Chương 1: DẪN NHẬP 1. Lý do chọn đề tài Bước vào thế kỷ thứ 21 với tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ và nhu cầu học của mọi người ngày càng cao, phần lớn học sinh đều có thể vào học hệ đại học hoặc cao đẳng, kể cả những người đi làm trở lại học đại học, cao đẳng với các chuyên ngành nâng cao ngày càng đông như hiện nay. Do vậy, đổi mới phương pháp dạy học là yêu cầu cấp bách, dựa trên những quan điểm phát huy tính tích cực người học, đề cao vai trò tự học của người học, kết hợp với sự hướng dẫn của giáo viên đang được áp dụng rộng rãi. Sự phát triển này đã làm thay đổi không chỉ cách giảng mà còn thay đổi cả quá trình tổ chức dạy học, ứng dụng cộng nghệ dạy học, phương tiện kỹ thuật dạy học trong giảng dạy.
do đó khắc phục nhược điểm của phương pháp cũ, tạo ra chất lượng của phương pháp mới cho giáo dục - đào tạo, đây cũng là chủ trương của nhà nước đề ra: đổi mới mạnh mẽ nội dung và phương pháp dạy học, học tập, chú trọng chất lượng không chạy theo số lượng. Đặc biệt đối với các ngành cơ khí ôtô, việc nghiên cứu và chế tạo mô hình phục vụ cho công tác dạy và học là nhu cầu cấp thiết của xã hội. Ngoài ra, nhằm cập nhật những công nghệ mới và tăng tính trực quan hóa trong giảng dạy và học tập, với mục đích nâng cao chất lượng dạy và học. Mô hình này được thiết kế và chế tạo gồm phần động cơ và phần sa bàn với đầy đủ hệ thống điện của động cơ.
Song song đó còn có các bài giảng mẫu được thiết kế dưới dạng phiếu thực hành giúp cho việc giảng dạy và học tập trên mô hình đạt kết quả cao nhất. Chính vì lẽ đó, người nghiên cứu như chúng tôi quyết định thực hiện mô hình động cơ phun xăng trực tiếp (GDI) Toyota 3S-FSE với mong muốn giúp các bạn sinh viên dễ dàng tiếp thu để việc học có hiệu quả cao hơn. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu 1. Mục tiêu 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 quan sát mô hình một cách trực quan, dễ cảm nhận được hình dạng và vị trí các chi tiết lắp đặt trên hệ thống phun xăng trực tiếp GDI. Giúp sinh viên kiểm tra và đo đạc các thông số của hệ thống phun xăng, đánh lửa trên động cơ 3S-FSE. ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TRỰC TIẾP TOYOTA 3S-FSE TRANG 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Góp phần hiện đại hóa phương tiện và phương pháp dạy thực hành trong giáo dục - đào tạo.
Giúp sinh viên tiếp thu bài tốt hơn. Nhiệm vụ Thi công mô hình động cơ phun xăng trực tiếp Toyota 3S-FSE. Sơ lược về phun xăng trực tiếp và các hệ thống điều khiển động cơ GDI. Thiết kế các bài giảng thực hành phục vụ cho việc giảng dạy và thực hành trên mô hình này.
Phương pháp nghiên cứu Để đề tài được hoàn thành chúng tôi đã kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu. Trong đó đặc biệt là phương pháp tham khảo tài liệu, thu thập các thông tin liên quan, học hỏi kinh nghiệm của thầy cô, bạn bè, nghiên cứu các mô hình giảng dạy cũ,. từ đó tìm ra những ý tưởng mới để hình thành đề cương của đề tài, cũng như cách thiết kế mô hình. Song song với nó, chúng tôi còn kết hợp cả phương pháp quan sát và thực nghiệm để có thể chế tạo được mô hình và biên soạn các bài thực hành mẫu một cách hiệu quả.
Các bước thực hiện Tham khảo tài liệu. Thiết kế, hàn khung đỡ động cơ và gá đặt động cơ. Thiết kế sa bàn và cách bố trí các chi tiết trên sa bàn. Thiết kế các chi tiết phụ.
Tiến hành đo đạc, kiểm tra, thu thập các thông số. Nghiệm thu các thông số kiểm tra. Thiết kế các bài giảng thực hành cho mô hình. Kế hoạch nghiên cứu Đề tài được thực hiện trong vòng 3 tháng, các công việc được bố trí như sau: Giai đoạn 1: Thu thập tài liệu, xác định nhiệm vụ, đối tượng nghiên cứu, xác định mục tiêu nghiên cứu, phân tích tài liệu liên quan.
Thiết kế mô hình. Giai đoạn 2: Viết thuyết minh. Hoàn thiện đề tài. ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TRỰC TIẾP TOYOTA 3S-FSE TRANG 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 2: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH 2.
Cấu tạo mô hình Hình 2.1: Mô hình nhìn từ trước.2: Mô hình nhìn từ trên. ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TRỰC TIẾP TOYOTA 3S-FSE TRANG 3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2. Phần sa bàn Hình 2. 1- Bàn đạp ga 2- Bảng chân ECU 3- Bảng đồng hồ 4- Giắc OBD II (check connector) 5- Công tắc máy 6- Đồng hồ áp suất nhiên liệu Hình 2.4: Thùng chứa các chi tiết khác.
ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TRỰC TIẾP TOYOTA 3S-FSE TRANG 4 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1- ECU 2- EDU 3- Fan Relay 4- ST Relay 5- Hộp cầu chì và relay 6- Thùng xăng 2. Phần động cơ Mô hình được gá động cơ phun xăng trực tiếp Toyota 3S-FSE. Trên động cơ gồm: Cảm biến vị trí bướm ga loại tuyến tính với hai tín hiệu. Cảm biến vị trí bàn đạp ga loại tuyến tính với hai tín hiệu.
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. Cảm biến nhiệt độ không khí nạp. Cảm biến ôxy có dây nung. Cảm biến nhiệt độ nước.
Cảm biến áp lực nhớt. Cảm biến áp suất nhiên liệu trên ống cao áp. Cảm biến áp suất trên đường ống nạp. Cảm biến áp suất môi trường Cảm biến vị trí trục khuỷu.
Cảm biến vị trí trục cam. ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TRỰC TIẾP TOYOTA 3S-FSE TRANG 5 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cảm biến vị trí van xoáy khí nạp. Motor bướm ga điện tử. Ly hợp bướm ga.
Van xoáy khí nạp. Van hồi nhiên liệu. Hệ thống VVT-i. Van tuần hoàn khí thải.
04 kim phun cao áp. Kim phun khởi động lạnh. Quạt làm mát động cơ. Bàn đạp ga.
Đường nhiên liệu đến và về. Thùng xăng, lọc xăng. ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TRỰC TIẾP TOYOTA 3S-FSE TRANG 6 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2. Sơ đồ mạch điện ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TRỰC TIẾP TOYOTA 3S-FSE TRANG 7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2.6: Sơ đồ đấu dây động cơ 3S-FSE.
ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TRỰC TIẾP TOYOTA 3S-FSE TRANG 8 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2. Sơ đồ chân ECU Hình 2. Kí hiệu Tên gọi E01 Mass của kim phun E02 Mass của kim phun #1 Tín hiệu phun xăng máy 1 #2 Tín hiệu phun xăng máy 2 #3 Tín hiệu phun xăng máy 3 #4 Tín hiệu phun xăng máy 4 INJF Tín hiệu hồi tiếp phun xăng BATT Dương thường trực của ECU +B Dương cung cấp cho ECU sau relay chính +B1 Dương cung cấp cho ECU sau relay chính STA Tín hiệu khởi động ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TRỰC TIẾP TOYOTA 3S-FSE TRANG 9 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THA Tín hiệu cảm biến nhiệt độ không khí nạp THW Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát FC Tín hiệu điều khiển bơm xăng VC Điện áp 5V cung cấp cho các cảm biến PIM Tín hiệu đo gió gửi về ECU IGF Tín hiệu hồi tiếp đánh lửa IGT1, 2, 3, 4 Tín hiệu đánh lửa của máy 1,2,3,4 G22 Tín hiệu báo vị trí xy lanh NE- Mass của tín hiệu vị trí xy lanh và tốc độ động cơ NE+ Tín hiệu tốc độ động cơ OX Tín hiệu cảm biến ôxy E1 Mass của ECU E2 Mass của các cảm biến M+, M- Tín hiệu điều khiển motor bướm ga CL+, CL- Tín hiệu điều khiển ly hợp từ motor bướm ga SCV+, SCV- Tín hiệu điều khiển van xoáy FP+, FP- Tín hiệu điều khiển van áp suất bơm cao áp IREL Tín hiệu điều khiển relay kim phun OSV+, OSV- Tín hiệu điều khiển van dầu VVT-i EGR1, 2, 3, 4 Tín hiệu điều khiển motor van EGR INJS Tín hiệu điều khiển kim phun khởi động lạnh HT Tín hiệu điều khiển bộ sấy cảm biến oxy PSSW Tín hiệu trợ lực lái PB Tín hiệu áp suất môi trường PR Tín hiệu áp suất nhiên liệu trong ống phân phối KNK Tín hiệu cảm biến kích nổ VTA, VTA2 Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga SCVP Tín hiệu cảm biến van xoáy VPA, VPA2 Tín hiệu cảm biến vị trí bàn đạp ga FC Tín hiệu điều khiển bơm tiếp vận FAN Tín hiệu điều khiển quạt làm mát động cơ ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TRỰC TIẾP TOYOTA 3S-FSE TRANG 10 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SIL Tín hiệu chẩn đoán OBD II L Tín hiệu đèn báo nạp IGSW Tín hiệu báo bật công tắt IG MREL Tín hiệu điều khiển relay EFI TACH Tín hiệu tốc độ động cơ ELS Tín hiệu phụ tải điện 2. Các yêu cầu khi sử dụng mô hình Sinh viên phải được học về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng trực tiếp trên động cơ Toyota trước khi thao tác trên mô hình.
Sinh viên phải nhận biết được cấu tạo tổng quát của mô hình. Điện áp sử dụng cho mô hình là 12V, chú ý không được phép lắp ắc quy vào động cơ sai cực tính. Sử dụng nhiên liệu xăng không chì A95. Chú ý yêu cầu làm mát và bôi trơn trên động cơ.
Đặc biệt quan tâm đến vấn đề chống cháy nổ và an toàn lao động khi sử dụng mô hình. ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TRỰC TIẾP TOYOTA 3S-FSE TRANG 11 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 3: KHÁI QUÁT HỆ THỐNG PHUN XĂNG TRỰC TIẾP ĐỘNG CƠ 3S-FSE 3. Mô tả chung Hình 3.1: Sơ đồ động cơ phun xăng trực tiếp Động cơ phun xăng trực tiếp gồm 4 xi lanh thẳng hàng, thứ tự kì nổ 1-3-4-2. Là động cơ đánh lửa trực tiếp (4 bô bin), IC đặt trong bộ bô bin.
Hệ thống điều khiển xú páp thông minh. Hệ thống điều khiển bướm ga thông minh. Hệ thống tuần hoàn khí thải.
