Đồ án: Hệ thống điều khiển động cơ D4BH trên xe Hyundai Porter H100 - Đỗ Bá Bắc

Tổng hợp quy trình chẩn đoán, sửa chữa hệ thống điều khiển động cơ D4BH trên xe Hyundai Porter H100, từ tổng quan, cảm biến đến cơ cấu chấp hành.

• Người hướng dẫn: Khổng Văn Nguyên
• Chuyên ngành: Cơ khí ô tô
• Đề tài: Nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ D4BH TCI – 2.5 lắp trên xe HUYNDAI PORTER H100
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hưng Yên

Tóm tắt

I. Tổng quan về hệ thống điều khiển động cơ D4BH

Hệ thống điều khiển động cơ D4BH là một trong những công nghệ tiên tiến được áp dụng trên các phương tiện Hyundai Porter H100. Hệ thống điều khiển động cơ D4BH TCI-2.5 sử dụng công nghệ Common Rail Direct Injection (CRDI) để tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu và giảm khí thải. Hệ thống này bao gồm các thành phần chính như cảm biến, cơ cấu chấp hành, và bộ điều khiển điện tử (ECM). Sự tích hợp của các cảm biến hiện đại giúp giám sát liên tục các thông số động cơ như vị trí trục khuỷu, vị trí trục cam, áp suất nhiên liệu và nhiệt độ khí nạp. Độ chính xác của hệ thống CRDI cho phép phun dầu tại thời điểm tối ưu, nâng cao công suất và hiệu quả tiêu hao nhiên liệu.

1.1. Sơ đồ tổng quát hệ thống

Sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiển động cơ bao gồm ba phần chính: phần nhập (cảm biến), phần xử lý (ECM), và phần xuất (cơ cấu chấp hành). Các cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến trục khuỷu và cảm biến áp suất cung cấp thông tin thực time cho bộ điều khiển. ECM xử lý dữ liệu từ các cảm biến và tính toán thông số phun nhiên liệu tối ưu. Cơ cấu chấp hành nhận lệnh từ ECM để điều chỉnh van phun, van EGR và van điều chỉnh tốc độ không tải.

1.2. Công nghệ Common Rail Direct Injection

Công nghệ CRDI (Common Rail Direct Injection) là nền tảng của hệ thống phun dầu điện tử hiện đại. Hệ thống này duy trì áp suất nhiên liệu ổn định trong đường ống phân phối chính (rail), cho phép phun dầu chính xác tại thời điểm tối ưu. So với các hệ thống phun dầu truyền thống, CRDI cung cấp hiệu quả đốt cháy tốt hơn, giảm khí thải độc hại và nâng cao công suất động cơ lên 15-20%.

II. Quy trình chẩn đoán hệ thống điều khiển động cơ D4BH

Chẩn đoán hệ thống điều khiển động cơ D4BH yêu cầu một quy trình có hệ thống và kiến thức chuyên sâu về các thành phần liên quan. Trước tiên, cần kiểm tra mã lỗi chẩn đoán (DTC) bằng thiết bị quét lỗi chuyên dụng để xác định vị trí hỏng hóc. Tiếp theo là kiểm tra các cảm biến như cảm biến vị trí bàn đạp ga (APS), cảm biến trục khuỷu (CPS), và cảm biến áp suất ống rail (RPS). Kiểm tra điện áp đầu ra cảm biến bằng đồng hồ vạn năng để so sánh với giá trị chuẩn. Cuối cùng, kiểm tra ECM và các liên kết điện bằng cách sử dụng thiết bị testers chuyên dụng.

2.1. Những hỏng thường gặp trên xe

Các hỏng hóc thường gặp trên hệ thống điều khiển động cơ D4BH bao gồm: cảm biến bị nhiễm bẩn hoặc hư hỏng, gây ra tín hiệu sai lệch; dây điện bị xỉn hoặc ngắt mạch làm mất kết nối; đầu nối lỏng hoặc bị ăn mòn làm giảm hiệu quả truyền tín hiệu; ECM bị lỗi phần mềm hoặc phần cứng; van phun bị tắc hoặc rò rỉ. Những hỏng hóc này thường biểu hiện qua tình trạng động cơ yếu, khó nổ, hoặc báo lỗi trên đèn kiểm tra.

