm
6 Mô men xoắn cực đại 178 N.m / 4400 rpm N.m
7 Công suất cực đại
94 kW /6000 rpm
kW
8 Tốc độ cực tiểu 700 Vòng/phút
9 Góc đánh lửa 10° trước điểm chết trên

Độ

5
1.2.2. Các hệ thống trên động cơ
1.2.2.1. Hệ thống truyền lực
Nhiệm vụ: Cơ cấu piston, thanh truyền, trục khuỷu và bánh đà là biến chuyển
động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu và ngược lại.
Điều kiện làm việc: Hệ thống truyền lực làm việc trong điều kiện rất khắc
nghiệt. Áp suất khoảng 60120 KG/cm
2
, nhiệt độ vào khoảng 300  500
0
C, chịu mài
mòn, ăn mòn hoá học bởi khí cháy, chịu ứng suất cơ, ứng suất nhiệt cao…

Hình 1.3. Hệ thống truyền lực.
1: piston; 2: ắc piston; 3: thanh truyền; 4: trục khuỷu; 5: bánh đà.
Bảng 1.2. Thông số hệ thống truyền lực [8. Trang 155].

- Sơ đồ hệ thống.
Hình 1.4. Hệ thống bôi trơn Cacte ướt.

Hình 1.5. Sơ đồ khối hệ thống bôi trơn.
- Nguyên lý hoạt động.
+ Trường hợp làm việc bình thường: Khi động cơ làm việc, dầu bôi trơn được
bơm hút từ cacte và được lọc sạch ở bầu lọc, qua van tới đường dầu chính , theo các
đường để đến bôi trơn các bề mặt ma sát của động cơ sau đó trở về cacte.
+ Các trường hợp khác: Nếu áp suất dầu trên các đường vượt quá giá trị cho
phép, van oan toàn sẽ mở để một phần dầu chảy ngược về trước bơm. Nếu nhiệt độ

7
dầu cao vượt quá giới hạn định mức, van khống chế lưu lượng qua két đóng lại, dầu
đi qua két làm mát, được làm mát trước khi chảy vào đường dầu chính.
1.2.2.3. Hệ thống làm mát


Bảng 1.3. Thông số tiêu chuẩn của hệ thống [8. Trang 335 ].
STT Nội dung Thông số Giá trị chuẩn
Nhiệt độ mở van. 80 - 84°C (176-183°F)
1 Van hằng nhiệt.
Độ nâng van. 8mm (0,31 in)
2 Nắp két nước. Áp lực mở van 74 – 103 kPa
3 Quạt làm mát.
Dòng điện qua
No.1, No.2

6.0 – 7.4 A
4 Công tắc nhiệt.
Nhiệt độ thông
mạch

83 - 93°C

1.2.2.4. Hệ thống khởi động
Động cơ trang bị hệ thống khởi động bằng điện, máy khởi động là loại động cơ
điện một chiều công suất 1kW có bánh răng trung gian.
- Sơ đồ hệ thống.

Nội dung Đại lượng Giá trị chuẩn
1
Điện áp định
mức/công suất đầu ra.
Điện áp.
Công suất.
12V
1kW
2 Tốc độ. Vòng / phút 3000 rpm.
3 Chổi than. Chiều dài
Tiêu chuẩn 13 mm.
Nhỏ nhất: 8 mm.
4 Rotor. Đường kính.
Lớn nhất 30 mm.
Nhỏ nhất 29 mm.
5 Rotor Độ sâu rảnh
Lớn nhất 0,6 mm
Nhỏ nhất 0,2 mm
6 Rotor. Độ tròn. Nhỏ nhất 0,05 mm

10
1.2.2.5. Hệ thống cung cấp điện
Mô hình động cơ được trang bị hệ thống phát điện dùng máy phát điện loại một
chiều sử dụng bộ tiết chế 6 đi ốt. Điện áp và cường độ dòng điện đầu ra lần lượt là
12V và 70A.
- Sơ đồ hệ thống.

5 Bộ chỉnh lưu
Điện áp điều
chỉnh.
13,9 – 15,1 V 11
- Nguyên lý hoạt động.
Hình 1.9. Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp điện.
Khi công tắc ở vị trí ON thì có dòng từ ắc quy qua cực L của IC đến cực E đèn
báo nạp sáng.
Sau đó khi động cơ được khởi động, điện áp đầu ra tăng lên khi tốc độ
phát điện tăng. Khi sản lượng điện áp vượt quá điện áp điều chỉnh điều chỉnh, các
điôt bán dẫn bên trong các vi mạch điều chỉnh điện áp để điện áp từ máy phát điện
không đổi.

