Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong kỹ thuật ô tô hiện đại, hệ thống điều khiển điện tử trên động cơ diesel đã có những bước phát triển mạnh mẽ nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe về giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tối ưu hóa công suất và tiết kiệm nhiên liệu. Sự chuyển dịch từ các hệ thống điều khiển cơ khí hoặc hệ thống phun dầu điện tử thông thường (như EDC, UI, UP) sang hệ thống phun nhiên liệu tích áp Common Rail (được Toyota thương mại hóa dưới tên gọi D-4D) là bước tiến quan trọng. Động cơ 2KD-FTV trang bị hệ thống Common Rail là dòng động cơ diesel hiện đại được ứng dụng rộng rãi trên nhiều mẫu xe thương mại và du lịch.
Tại thời điểm thực hiện đề tài, hệ thống điện và điều khiển điện tử trên động cơ 2KD-FTV là công nghệ tương đối mới tại thị trường Việt Nam. Nguồn tài liệu học tập, nghiên cứu và quy trình thực hành chẩn đoán chuyên sâu phục vụ công tác đào tạo sinh viên ngành kỹ thuật ô tô còn hạn chế. Nhằm bổ sung nguồn học liệu kỹ thuật và nâng cao năng lực thực hành sửa chữa hệ thống điện điều khiển động cơ diesel thế hệ mới, nhóm nghiên cứu đã thực hiện đề tài "Nghiên cứu và phục hồi hệ thống điện động cơ 2KD-FTV".
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
Mục tiêu tổng quát của đồ án là làm chủ lý thuyết cấu tạo, nguyên lý vận hành của hệ thống điện - điện tử trên động cơ 2KD-FTV, từ đó xây dựng quy trình kiểm tra, chẩn đoán và trực tiếp phục hồi các hư hỏng trên mô hình thực tế. Căn cứ văn bản nhiệm vụ, đồ án thực hiện 6 nhiệm vụ cụ thể:
- Nghiên cứu tổng quan về kết cấu và đặc tính kỹ thuật của động cơ 2KD-FTV.
- Khảo sát nguyên lý hoạt động của hệ thống cung cấp điện và nạp điện trên động cơ.
- Nghiên cứu nguyên lý, cấu tạo, vị trí lắp đặt và thông số làm việc của các loại cảm biến.
- Phân tích cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống nạp khí và kiểm soát dòng khí.
- Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc và phương pháp kiểm tra hư hỏng của hệ thống khởi động.
- Thực hiện quy trình chẩn đoán, sửa chữa và phục hồi các chi tiết, mạch điện hư hỏng trên động cơ 2KD-FTV.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống điện và điều khiển điện tử trên động cơ diesel Toyota 2KD-FTV 4 kỳ, 4 xilanh thẳng hàng, trang bị hệ thống phun dầu điện tử Common Rail kết hợp tăng áp tuabin.
- Phạm vi không gian: Thực hiện tại Xưởng Cơ khí Ô tô thuộc Khoa Cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng.
- Phạm vi thời gian: Đồ án được triển khai từ ngày 18/01/2021 đến ngày 16/05/2021 và hoàn thành nghiệm thu vào tháng 08/2021.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và mô hình ứng dụng
Đề tài dựa trên nền tảng lý thuyết điều khiển tự động động cơ đốt trong và hệ thống điện động cơ diesel Common Rail:
- Nguyên lý điều khiển Common Rail (D-4D): Khối điều khiển trung tâm ECM (Engine Control Module) tiếp nhận tín hiệu từ các cảm biến đo trạng thái làm việc của động cơ để tính toán lượng phun, thời điểm phun, áp suất ống phân phối và điều khiển cơ cấu chấp hành.
- Khối dẫn động kim phun EDU (Electronic Driving Unit): Hoạt động dựa trên mạch khuếch đại điện áp bán dẫn biến đổi nguồn điện áp 12V từ ắc quy lên mức xấp xỉ 85V để đóng mở kim phun điện từ với tốc độ cao và áp suất lớn.
