MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN. 2 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT. 7 DANH MỤC CÁC HÌNH. Lý do chọn đề tài:.
Giới hạn đề tài. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu. Mục tiêu nghiên cứu:. Nhiệm vụ nghiên cứu:.
Đối tượng nghiên cứu:. Phạm vi nghiên cứu:. Phương pháp nghiên cứu:. Kế hoạch nghiên cứu:.
Giới thiệu chung. Giới thiệu chung về động cơ TOYOTA 4E – FE:. Các hệ thống điều khiển trên động cơ TOYOTA 4E – FE:. Sơ đồ chân, chức năng các cực của ECU động cơ TOYOTA 4E – FE.
Các tín hiệu đầu vào của hệ thống điều khiển. Cảm biến chân không MAP. Cảm biến vị trí bướm ga loại tuyến tính TPS. Cảm biến vị trí trục khuỷu Ne.
Cảm biến nhiệt độ không khí nạp THA. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát THW. Cảm biến oxy. Hệ thống các cơ cấu chấp hành.
Hệ thống cung cấp nguồn cho ECU động cơ. Hệ thống khởi động. Hệ thống phun nhiên liệu điện tử (EFI). Lọc nhiên liệu.
Bộ dập dao động. Hệ thống đánh lửa dùng bộ chia điện (DELCO). Mạch điện nguồn cung cấp cho ECU. Cảm biến Ne.
Sơ đồ hệ thống đánh lửa trên động cơ. Hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng. Hệ thống chẩn đoán (OBD). THI CÔNG MÔ HÌNH.
Quy trình nghiên cứu, thi công mô hình. Các bước thực hiện đề tài. Các yêu cầu khi sử dụng mô hình. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.
61 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 62 6 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ECU: Electronic Control Unit MAP: Manifold Absolute Pressure Sensor TPS: Throttle Position Sensor KNK: Knock Sensor OBD: On-Board Diagnostic DOHC: Double Overhead Camshaft EFI: Electronic Fuel Injection MIL: Malfunction Indicator Lamp ISC: Idle Speed Control ISCV: Idle Speed Control Valve NSW: Neutral Switch 7 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Động cơ TOYOTA 4E – FE.2: Các tín hiệu đầu vào và đầu ra của ECU động cơ.3: Sơ đồ vị trí giắc cắm thực tế động cơ 4E – FE.4: Sơ đồ vị trí giắc cắm ECU động cơ 4E – FE.5: Cảm biến chân không MAP trên mô hình.6: Cấu tạo cảm biến MAP.7: Hình dạng màng silicon thay đổi theo áp suất.8: Mạch điện cảm biến MAP.9: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp và áp suất đường ống nạp….10: Cảm biến vị trí bướm ga trên động cơ.11: Sơ đồ mạch điện đường đặc tính cảm biến vị trí bướm ga.12: Cảm biến vị trí trục khuỷu trên động cơ.13: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu Ne.14: Tín hiệu cảm biển Ne dạng xung.15: Cảm biến nhiệt độ khí nạp trên mô hình.16: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp.17: Vị trí của cảm biến nhiệt độ nước làm mát trên động cơ.18: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát.19: Mạch điện cảm biến và đường đặc tuyến nhiệt độ nước làm mát.20: Cảm biến oxy.21: Đặc tính và sơ đồ mạch điện cảm biến oxy.22: Hệ thống cung cấp nguồn cho ECU.23: Sơ đồ mạch khởi động.24: Cấu tạo bơm xăng.25: Mạch điện điều khiển bơm xăng.26: Mạch điều khiển bơm xăng khi động cơ đang nổ.27: Mạch điện điều khiển bơm xăng khi động cơ tắt máy.28: Lọc nhiên liệu.29: Cấu tạo kim phun.30: Biểu đồ thời điểm phun theo nhóm của động cơ.31: Sơ đồ mạch điện kim phun của mô hình….32: Mạch điện nguồn cung cấp cho ECU động cơ.33: Sơ đồ hệ thống đánh lửa trên động cơ.34: Bướm ga và van ISC của động cơ.36: Cấu tạo van ISC.37: Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng.38: Đèn check engine trên tableau.39: Đầu giắc chẩn đoán.40: So sánh mã lỗi và mã bình thường.1: Bảng điện của mô hình.2: Tháo gỡ các chi tiết trên bảng điện.3: Hệ thống điều hòa không khí của mô hình.4: Khung đỡ và động cơ khi chưa được sơn mới.5: Động cơ 4E – FE đã tháo rã.6: Làm sạch bề mặt sơn cũ.7: Hàn bánh xe.8: Khung mô hình sau khi sơn.9: Vệ sinh động cơ.10: Vệ sinh các chi tiết của động cơ.12: Hoàn thiện mô hình động cơ. Lý do chọn đề tài: Ngành công nghiệp ô tô không chỉ giữ một vị trí quan trọng trong việc thúc đẩy nền kinh tế quốc dân phát triển thông qua đáp ứng nhu cầu giao thông vận tải, góp phần phát triển sản xuất và kinh doanh thương mại mà còn là một ngành kinh tế mang lại lợi nhuận rất cao nhờ sản xuất ra những sản phẩm có giá trị vượt trội. Xuất phát từ chủ trương mới của Nhà nước về nâng cao chất lượng giáo dục, đổi mới phương pháp dạy và học.
Việc giảng dạy cần có những mô hình minh họa, vật thật để tăng khả năng truyền đạt và kích thích tính tự học của sinh viên. Trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. HCM luôn chú trọng đến việc trang bị đồ dùng dạy học, đặc biệt là những đồ dùng tự thiết kế. Việc thiết kế chế tạo đồ dùng dạy học ngoài mục đích tiết kiệm kinh phí cho nhà trường còn giúp phát huy tính sáng tạo, sự đam mê nghiên cứu khoa học của giáo viên và sinh viên trong trường.
Việc chế tạo mô hình động cơ phục vụ cho việc giảng dạy được sự quan tâm rất lớn của khoa Cơ Khí Động Lực đặc biệt là bộ mô Động Cơ. Các sản phẩm mô hình động cơ trong phân xưởng Động Cơ rất nhiều, tuy nhiên mô hình động cơ phun xăng và đánh lửa trực tiếp thì chưa được phổ biến. Xuất phát từ những yêu cầu đó, đề tài “THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 4E - FE” đã được thực hiện. Đề tài không những cung cấp cho sinh viên điều kiện tiếp xúc với thực tế động cơ Toyota 4E - FE mà còn giúp sinh viên trang bị thêm kiến thức về những hệ thống điều khiển điện tử được sử dụng trên ô tô như: hệ thống nhiên liệu, hệ thống đánh lửa, vị trí, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các cảm biến,.
Giới hạn đề tài - Tìm hiểu thông số, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của động cơ 4E - FE. - Tháo rã, làm mới, làm sạch các chi tiết trên động cơ. - Thay thế, bổ sung những chi tiết trên động cơ còn thiếu. 10 - Hoàn thiện mô hình và kiểm tra hoạt động của động cơ.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu 1. Mục tiêu nghiên cứu: - Nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên hướng dẫn sinh viên trong quá trình thực tập. - Giúp cho sinh viên ứng dụng ngay bài học lý thuyết vào bài học thực hành. - Sinh viên có điều kiện khảo sát mô hình một cách trực quan, dễ cảm nhận được hình dạng và vị trí các chi tiết lắp đặt trên động cơ Toyota 4E - FE.
- Giúp sinh viên kiểm tra và đo đạc các thông số của hệ thống nhiên liệu, hệ thống đánh lửa trực tiếp… - Góp phần hiện đại hóa phương tiện và phương pháp dạy thực hành trong giáo dục - đào tạo. Nhiệm vụ nghiên cứu: - Thi công mô hình động cơ Toyota 4E – FE. - Đạt được kiến thức cơ bản về hệ thống điều khiển động cơ. Đối tượng nghiên cứu: - Động cơ Toyota 4E – FE 1.
Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu trong phạm vi giảng dạy của sinh viên. - Nghiên cứu từ các tài liệu, giáo trình đang được dùng làm phương tiện giảng dạy cho sinh viên. - Quy mô nghiên cứu đề tài trên cơ sở khai thác các trang thiết bị hiện đại có trong nhà trường và khai thác bên ngoài để hoàn thành đề tài. Phương pháp nghiên cứu: Để hoàn thành mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, nhóm đã kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu: phương pháp nghiên cứu lý thuyết, thu thập tài liệu, học hỏi kinh nghiệm từ thầy cô, bạn bè, nghiên cứu các mô hình giảng dạy cũ… 1.
Kế hoạch nghiên cứu: Kế hoạch thực hiện đề tài của nhóm được chia thành 2 giai đoạn: 11 ❖ Giai đoạn 1: - Nghiên cứu tài liệu, xác định nhiệm vụ, đối tượng và mục tiêu nghiên cứu. - Chuẩn bị dụng cụ và các thiết bị cần thiết. - Thiết kế mô hình. - Thi công mô hình.
❖ Giai đoạn 2: - Hoàn chỉnh tập thuyết minh. - Hoàn thiện đề tài. Giới thiệu chung 2. Giới thiệu chung về động cơ TOYOTA 4E – FE: Động cơ Toyota 4E – FE là động cơ xăng hút khí tự nhiên 4 kỳ 4 xy-lanh thẳng hàng (I4) dung tích 1.3L (1331cc) thuộc dòng động cơ E.
Động cơ được sản xuất năm 1989 và ngừng sản xuất sau năm 1999. Động cơ Toyota 4E – FE có khối đúc bằng gang và nắp máy bằng nhôm với trục cam kép (DOHC) và bốn xupap trên trên mỗi xy lanh (tổng cộng 16 xupap). Tỷ số nén 9. Đường kính xy-lanh 74.00mm, hành trình của piston 77.
Động cơ sử dụng hệ thống phun xăng điện tử và hệ thống đánh lửa với bộ chia điện (delco). Động cơ sản sinh ra công suất cực đại 99 HP tại 6600 vòng/phút và đạt momen xoắn cực đại 117 Nm tại 4000 vòng/phút. Ý nghĩa của tên động cơ Toyota 4E – FE: 4 – Động cơ thế hệ thứ tư E – Thuộc dòng động cơ E của Toyota F – Sử dụng trục cam đôi tiết kiệm nhiên liệu E – Phun nhiên liệu đa điểm 13 Hình 2.1: Động cơ Toyota 4E - FE 2. Các hệ thống điều khiển trên động cơ TOYOTA 4E – FE: Hệ thống điều khiển điện tử sử dụng trên động cơ 4E - FE có chức năng chính là điều khiển hệ thống cung cấp nhiên liệu, điều khiển tốc độ cầm chừng, bơm nhiên liệu, hệ thống đánh lửa, chẩn đoán… Hệ thống điều khiển điện tử sử dụng trên động cơ 4E - FE cũng như trên các động cơ khác trên ô tô đều có nguyên lí hoạt động chung: ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến, ECU sẽ so sánh tín hiệu này với tiêu chuẩn nhà sản xuất đã cài đặt, rồi đưa ra tín hiệu điều khiển đến các bộ phận chấp hành.2: Các tín hiệu đầu vào và đầu ra của ECU động cơ 2.
Sơ đồ chân, chức năng các cực của ECU động cơ TOYOTA 4E – FE ❖ Các giắc cắm từ ECU Hình 2.3: Sơ đồ vị trí giắc cắm thực tế động cơ 4E – FE 15 Hình 2.