1.3. Hệ thống điều khiển phun xăng và đánh lửa trên mô hình
1.3.1. Hệ thống phun xăng
Có hai loại hệ thống EFI được trang bị trên mô hình đó là L – EFI và D – EFI.
- Hệ thống phun xăng L – EFI.
Loại này sử dụng một cảm biến lưu lượng khí nạp để phát hiện không khí chạy
Trong đó

+ t
b
là thời gian phun cơ bản được xác định bởi thể tích lượng không khí đi
vào và tốc độ động cơ.
+ t
c
là thời gian phun hiệu chỉnh được xác định bởi các tín hiệu khác như:
nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ nước làm mát, chế độ làm việc…
- Hệ thống phun xăng kiểu D – EFI.
Loại này đo áp suất đường ống nạp để phát hiện lượng không khí nạp theo tỉ
trọng của không khí nạp, sử dụng trên dàn phun mô hình. Đây cũng là hệ thống phun
đa điểm dùng 4 vòi phun, thời điểm phun và thời gian phun phụ thuộc vào tín hiệu từ
các cảm biến và được điều khiển bởi ECU.

13

Hình 1.11. Sơ đồ nguyên lý hệ thống D - EFI.
Bảng 1.6. Các cảm biến trên hệ thống phun xăng.
STT

Tên cảm biến Chức năng Tín hiệu
1 Lưu lượng khí nạp
Phát hiện khối lượng hoặc

THA, E2
7 Cảm biến áp suất
Phát hiện lượng không khí
nạp
VC, PIM, E2 14
Bảng 1.7. Thông số kỹ thuật hệ thống nhiên liệu
[8. Trang 292]
.
STT Nội dung Thông số Giá trị
Áp suất . 256 – 304 kPa
Điện trở. 0,2 – 0,3 Ω
1 Bơm xăng.
Tốc độ. 1500 rpm
Điện trở. 13,4 -14,2 Ω
Lưu lượng.
49 – 59
3
cm

Khác biệt từng xylanh. 5 cm3 hoặc ít hơn
2 Vòi phun
Rò rỉ.
Một giọt hoặc ít hơn
trên 1 phút

đánh lửa sớm thực tế khi động cơ hoạt động được xác định bởi công thức sau:

=

bd
+

cb
+

hc

Trong đó:

- góc đánh lửa sớm thực tế


bd
– góc đánh lửa sớm ban đầu


cb
- góc đánh lửa sớm cơ bản


hc
– góc đánh lửa hiệu chỉnh
Hình 1.14. Mạch đánh lửa điều khiển điện tử.

- Nguyên lý hoạt động.
Sau khi nhận nhận tất cả các tín hiệu từ cảm biến bộ xử lý trung tâm ECU sẽ xử
lí các tín hiệu và đưa ra các xung tín hiệu phù hợp với góc đánh lửa sớm tối ưu đã
nạp sẵn trong bộ nhớ để điều khiển transistor T
1
tạo ra các xung IGT đưa vào Igniter.
Các xung IGT đi qua mạch kiểm soát góc ngậm điện và sẻ được xén trước khi điều
khiển đóng ngắt transistor T
2
. Cực E của transistor công suất T
2
mắc nối tiếp với
điện trở cảm biến dòng sơ cấp kết hợp với bộ kiểm soát góc ngậm điện để hạn chế
dòng sơ cấp trong trường hợp dòng sơ cấp tăng cao hơn quy định. Khi transistor T
2

ngắt bộ phát xung hồi tiếp IGF dẫn và ngược lại khi T
2
bộ phát xung hồi tiếp IGF
ngắt, qua trình này sẽ tạo ra xung IGF. Xung IGF sẽ được gửi đến bộ xử lý trung tâm
ECU để báo rằng hệ thống đánh lửa đang hoạt động phục vụ công tác chẩn đoán.
Ngoài ra để đảm bảo oan toàn xung IGF còn dùng để mở mạch phun xăng. Trong
trường hợp không có xung IGF các vòi phun sẽ ngừng phun sau vài giây.

IGF
Tín hiệu

Trích đoạn Kiểm tra và đánh giá tình trạng các hệ thống Phục hồi hệ thống điện động cơ trên mô hình Phục hồi các hệ thống phun xăng trên mô hình Điều chỉnh mô hình

---