2.2. Phương pháp chẩn đoán hiệu quả

Phương pháp chẩn đoán hệ thống nên tuân theo quy trình: (1) Sử dụng thiết bị scanner chẩn đoán để đọc mã lỗi DTC; (2) Kiểm tra bộ cảm biến bằng đồng hồ vạn năng hoặc oscilloscope; (3) Kiểm tra mạch điện tìm các đoạn xỉn, ngắt mạch; (4) Kiểm tra ECM bằng các thiết bị chuyên dụng; (5) Kiểm tra cơ cấu chấp hành để đảm bảo hoạt động đúng.

III. Kiểm tra và sửa chữa các cảm biến hệ thống

Các cảm biến trong hệ thống điều khiển động cơ D4BH đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp thông tin chính xác cho ECM. Cảm biến vị trí bàn đạp ga (APS) phát hiện ý định tăng tốc của lái xe; cảm biến trục khuỷu (CPS) xác định vị trí pit-tông để tính toán thời điểm phun; cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF) đo lượng không khí hút vào động cơ; cảm biến áp suất ống rail (RPS) giám sát áp suất nhiên liệu. Mỗi cảm biến cần được kiểm tra định kỳ để đảm bảo tính chính xác. Khi phát hiện hỏng hóc, cần thay thế cảm biến bằng linh kiện chính hãng đặc biệt là cảm biến nhiệt độ khí nạp (IATS) và cảm biến nhiệt độ nhiên liệu (FTS).

3.1. Kiểm tra cảm biến vị trí bàn đạp ga và trục khuỷu

Cảm biến vị trí bàn đạp ga (APS) nằm trên bàn đạp và phát ra tín hiệu điện áp tỷ lệ với độ nhấn của lái xe. Kiểm tra bằng cách nhấn bàn đạp từ 0-100% và đo điện áp đầu ra phải tăng tuyến tính từ 0.5V đến 4.5V. Cảm biến trục khuỷu (CPS) sử dụng nguyên lý cảm ứng từ, được kiểm tra bằng oscilloscope để quan sát sóng hình sin.

3.2. Kiểm tra cảm biến áp suất và nhiệt độ

Cảm biến áp suất ống rail (RPS) và cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF) là các cảm biến giá trị cao cần bảo vệ khỏi nhiễm bẩn. Kiểm tra RPS bằng cách so sánh điện áp với áp suất thực tế; MAF yêu cầu không làm sạch phần tử cảm biến mà nên thay mới. Cảm biến nhiệt độ (IATS, FTS) có điện trở thay đổi theo nhiệt độ, cần kiểm tra bằng ohmmeter ở các nhiệt độ khác nhau.

IV. Sửa chữa cơ cấu chấp hành và ECM

Cơ cấu chấp hành bao gồm các van điều khiển như van phun (injector), van điều chỉnh áp suất nhiên liệu (FPRV), van luân hồi khí thải (EGR), và van điều chỉnh tốc độ không tải (ACV). Các van này cần được kiểm tra định kỳ để đảm bảo hoạt động chính xác. Van phun Common-Rail là linh kiện chính xác cao, bất kỳ sai lệch nhỏ cũng gây ảnh hưởng lớn đến hiệu suất động cơ. Bộ điều khiển điện tử (ECM) là trái tim của hệ thống, chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu từ cảm biến và điều khiển cơ cấu chấp hành. Khi ECM bị lỗi, cần sử dụng thiết bị lập trình chuyên dụng để cập nhật hoặc thay thế phần mềm. Trong một số trường hợp, cần thay thế ECM hoàn toàn nếu phần cứng bị hư hỏng.

4.1. Kiểm tra và sửa chữa van phun và FPRV

Van phun được kiểm tra bằng cách tháo và lắp trên bàn test chuyên dụng để xác định áp suất mở và lưu lượng phun. Van FPRV điều chỉnh áp suất nhiên liệu duy trì ổn định trong đường ống phân phối rail. Kiểm tra bằng oscilloscope để quan sát xung điều khiển và manometer để đo áp suất thực tế. Khi van bị tắc hoặc không hoạt động, cần tháo sạch rửa hoặc thay mới.