- Lý thuyết phát điện xoay chiều và tiết chế vi mạch (IC): Dựa trên phương trình điện áp máy phát:
$$U_{mf} = \frac{E}{1+\beta} = \frac{C_E \cdot n \cdot \Phi}{1+\beta}$$
(Trong đó: $U_{mf}$ là điện thế máy phát, $E$ là suất điện động, $n$ là tốc độ quay, $C_E$ là hằng số kết cấu, $\Phi$ là từ thông kích từ và $\beta$ là hệ số phụ tải). Việc duy trì ổn định điện áp đầu ra được thực hiện bằng cách điều chỉnh dòng điện kích thích qua cuộn rotor.
- Nguyên lý chuyển đổi tín hiệu cảm biến: Cảm biến nhiệt điện trở hệ số nhiệt âm (NTC) đo nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ nhiên liệu; cảm biến hiệu ứng Hall đo vị trí bàn đạp ga, vị trí bướm ga và tốc độ xe; cảm biến cảm ứng điện từ cuộn dây đo góc quay trục khuỷu và vị trí trục cam; cảm biến biến trở silicon đo áp suất nhiên liệu và áp suất tăng áp đường ống nạp.
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu: Thu thập, đối chiếu tài liệu kỹ thuật chính hãng Toyota, sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển động cơ 2KD-FTV và giáo trình chuyên ngành để lập bảng dữ liệu chân giắc, thông số điện áp và điện trở tiêu chuẩn.
- Phương pháp đo đạc và thực nghiệm kỹ thuật: Sử dụng đồng hồ vạn năng (VOM) đo kiểm thông mạch, điện trở cuộn dây, điện áp cấp nguồn và điện áp tín hiệu tại các chân giắc cảm biến, ECM, EDU, cụm rơ le và máy khởi động.
- Phương pháp chẩn đoán chuyên dụng: Khai thác giắc kết nối truyền dữ liệu DLC3, giao tiếp qua máy chẩn đoán Toyota Intelligent Tester II (IT-II) để truy xuất dữ liệu động lực học, đọc và xóa mã chẩn đoán hư hỏng (DTC), theo dõi trạng thái mạch đèn báo sự cố MIL.
- Phương pháp phục hồi và gia công thực nghiệm: Thực hiện tháo rã cơ học, kiểm tra độ mòn, làm sạch, phục hồi bề mặt và thay thế linh kiện hỏng hóc đối với máy khởi động, van điều khiển hút SCV, đường ống dẫn dầu và cụm dây dẫn điện.
Nguồn dữ liệu và trang thiết bị
- Nguồn dữ liệu số liệu kỹ thuật được cung cấp bởi giảng viên hướng dẫn (ThS. Nguyễn Lê Châu Thành và thầy Hồ Trần Ngọc Anh).
- Trang thiết bị thực nghiệm gồm: Mô hình động cơ 2KD-FTV hoàn chỉnh, bình ắc quy 12V, thiết bị chẩn đoán Intelligent Tester II (IT-II), đồng hồ đo điện đa năng, bộ dụng cụ cơ khí chuyên dụng xưởng ô tô.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan
Chương này giới thiệu quá trình phát triển của hệ thống điều khiển động cơ diesel từ các cơ cấu điều khiển cơ khí, hệ thống EFI-Diesel truyền thống (EDC, UI, UP) sang hệ thống phun nhiên liệu tích áp Common Rail hiện đại (Toyota D-4D, Mercedes CDI, Hyundai CRDi, Peugeot HDI). Tác giả tổng hợp cấu trúc tổng quát của hệ thống điện động cơ 2KD-FTV bao gồm 4 khối chính: hệ thống cảm biến, khối điều khiển điện tử, hệ thống khởi động và hệ thống phát nạp.
Về hệ thống khởi động, chương tổng kết chức năng chuyển đổi điện năng thành cơ năng để kéo bánh đà trục khuỷu và phân loại 3 dạng máy khởi động phổ biến trên ô tô: loại giảm tốc, loại bánh răng đồng trục và loại bánh răng hành tinh. Về hệ thống phát nạp, văn bản mô tả cấu trúc gồm máy phát điện xoay chiều 3 pha kích từ bằng điện, bộ điều chỉnh điện áp bán dẫn không tiếp điểm (tiết chế IC), bình ắc quy axit 6 ngăn có dung dịch điện phân axit sunfuric ngập bản cực 10–15 mm, đèn báo nạp và công tắc khóa điện.
| Thông số kỹ thuật |
Giá trị / Đặc tính |
| Kiểu động cơ |
2KD-FTV, 4 kỳ, 4 xilanh thẳng hàng |
| Cơ cấu phân phối khí |
DOHC 16 xupap (tác dụng trực tiếp) |
| Dung tích công tác |
2492 $\text{cm}^3$ |
| Đường kính xilanh ($D$) $\times$ Hành trình piston ($S$) |
$92\text{ mm} \times 93.8\text{ mm}$ |
| Tỉ số nén |
$18.5 : 1$ |
| Công suất tối đa |
$75\text{ kW}$ tại $3600\text{ vòng/phút}$ |
| Mô-men xoắn tối đa |
$260\text{ N.m}$ tại dải vòng tua $1600 \sim 2400\text{ vòng/phút}$ |
| Hệ thống phun nhiên liệu |
Phun dầu điện tử tích áp Common Rail |
| Thời điểm phối khí nạp |
Mở $2^\circ$, Đóng $31^\circ$ |
| Thời điểm phối khí xả |
Mở $0^\circ$, Đóng $12^\circ$ |
| Loại buồng cháy / Nạp khí |
Buồng cháy thống nhất / Tăng áp tuabin (TC) |
Chương 2: Hệ thống điều khiển điện tử
Chương 2 trình bày chi tiết về vị trí lắp đặt, sơ đồ mạch cấp nguồn, chức năng điều khiển của ECM, bộ điều khiển kim phun EDU và toàn bộ mạng lưới cảm biến đầu vào.
ECM đảm nhận các chức năng điều khiển trung tâm: điều khiển lượng phun và thời điểm phun nhiên liệu, điều khiển tốc độ không tải (ISC), điều khiển áp suất nhiên liệu trong ống rail và điều khiển van tuần hoàn khí xả (EGR). Mạch cấp nguồn cho ECM vận hành thông qua quy trình: khi khóa điện bật ON, điện áp (+) ắc quy đi qua cầu chì IGN vào chân IGSW; ECM điều khiển kéo chân MREL xuống mass để kích hoạt cuộn hút rơ le MAIN, đóng tiếp điểm đưa điện áp (+) thường trực cấp vào chân +B của ECM.
Bộ EDU nhận tín hiệu điều khiển phun IJT#1 đến IJT#4 từ ECM, nâng áp 12V lên 85V qua mạch khuếch đại để kích mở kim phun, đồng thời phản hồi tín hiệu xác nhận phun IJF về ECM. Cấp nguồn cho EDU được thực hiện khi ECM tiếp mass chân IREL để đóng rơ le EDU.
| Cảm biến / Tín hiệu |
Ký hiệu chân |
Loại cảm biến / Nguyên lý |
Giá trị tiêu chuẩn / Đặc tính hoạt động |
| Bàn đạp ga |
VPA, VPA2, VCPA, VCP2 |
Cảm biến Hall kép |
VCPA, VCP2: $5\text{V}$; VPA: $0.6\text{V} \rightarrow 4.2\text{V}$; VPA2: $1.4\text{V} \rightarrow 5.0\text{V}$ (nhả $\rightarrow$ đạp hết ga) |
| Vị trí bướm ga |
VLU (VTA), VAF |
Cảm biến Hall |
Cấp nguồn $5\text{V}$ (VC-E2); Tín hiệu ra $0.2\text{V} \rightarrow$ tăng dần khi mở cánh bướm |
| Vị trí trục cam |
TDC (G+, G-) |
Cuộn cảm ứng điện từ |
Đĩa 5 răng; Điện trở cuộn dây: $1630 \sim 2740,\Omega$ (nguội $10 \sim 50^\circ\text{C}$), $2065 \sim 3225,\Omega$ (nóng $50 \sim 100^\circ\text{C}$) |
| Vị trí trục khuỷu |
Ne (NE+, NE-) |
Cuộn cảm ứng điện từ |
Đĩa 34 răng đủ + 2 răng khuyết; Điện trở: $1630 \sim 2740,\Omega$ (nguội), $2065 \sim 3225,\Omega$ (nóng) |
| Nhiệt độ nước làm mát |
THW (ECT) |
Nhiệt điện trở âm (NTC) |
Điện áp nguồn cấp $5\text{V}$; Tại $80^\circ\text{C}$ ($176^\circ\text{F}$): $0.0\text{V}$; Nhiệt độ tăng $\rightarrow$ điện trở giảm |
| Nhiệt độ khí nạp |
THA |
Nhiệt điện trở âm (NTC) |
Điện áp nguồn cấp $5\text{V}$; Tại $20^\circ\text{C}$ ($68^\circ\text{F}$): $0.4\text{V}$ |
| Nhiệt độ nhiên liệu |
THF |
Nhiệt điện trở âm (NTC) |
Lắp trên thân bơm cao áp; Tại khóa điện ON: $0.4\text{V}$ |
| Áp suất nhiên liệu |
PCR1 |
Biến trở silicon (áp điện) |
Lắp trên ống rail; Cấp nguồn $5\text{V}$; Tại chế độ không tải: $1.8\text{V}$ |
| Lưu lượng khí nạp |
VG |
Cảm biến dây nhiệt |
Đo khối lượng dòng khí nạp thực tế để tính toán điều khiển luân hồi khí xả EGR |
| Tốc độ xe |
SPD |
Cảm biến Hall |
Lắp ở đuôi hộp số; Xuất xung tín hiệu về đồng hồ taplo rồi truyền đến ECM |
| Công tắc đèn phanh |
STP, ST1- |
Công tắc kép |
Đạp phanh: STP $= 7.5 \sim 14\text{V}$, ST1- $= 0 \sim 1.5\text{V}$; Nhả phanh: STP $= 0 \sim 1.5\text{V}$, ST1- $= 7.5 \sim 14\text{V}$ |
| Áp suất tăng áp |
PIM |
Biến trở silicon (tương tự MAP) |
Cấp chân không $40\text{ kPa}$: $1.9\text{V}$; Áp suất khí trời: $2.1\text{V}$; Cấp áp suất $170\text{ kPa}$: $3.3\text{V}$ |
| Vị trí van EGR |
EGLS |
Biến trở con trượt |
Điện trở đo chân EGLS-E2 ở $20^\circ\text{C}$: Van đóng $= 1.9,\text{k}\Omega$; Van mở hoàn toàn $= 3.9,\text{k}\Omega$ |
| Tín hiệu khởi động |
STA |
Tín hiệu điện áp nguồn |
Nhận từ cầu chì ST; Điện áp $\ge 6.0\text{V}$ khi quay khởi động |
Chương 3: Hệ thống khởi động
Chương 3 đi sâu vào phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động và quy trình chẩn đoán các phần tử trong hệ thống khởi động của động cơ 2KD-FTV:
- Cấu tạo cụ thể gồm: Cụm công tắc từ (chứa cuộn hút và cuộn giữ), cần dẫn động, cụm rô-to (phần ứng gồm các cuộn dây và cổ góp), cụm stato (vỏ máy khởi động và các cuộn kích từ), chổi than và giá đỡ chổi than, ly hợp khởi động một chiều, bánh răng khởi động chủ động và then xoắn.
- Nguyên lý làm việc: Khi xoay khóa điện sang vị trí START, dòng điện đồng thời cấp qua cuộn hút và cuộn giữ của công tắc từ, hút lõi thép đẩy cần dẫn động đưa bánh răng khởi động tiến ra ăn khớp với vành răng bánh đà. Đồng thời, tiếp điểm chính đóng cho dòng điện cường độ lớn từ ắc quy chạy thẳng vào rô-to làm quay mô tơ khởi động. Khi động cơ nổ máy, ly hợp một chiều làm việc để ngăn chặn động cơ quay ngược lại làm hỏng máy khởi động; khi nhả khóa điện về vị trí ON, lò xo hồi vị kéo lõi thép và bánh răng khởi động về vị trí ban đầu.
