Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRÊN ĐỘNG CƠ ÔTÔ 1. Lịch sử động cơ 1NZ-FE ô tô toyota vios 1. Tổng quan về Toyota vios tại Việt Nam Quá trình hình thành và phát triển xe Năm 2003, Toyota Vios được tập đoàn Toyota giành riêng cho thị trường Châu Á, cụ thể là khu vực Đông Nam Á và Trung Quốc. Đó là một mẫu xe sedan bốn cửa hạng nhỏ thay thế cho Toyota Soluna.
Ở châu Á, Toyota Vios được gọi với những tên gọi khác như: Platz, Echo (2003 - 2007), Belta (2007), Yaris (2005). Và được giới thiệu lần đầu tiên ở Thái Lan và từ đó đến nay nó đã trải qua 4 thế hệ. Thế hệ thứ nhất (2002-2006) Năm 2003, Vios lần tiên phong được ra mắt tại Nước Ta. Và sự Open của mẫu xe hạng B này đã khuấy động thị trường xe hơi Việt.
Cái tên Vios đã trở nên quen thuộc với người Việt từ đó. Thực tế, Toyota nhận ra được “ sức mạnh ” của Vios với sự thành công xuất sắc ở những thị trường khác trong khu vực Thế hệ thứ hai (2007-2013) Một trong những điểm mới được người tiêu dùng rất quan tâm ở Vios 2007 là việc đưa thêm phiên bản hộp số tự động bốn cấp (model G) bên cạnh hộp số tay năm cấp (model E). Động cơ của Vios mới vẫn là VVT-i 1.5L với ưu điểm là khả năng tiết kiệm nhiên liệu và độ bền bỉ nổi tiếng của Toyota.Dẫu không thay đổi lớn, nhưng sau khi nâng cấp, Vios lại tạo ra một “cơn sốt” mới. Kết quả là sau đó, Vios liên tiếp dẫn đầu doanh số tại 1 số thị trường, trong đó có Việt Nam trước khi trở thành mẫu xe bán chạy nhất ở Đông Nam Á năm 2009.
Thế hệ thứ ba (2014-2017) Vios thế hệ thứ 3 hoàn toàn mới chính thức về Việt Nam với các phiên bản Vios 1.5G số tự động và hai phiên bản số sàn Vios 1.5E và Vios Limo. Ngoài ra, để tăng thêm lựa chọn cho nhóm khách hàng cá nhân, TMV còn cung cấp thêm phiên bản Vios 1. Tuy nhiên khi ra mắt thế hệ mới, Vios tại Việt Nam vẫn tiếp tục sử dụng thế hệ động cơ cũ dù ở các thị trường khác đều được đồng loạt nâng cấp động cơ. Cụ thể, Vios G và Vios E được trang bị động cơ 1.5L DOHC, trong khi đó Vios J sử dụng động cơ VVT-i 1,3 lít, DOHC Năm 2016 của Toyota Vios chính thức ra mắt phiên bản nâng cấp nhẹ của mẫu sedan hạng B, sau lần nâng cấp lớn năm 2014.Thiết kế ngoại thất của mẫu xe vẫn giữ nguyên.Thay đổi lớn nhất nằm ở hệ thống động cơ.
Vios 2016 sử dụng động cơ 2NR- FE mới, vẫn giữ nguyên dung tích 1.5L đối với các phiên bản G CVT, E CVT và E MT, 1 4 xi-lanh thẳng hàng, , công suất 107 mã lực tại 6.000 vòng/phút và mô-men xoắn cực đại 140 Nm tại 4. • Thế hệ thứ tư (2018- đến nay). Về thiết kế, Toyota Vios 2018 được điều chỉnh và kích thước đôi chút cụ thể chiều dài, rộng cao lần lượt là: 4425 x 1730 x 1475. Năm 2018 Vios được phát triển theo ngôn ngữ thiết kế “Keen Look” hoàn toàn mới với diện mạo phóng khoáng và phá cách hơn hướng đến đối tượng khách hàng trẻ trung.