4.2. Sửa chữa ECM và tuần hoàn khí thải

Sửa chữa ECM cần thực hiện bởi nhân viên kỹ thuật chuyên dụng với thiết bị lập trình chuyên biệt. Hệ thống tuần hoàn khí thải (EGR) giảm khí thải bằng cách quay một phần khí thải vào đường nạp. Van EGR cần kiểm tra định kỳ vì dễ bị tắc bẩn. Làm sạch hoặc thay van EGR mới để đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn khí thải.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1. Tính cấp thiết của đề tài Bước sang thế kỉ XXI, với sự tiến bộ về khoa học kỹ thuật của nhân loại đã bước lên một tầm cao mới. Rất nhiều những thành tựu khoa học kỹ thuật, các phát minh, sáng chế mang đậm chất hiện đại và có tính ứng dụng cao. Là một quốc gia có nền kinh tế đang phát triển, nước ta đã và đang có những cải cách mới để thúc đẩy kinh tế Trong các ngành công nghiệp mới đang được nhà nước chú trọng, đầu tư phát triển thị công nghiệp ôtô là một trong những ngành vô cùng tiềm năng.

Trong xu thế phát triển ây, nhiều hệ thống và trang thiết bị trên ô tô ngày nay được điều khiển bằng điện tử, đặc biệt là các hệ thống an toàn như hệ thống phanh, hệ thống điều khiến ôn định ô tô. Ngoài ra, để đảm bảo đạt tiêu chuẩn về ô nhiễm môi trường, về tính năng hoạt động, các cải tiến liên quan đến động cơ cũng không kém phần quan trọng, đó là các hệ thống điều khiển động cơ bằng điện tử cho cả động cơ dầu và động cơ diesel đang được ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Một trong những hệ thống rất mới liên quan đến điều khiển động cơ đó là hệ thống điều khiển động cơ. Đây là hệ thống tướng đổi mới với thị trường Việt nam, tài liệu phục vụ cho học tập còn hạn chế, gây một số trở ngại cho việc nắm bắt kịp thời các công nghệ mới của thế giới.

Chính vì vậy, đề tài: “Nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ D4BH TCI – 2. 5 lắp trên xe HUYNDAI PORTER H100” được thực hiện nhằm phần nào bổ sung thêm kiến thức cho bản thân và cũng là tài liệu , giúp sinh viên thấy được bức tranh tổng quát về hệ thống này, đồng thời cũng phần nào giúp các kỹ thuật viên hiểu được cơ bản nguyên lý hoạt động và một số lưu ý trong khi bảo dưỡng, chẩn đoán, sửa chữa hệ thống mới này. Mục tiêu của đề tài - Đưa ra được các hư hỏng của hệ thống điều khiển động cơ trên động cơ D4BH TCI; - Giải thích được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển động cơ D4BH TCI – 2. 5 lắp trên xe HUYNDAI PORTER H100; - Xây dựng được quy trình kiểm tra chẩn đoán hệ thống điều khiển động cơ D4BH TCI – 2.

5 lắp trên xe HUYNDAI PORTER H100. Ý nghĩa của đề tài Đề tài giúp sinh viên năm cuối khi sắp tốt nghiệp có thể củng cố kiến, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như những kiến thức ngoài thực tế, xã hội, để các sinh viên trong trường đặc biệt là trong khoa Cơ khí Động lực tham khảo học hỏi. Đề tài: “Nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ D4BH TCI – 2. 5 lắp trên xe HUYNDAI PORTER H100” không chỉ giúp cho em tiếp cận với thực tế vì hệ thống này ngày càng được chú trọng nhiều trên ô tô và cũng để cho nó trở nên thân quen với 3 học sinh - sinh viên các trường kỹ thuật.

Tạo nguồn tài liệu cho các bạn học sinh - sinh viên các khoá sau có thêm nguồn tài liệu để nghiên cứu, học tập. Tìm hiểu sâu hơn kiến thức về hệ thống điều khiển động cơ. Những kết quả thu thập được sau khi hoàn thành đề tài này trước tiên là sẽ giúp cho chúng em có thể hiểu sâu hơn về biết được kết cấu, điều kiện làm việc và một số những hư hỏng cũng như phương pháp kiểm tra chẩn đoán các hư hỏng thường gặp đó. Đối tượng nghiên cứu - Hệ thống điều khển động cơ bao gồm: Tín hiệu vào (Input) với chủ yếu là các cảm biến, bộ điều khiển trung tâm ECM (Elictronic Control Unit) là bộ não của hệ thống, tín hiệu ra (Output) bao gồm các cơ cấu chấp hành (Actuators) như: kim phun, bô bin, van điều khiển.