- Quy trình kiểm tra sửa chữa: Kiểm tra điện trở tiếp điểm của khóa điện ở từng vị trí (LOCK, ACC, ON, START); kiểm tra rơ le cắt ACC; kiểm tra rô-to máy khởi động (đo thông mạch giữa các phiến góp, kiểm tra cách điện giữa phiến góp và lõi rô-to); kiểm tra cuộn cảm stato; kiểm tra chiều dài và độ mòn chổi than; kiểm tra tình trạng trượt/hãm của khớp một chiều.
Chương 4: Quá trình phục hồi bảo dưỡng và chẩn đoán hệ thống điện động cơ 2KD-FTV
Chương 4 trình bày toàn bộ quy trình thực nghiệm chẩn đoán mã lỗi và phục hồi kỹ thuật trên mô hình động cơ 2KD-FTV tại xưởng:
- Hệ thống tự chẩn đoán: Mô tả mạch đèn báo hư hỏng MIL (chân W của ECM), mạch cảnh báo nước trong nhiên liệu và mạch cảnh báo nghẹt lọc nhiên liệu. Hướng dẫn kết nối máy chẩn đoán chuyên dụng Intelligent Tester II (IT-II) qua giắc chẩn đoán chuẩn DLC3 (giao tiếp chân SIL và TC), đọc mã lỗi DTC và thực hiện xóa mã lỗi sau khi xử lý sự cố.
- Quy trình 5 bước phục hồi kỹ thuật:
- Vệ sinh động cơ: Làm sạch bùn đất, dầu mỡ bám dính trên thân máy, các giắc cắm điện và các cơ cấu chấp hành.
- Phục hồi van điều khiển hút SCV (Suction Control Valve): Tháo van SCV trên bơm cao áp, súc rửa cặn bẩn nhiên liệu, làm sạch ty trượt, đo kiểm tra điện trở cuộn dây van và kiểm tra độ kín khít.
- Phục hồi máy khởi động: Tháo rã chi tiết, vệ sinh cổ góp rô-to, kiểm tra cách điện cuộn dây, thay mới cụm chổi than mòn, bôi trơn then xoắn, kiểm tra lực hút công tắc từ và đấu nối thử tải bằng bình ắc quy ngoài.
- Kiểm tra và thay thế đường ống dẫn dầu: Rà soát các tuyến ống dẫn nhiên liệu cao áp và ống hồi dầu; loại bỏ và thay thế các đoạn ống cao su lão hóa, nứt nẻ gây rò rỉ hoặc e dầu.
- Kiểm tra và thay thế đường dây điện rơ le khởi động: Đo thông mạch, xử lý các mối nối bị oxy hóa, bọc lại cách điện và thay mới các đoạn dây dẫn cấp nguồn cho cuộn dây và tiếp điểm rơ le khởi động.
- Lắp ráp hoàn thiện: Đấu nối toàn bộ hệ thống dây dẫn, nạp nhiên liệu, xả gió hệ thống Common Rail và tiến hành khởi động vận hành kiểm tra hoạt động của động cơ.
Kết quả và đóng góp
Kết quả kỹ thuật đạt được
- Đã hệ thống hóa toàn bộ thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của hệ thống điều khiển điện tử động cơ 2KD-FTV bao gồm: sơ đồ chân ECM, điện áp vận hành chân giắc, thông số điện trở cuộn dây cảm biến trục cam/khuỷu ($1630 \sim 3225,\Omega$), cảm biến vị trí van EGR ($1.9 \sim 3.9,\text{k}\Omega$), điện áp tín hiệu cảm biến chân không PIM ($1.9 \sim 3.3\text{V}$) và điện áp khuếch đại EDU ($\approx 85\text{V}$).
- Hoàn thành phục hồi thành công mô hình động cơ 2KD-FTV tại xưởng thực hành: van SCV hoạt động ổn định, máy khởi động quay êm, hệ thống đường dây điện của rơ le khởi động và hệ thống đường ống dầu được làm mới, đảm bảo các tiêu chuẩn an toàn điện và nhiên liệu.
- Hoàn thành tập báo cáo thuyết minh tốt nghiệp (50–70 trang) kèm theo 10 bản vẽ khổ A0 phục vụ công tác giảng dạy và tra cứu trực quan.
Giải pháp và quy trình tác giả đề xuất
- Đề xuất quy trình 5 bước phục hồi cơ bản cho hệ thống điện - cơ khí động cơ diesel Common Rail cũ, kết hợp giữa việc kiểm tra chẩn đoán mã lỗi bằng thiết bị IT-II và đo kiểm thủ công bằng đồng hồ vạn năng.
- Xây dựng bảng quy chuẩn tra cứu nhanh mã chân giắc và dải điện áp tiêu chuẩn của ECM để hỗ trợ việc khoanh vùng sự cố mạch điện trên xe ô tô thực tế.
Đóng góp về mặt học thuật và thực tiễn
- Bổ sung tài liệu chuyên khảo chuyên ngành về dòng động cơ Toyota 2KD-FTV D-4D cho Khoa Cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng.
- Tạo ra mô hình học cụ trực quan, hoạt động ổn định để phục vụ các học phần Thực tập Điện ô tô, Thực tập Chẩn đoán và Sửa chữa động cơ cho sinh viên các khóa sau.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đề tài
- Do thời gian thực hiện giới hạn (từ tháng 01/2021 đến tháng 05/2021) và điều kiện nghiên cứu tại xưởng, đề tài mới chỉ dừng lại ở việc phục hồi và kiểm tra hệ thống trên mô hình động cơ tĩnh gắn trên giá thử, chưa thể đánh giá toàn diện các chỉ tiêu khí thải và tiêu hao nhiên liệu trong điều kiện xe vận hành thực tế trên đường.
- Việc khai thác giao thức truyền thông CAN-bus (các chân CAN+, CAN-, CANH, CANL của ECM) chỉ mới dừng lại ở mức khảo sát dạng sóng tín hiệu, chưa phân tích chuyên sâu các gói tin dữ liệu số.
Hướng mở rộng nghiên cứu
- Nghiên cứu lập trình và giải mã chuyên sâu dữ liệu mạng giao tiếp CAN-bus kết nối giữa ECM động cơ với các hộp điều khiển khác trên xe (ABS/ASR, Hộp số tự động).
- Ứng dụng thiết bị đo dạng sóng chuyên dụng (Oscilloscope) để phân tích chi tiết hơn các dạng xung điều khiển kim phun áp lực cao (INJF, IJT) và xung tín hiệu điều khiển góc bướm ga (LUSL), van tuần hoàn khí xả (E-VRV).
- Thiết lập mô hình mô phỏng pan bệnh (Fault Insertion) trên hệ thống điện động cơ 2KD-FTV phục vụ công tác kiểm tra tay nghề chẩn đoán điện ô tô.
Giá trị tham khảo
Bản đồ án tốt nghiệp này là nguồn tài liệu kỹ thuật có giá trị thực tiễn đối với các nhóm đối tượng sau:
- Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô và Kỹ thuật Cơ khí Động lực: Nắm vững cấu trúc, nguyên lý điều khiển của động cơ diesel Common Rail D-4D; học tập phương pháp tra cứu sơ đồ mạch điện và kỹ năng lập quy trình phục hồi các cụm chi tiết điện.
- Kỹ thuật viên sửa chữa và chẩn đoán ô tô: Sử dụng trực tiếp bảng thông số chân giắc ECM (Bảng 2.1), thông số điện áp/điện trở cảm biến và quy trình phục hồi van SCV, máy khởi động khi làm việc với các dòng xe Toyota sử dụng động cơ 2KD-FTV (như Toyota Hiace, Toyota Fortuner, Toyota Hilux).
- Phần đáng tham khảo nhất: Sơ đồ mạch cấp nguồn ECM/EDU, bảng đối chiếu điện áp - điện trở tiêu chuẩn của hệ thống cảm biến (Chương 2) và quy trình tháo lắp, kiểm tra sửa chữa chi tiết máy khởi động (Chương 3, Chương 4).
Câu hỏi thường gặp
1. Động cơ 2KD-FTV có các thông số cơ bản nào về dung tích, công suất và cơ cấu phân phối khí?
Động cơ 2KD-FTV là loại động cơ diesel 4 kỳ, 4 xilanh thẳng hàng, trang bị hệ thống cam kép DOHC 16 xupap (tác dụng trực tiếp) kết hợp tăng áp tuabin. Động cơ có dung tích công tác $2492\text{ cm}^3$, đường kính xilanh $92\text{ mm}$, hành trình piston $93.8\text{ mm}$, tỉ số nén $18.5 : 1$, công suất tối đa đạt $75\text{ kW}$ tại $3600\text{ vòng/phút}$ và mô-men xoắn cực đại $260\text{ N.m}$ trong dải tua $1600 \sim 2400\text{ vòng/phút}$.
2. Bộ dẫn động kim phun EDU trên hệ thống điện động cơ 2KD-FTV có chức năng gì?
Bộ EDU gồm 2 khối mạch chính:
- Mạch khuếch đại điện áp: Nâng điện áp nguồn từ $12\text{V}$ (ắc quy) lên xấp xỉ $85\text{V}$ để tạo dòng điện đủ mạnh kích mở kim phun điện từ với tốc độ cực nhanh trong điều kiện áp suất cao.
- Mạch điều khiển kim phun: Tiếp nhận các xung tín hiệu điều khiển phun $\text{IJT}#1 \sim \text{IJT}#4$ từ ECM để đóng mở các vòi phun tương ứng, đồng thời gửi tín hiệu xác nhận phun $\text{IJF}$ ngược về ECM làm thông tin phản hồi giám sát.
3. Cảm biến vị trí trục cam (G) và cảm biến vị trí trục khuỷu (Ne) sử dụng loại cảm biến nào và có dải điện trở tiêu chuẩn là bao nhiêu?
Cả hai cảm biến đều thuộc loại cuộn dây cảm ứng điện từ. Đĩa rotor cảm biến trục cam có 5 răng (phát hiện điểm chết trên TDC), đĩa rotor trục khuỷu có 34 răng đủ và 2 răng khuyết (xác định góc quay và tốc độ động cơ). Giá trị điện trở tiêu chuẩn của cuộn dây cảm biến là $1630 \sim 2740,\Omega$ khi nguội ($10 \sim 50^\circ\text{C}$) và $2065 \sim 3225,\Omega$ khi nóng ($50 \sim 100^\circ\text{C}$).
4. Cảm biến vị trí bàn đạp ga hoạt động như thế nào và dải điện áp tại chân VPA, VPA2 là bao nhiêu?
Cảm biến vị trí bàn đạp ga sử dụng phần tử hiệu ứng Hall kép với nguồn cấp $5\text{V}$ ($\text{VCPA}, \text{VCP2}$). Cảm biến xuất ra 2 tín hiệu điện áp độc lập: tín hiệu chính $\text{VPA}$ tăng dần từ $0.6\text{V}$ (khi nhả hết chân ga) lên $4.2\text{V}$ (khi đạp hết ga) để ECM tính toán lượng phun; tín hiệu phụ $\text{VPA2}$ tăng từ $1.4\text{V}$ lên $5.0\text{V}$ đóng vai trò là kênh dự phòng và phát hiện lỗi cảm biến.
5. Quá trình phục hồi thực tế hệ thống điện động cơ 2KD-FTV trong đồ án gồm những công việc nào?
Quá trình phục hồi thực tế được thực hiện qua 5 hạng mục chính: vệ sinh tổng thể động cơ; phục hồi van điều khiển hút SCV trên bơm cao áp; tháo rã, vệ sinh cổ góp, thay chổi than và thử tải máy khởi động; kiểm tra và thay thế đường ống dẫn dầu nhiên liệu/dầu bôi trơn; đo kiểm, xử lý và thay mới các đoạn dây dẫn của mạch rơ le khởi động.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu và phục hồi hệ thống điện động cơ 2KD-FTV" đã giải quyết toàn diện các mục tiêu nghiên cứu từ cơ sở lý thuyết, sơ đồ mạch điện, dữ liệu chân giắc tiêu chuẩn đến quy trình chẩn đoán mã lỗi và phục hồi kỹ thuật thực tế. Các kết quả nghiên cứu và sản phẩm thực nghiệm của đề tài không chỉ khẳng định năng lực ứng dụng kiến thức chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô của nhóm tác giả mà còn đóng góp một nguồn học liệu kỹ thuật chính xác, phục vụ thiết thực cho công tác giảng dạy và thực tập tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng.