Hệ thống điện điều khiển động cơ HỆ CHỨC NĂNG MÔ TẢ EFI L-EFI với cảm biến đo lưu lượng khí nạp dây sấy (MAF). Hệ thống điều khiển phun nhiên độc lập. ESA Điều khiển đánh lửa sớm điện tử, hiệu chỉnh theo tiếng gõ động cơ ETCS-i Bướm ga dẫn động bằng mô tơ điện do ECU đông cơ điều khiển VVT-i Thay đổi tối ưu thời điểm mở của xu páp nạp theo trạng thái động cơ. Điều khiển cắt điều Điều khiển máy nén ON - OFF tùy thuộc và trạng thái động cơ hòa Điều khiển quạt Điều khiển quạt làm mát hai chế độ tùy vào nhiệt độ nước làm mát và bộ điều khiển điều hòa làm mát Điều khiển bơm xăng Điều khiển bơm hoạt động khi xe chạy bình thường, cắt bơm xăng khi túi khí SRS bị kích hoạt Điều khiển sấy Duy trì nhiệt độ của cảm biến ôxy ở mức thích hợp để cảm biến làm việc chính xác cảm biến ô xy Điều khiển khí bay ECU động cơ điều khiển dòng khí bay hơi trong bộ lọc than hoạt hơi (HC) tính phù hợp với trạng thái động cơ Điều khiển máy khởi Ngay khi xoay khóa điện tới vị trí Start và không cần giữ chìa bằng động (chức năng giữ tay, mô tơ khởi động sẽ tự quay tới khi động cơ khởi động thành máy công khởi động) Chẩn đoán Phát hiện hư hỏng trong hệ thống điện tử, lưu dữ liệu, mã lỗi DTC 2 và phát tín hiệu báo hư hỏng An toàn Khi phát hiện hư hỏng, ECM động cơ sẽ dừng hoặc điều khiển động cơ với thông số mặc định trong bộ nhớ 1.Giới thiệu động cơ 1NZ-FE Hình 1.
Động cơ 1NZ – FE nhìn từ bên ngoài Giới thiệu chung Động cơ 1NZ -FE được sử dụng rộng rãi trên các loại xe của TOYOTA như: Loại xe Thị trường Toyota Yaris / Echo (2002) Các nước Châu Á, Mỹ, Úc Scion xA/ist Mỹ, Nhật Scion xB Mỹ, Nhật Toyota Vios Các nước Đông Nam Á, Trung Quốc Toyota Raum Nhật Toyota Porte Nhật Toyota Platz Nhật, Bắc Mỹ, Canada, Úc Toyota Belta Bắc Mỹ, Úc, Nam Á, Châu Âu. Toyota Auris Châu Âu, Nhật, Nam Phi Toyota Allion Nhật Toyota Sienta Nhật 3 Toyota WiLL Mỹ Toyota Probox Nhật Toyota Ractis Nhật Toyota Vitz Châu Âu, Mỹ, Bắc Mỹ, Nhật, Úc, New Zeeland, Nam Phi. Đặc tính kỹ thuật Loại động cơ 1.5L, 1NZ-FE Kiểu 4 xylanh, thẳng hàng, 16 van, DOHC,VVT-i Dung tích xylanh (cc) 1497 Đường kính xylanh (mm) 75 Đường kính hành trình Piston (mm) 84.7 Đường kính bệ Xu Páp (mm) Nạp: 30.5 Tỷ số nén 10.5 : 1 Công suất cực đại SAE-NET (HP / rpm) 80 / 6,000 Mômen xoắn cực đại SAE-NET [N·m / rpm] 141 / 4,200 Xupáp nạp Mở -70 ̴ 330 BTDC Đóng 520 ̴ 120 ABDC Thời điểm phối khí Mở 420 BBDC Xupáp xả Đóng 20 ATDC Dầu bôi trơn SEA 5W-30 Thời gian tănng tốc từ 0 – 100Km/h 10 giây Loại nhiên liệu Xăng không chì Trị số Ốc tan nhiên liệu 87 hay hơn Hệ thống nạp nhiên liệu EFI (Phun nhiên liệu điện tử) Tốc độ xe tối đa (Km/h) 170 4 1. Tổng quan về hệ thống điều khiển động cơ 1.