Các cảm biến kiểm soát liên tục tình trạng hoạt động của động cơ và báo về cho bộ điều khiển trung tâm ECM biết. Từ đó, ECM tính toán, xử lý tín hiệu và đưa ra tínhiệu điều khiển đến các cơ cấu chấp hành. - Động cơ D4HB TCI 2. 5 là động cơ diesel có 4 xy lanh được bố trí thằng hàng.

Động cơ sử dụng turbo tăng áp hiệu suất tối đa 2. 1: Đặc điểm kỹ thuật. Mục Thông số Kiểu động cơ D4BH TCI Số xi lanh và kiểu bố trí 4 xi lanh thẳng hàng DOHC (Dual Overhead Cơ cấu phối khí Camshaft) Đường kính xi lanh x Hành trình 91. 9 Kích thước (mm) Rộng 629 Cao 736 Tỷ số nén 21:01 Công suất cực đại 99HP/3800(vòng/phút) Momen xoắn cực đại 230Nm/2000(vòng/phút) Mở 20° BTDC Nạp Thời điểm phối Đóng 48° ABDC khí Mở 54° BTDC Xả Đóng 22° ABDC Thứ tự cháy 1-3-4-2 Tiêu chuẩn khí xả EURO III 226.

8 kg Khối lượng động cơ 238. 9 kg Máy phát điện 12V-110A Máy khởi động (V-KW) 12V-2KW Dẫn động cam Curoa 5 Hình 1. 2: Xe Huyndai Porter H100. - Giải thích kí hiệu tên động cơ D4BH 2.

Nhiên liệu động cơ: D: Diesel, 2.Phạm vi động cơ: 4: 4 kỳ 4 xi lanh, 3.Trình tự phát triển động cơ: B: T2, 4D56, 4. Công suất động cơ: B: 2600 (NA), H: 2500 (TCI), 5. Số thứ tự sản xuất động cơ: 000001 ~ 999999. 2: Thông số kỹ thuật xe Huyndai Porter H100.

Loại xe Xe ô tô tải Số loại HYUNDAI H100 Số chỗ ngồi 03 người Hệ thồng lái, công thức bánh xe Tay lái thuận 4×2 Mẫu xe H100 T2G H100 T2D H100 A2 Động cơ Máy dầu 2. 6 nạp khí tự Máy dầu 2. Kiểu động cơ nhiên 5 CRDI Dung tích xi lanh (cm3) 2. 476 Tỷ số nén 22.

0:1 21:01 Công suất tối đa (ps/rpm) 79/4000 100/3. 800 Momen xoán tối đa (kg. 200 23/2000 Số sàn 6 số Hộp số Số sàn 5 số tiến, 01 số lùi tiến, 1 số lui Hệ thống phanh Phanh thủy lực khẩn cấp, kết hợp hệ thống Kiểu phanh chính Phanh trước Đĩa thông gió Phanh sau Tang trống Hệ thống treo Hệ thống treo trước Thanh xoắn, lò xo giảm chấn Hệ thống treo sau Lá nhíp hợp kim hình bán nguyệt Ống nhún giảm giật Sử dụng dầu giảm giật 7 Thông số lốp – Lazang Lazang trước Thép, 5. 5L x 15 inch Lazang sau Thép 4J x 13 inch Lốp trước 195/70R15C – 8PR Lốp sau 145R13C – 8PR Trang thiết bị trên xe Tay lái trợ lực Có Có Có Vô lăng điều chỉnh lên xuống Có Có Có Cửa kính điều chỉnh điện Có Có Có Đồng hồ tốc độ Có Có Có Hỗ trợ tựa lưng Có Không Có Điều hòa chỉnh cơ Có Không Có Cụm đèn sương mù Có Không Có Hộc để kính Có Không Có Hộp để dụng cụ Có Không Có Hệ thống âm thanh AM/FM + Có Không Có USB + Bluetooth Thông số về kích thước Kích thước tổng thể DxRxC 4795×1740×1965 (mm) Chiều dài cơ sở (mm) 2430 Vệt bánh xe trước/sau (mm) 1485/1320 Kích thước lọt lòng thùng lửng 2785 x 1630 x 350 DxRxC (mm) 8 Thông số về trọng lượng Trọng lượng không tải (kg) 1759 1765 1960 Trọng lượng toàn tải (khối lượng 3040 3040 3040 toàn bộ) Kg Tải trọng xe đối với thùng 1280 1280 1185 lửng(kg) Tải trọng xe đối với thùng khung 1080 1080 1115 mui phủ bạt (kg) Tải trọng xe đối với thùng kín 900 900 885 (kg) Tải trọng xe đối với thùng đông 900 900 835 lạnh (kg) 1.

Phương pháp nghiên cứu Là phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin trên cơ sở nghiên cứu các văn bản, tài liệu đã có sẵn để rút ra kết luận cần thiết. • Các bước thực hiện: - Bước 1: Thu thập, tìm tòi các tài liệu về hệ thống điều khiển động cơ D4BH TCI – 2. 5 trên xe HUYNDAI PORTER H100; - Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống chặt chẽ theo từng bước, từng đơn vị kiến thức, tư vấn đề tài khoa học có cơ sở và bản chất nhất định; - Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về “Hệ thống điều khiển động cơ D4BH TCI – 2. 5 trên xe HUYNDAI PORTER H100”, phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học; - Bước 4: Tổng hợp kết quả thu được, hệ thống hóa các kiến thức liên quan (liên kết từng mặt, từng bộ phận thông tin đã được phân tích) tạo ra một hệ thống lý thuyết đầy đủ và sâu sắc.

Phương pháp nghiên cứu thực tiễn a. Khái niệm Khái niệm là phương pháp trực tiếp tác động vào đối tượng trong thực tiễn để làm bộc lộ bản chất và các quy luật vận động của đối tượng. Các bước thực hiện Bước 1: Giới thiệu tổng quan và thông số kết cấu của hệ thống điều khiển động cơ D4BH TCI – 2. 5 lắp trên xe HUYNDAI PORTER H100; Bước 2: Nghiên cứu hệ thống kiểm soát khí điều khiển động cơ D4BH TCI – 2.

5 lắp trên xe HUYNDAI PORTER H100; Bước 3: Từ kết quả kiểm tra lập phương án bảo dưỡng, sửa chữa và khắc phục hư hỏng.Phương pháp nghiên cứu tài liệu a. Khái niệm Là phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu các cần thiết văn bản, tài liệu đó có sẵn và bằng các thao tác tư duy logic để rút ra kết luận khoa học. Các bước thực hiện Bước 1: Thu thập, tìm tòi các tài liệu viết về hệ thống điều khiển động cơ D4BH TCI – 2. 5 lắp trên xe HUYNDAI PORTER H100; Bước 2: Sắp xếp các tài liệu thành một hệ thống logic chặt chẽ theo từng bước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở và bản chất nhất định; Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về hệ thống điều khiển động cơ D4BH TCI – 2.

5 lắp trên xe HUYNDAI PORTER H100, phân tích các dạng hư hỏng, nguyên nhân và hậu quả một cách khoa học. Từ đó đưa ra các phương án chẩn đoán - sửa chữa. Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hoá lại những kiến thức.Phương pháp thống kê mô tả a. Khái niệm Là phương pháp tổng hợp kết quả nghiên cứu thực tiễn và nghiên cứu tài liệu để đưa ra kết luận chính xác, khoa học.

Các bước thực hiện Từ thực tiễn nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ D4BH TCI – 2. 5 lắp trên xe HUYNDAI PORTER H100 và nghiên cứu các tài liệu lý thuyết đưa ra bảo dưỡng, sửa chữa và khắc phục hư hỏng của hệ thống kiểm soát khi điều khiển động cơ D4BH TCI – 2. 5 lắp trên xe HUYNDAI PORTER H100. Nội dung của đề tài Chương 1: Giới thiệu tổng quan về đề tài.

10 Chương 2: Nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ D4BH TCI – 2.