Mô tả hệ thống Các chức năng của hệ thống điều khiển động cơ bao gồm EFI, ESA,ISC, ETCS-i, VVT-i,…chúng điều khiển các tính năng cơ bản của động cơ, chức năng chẩn đoán, rất hữu ích khi sửa chữa, chức năng dự phòng và an toàn chỉ hoạt động khi có trục trặc trong các hệ thống điều khiển này. Ngoài ra, còn có các thiết bị điều khiển phụ trên động cơ như hệ thống điều khiển cắt số truyền tăng, hệ thống điều khiển khí nạp, hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu v. Các chức năng này đều được điều khiển bằng ECU động cơ. Các bộ phận trong hệ thống điều khiển động cơ 1.2 Chức năng của hệ thống điều khiển động cơ Ngày nay với sự ra đời và phát triển mạnh của khoa học - công nghệ tự động điều khiển đã làm cơ sở và nền tảng cho việc thiết lập các hệ thống điều khiển theo chương trình trên động cơ 1NZ-FE đã giải quyết được các vấn đề hiện đang đặt ra như: công suất, suất tiêu hao nhiên liệu, khí thải… 5 - Chức năng của hệ thống điều khiển động cơ: + Chức năng chuẩn đoán + Chức năng an toàn + Chức năng dự phòng + EFI (phun xăng điện tử) + ESA (đánh lửa sớm điện tử) + ISC (điều khiển tốc độ không tải) + Các hệ thống điều khiển khác 1.
Các bộ phận chính trong hệ thống điều khiển động cơ 1. Các bộ phận chính. Sơ đồ các bộ phận trong hệ thống điều khiển động cơ 6 1.2 Kết cấu của hệ thống điều khiển động cơ TÍN HIỆU VÀO BỘ PHẬN CHẤP HÀNH Tín hiệu G, Ne Lưu lượng gió (MAP) E Hệ thống nhiên liệu Nhiệt độ nước làm mát C Hệ thống đánh lửa Nhiệt độ khí nạp U Vị trí bướm ga Điều khiển cầm chừng Tín hiệu khởi động Cảm biến oxy Hệ thống chẩn đoán Điện áp accu Các cảm biến khác Hình 4.Tổng quan sơ đồ cấu trúc điều khiển 7 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Phan Cao Trung Hậu Chương 2: HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN ĐỘNG CƠ 1 NZ-FE TOYOTA VIOS 2. Tổng quan về hệ thống đánh lửa trực tiếp.
Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống đánh lửa 2. Nhiệm vụ hệ thống đánh lửa Hệ thống đánh lửa được sử dụng trên động cơ xăng có 2 nhiệm vụ chính. Một là biến đổi biến đổi dòng điện có điện áp thấp 12v thành xung điện cao áp 12kv tới 24kv và tạo ra tia lửa giữa 2 cực của bugi để đốt cháy hỗn hợp xăng và không khí vào đúng thời điểm yêu cầu để động cơ làm việc được tối ưu nhất. Hệ thống đánh lửa phải tạo ra tia lửa chính xác trong hàng nghìn lần/phút trên mỗi xi lanh của động cơ.
Nếu sự đánh lửa bị ngưng trệ trong khoảng một giây, động cơ sẽ hoạt động yếu thậm chí dẫn đến ngưng hoạt động. Yêu cầu hệ thống đánh lửa Tạo ra điện áp lớn để phóng điện qua khe hở bugi trong tất cả các chế độ làm việc của động cơ. Tạo ra tia lửa trên bugi phải đủ năng lượng và đủ thời gian để sự cháy bắt đầu. Vì trong hệ thống đánh lửa tia lửa được phát ra giữa điện cực của bugi để đốt cháy hổn hợp xăng và không khí.
Nhưng do hòa khí bị nén với áp suất cao nên có điện trở lớn vì vậy cần có điện thế hàng chục nghìn vôn để đảm bảo phát ra tia lửa mạnh. Để có thể đốt cháy hổn hợp trong mọi điều kiện hoạt động của động cơ. Góc đánh lửa sớm phải đúng trong mọi chế độ làm việc của động cơ. Các phụ kiện của hệ thống đánh lửa phải hoạt động tốt trong mọi điều kiện nhiệt độ cao và rung xóc lớn.
Sự mài mòn điện cực bougie phải nằm trong khoảng thời gian cho phép.3 Quá trình phát triển hệ thống đánh lửa Trên thị trường hiện nay có sử dụng rất nhiều hệ thống đánh lửa. Những kiểu đánh lửa đời đầu có cấu tạo đơn giản, càng về sau thì chức năng càng được củng cố nên cấu tạo có phần phức tạp hơn. Sau đây là những kiểu hệ thống đánh lửa thường gặp: - Hệ thống đánh lửa bằng vít. - Hệ thống đánh lửa kiểu bán dẫn.
- Hệ thống đánh lửa sớm bằng điện tử ESA. - Hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS.