Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Thiết kế mô hình và bài giảng cho động cơ phun xăng VVT-i

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hcmute thiết kế chế taọ mô hình và bài giảng tích hợp cho động cơ phun xăng có hệ thống vvt i, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất giải

• Tác giả: Trần Đức Tám
• Người hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Văn Dũng
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Động Lực
• Đề tài: Thiết Kế Mô Hình Và Bài Giảng Tích Hợp Cho Động Cơ Phun Xăng Có Hệ Thống VVT-i
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu
• 1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.3. Tình hình nghiên cứu hệ thống van biến thiên trên thế giới
• 1.4. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.5. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu
• 1.5.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.5.2. Đối tượng nghiên cứu
• 1.5.3. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu
• 1.5.4. Phạm vi nghiên cứu
• 1.6. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tổng quan về hệ thống VVT-i
• 2.2. Ảnh hưởng của góc trùng điệp đến công suất, tiêu hao nhiên liệu và khí thải trên động cơ
• 2.3. Sơ đồ tổng thể hệ thống VVT-i
• 2.4. Sơ đồ nguyên lý hệ thống VVT-i
• 2.5. Thời điểm phối khí hệ thống VVT-i
• 2.6. Bộ chấp hành hệ thống VVT-i
• 2.7. Bộ điều khiển VVT-i
• 2.8. Van điều khiển dầu phối khí
• 2.9. Hoạt động của hệ thống VVT-i
• 2.9.1. Làm sớm thời điểm phối khí
• 2.9.2. Làm muộn thời điểm phối khí
• 2.9.3. Dạng xung điều khiển VVT-i
• 2.10. Những biến thể khác của hệ thống VVT-i trên động cơ Toyota
• 2.10.1. Hệ thống Dual VVT-i
• 2.10.2. Hệ thống VVTL-i
• 2.10.3. Hệ thống VVT-iE
• 2.11. Giới thiệu hệ thống van biến thiên trên một số xe thông dụng tại Việt Nam
• 2.12. Hệ thống VTEC (Variable valve Timing and lift Electronic Control) của hãng Honda
• 2.13. Hệ thống MIVEC (Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control system) của hãng Mitsubishi
• 2.14. MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG CÓ HỆ THỐNG VVT-I BẰNG PHẦN MỀM MACROMEDIA FLASH
• 2.14.1. Khái quát về phần mềm Macromedia Flash
• 2.14.2. Quy trình thiết mô phỏng kế trên mềm Macromedia Flash 8
• 2.14.3. Thiết kế mô phỏng hệ thống điện điều khiển động cơ phun xăng 1SZ-FE
• 2.14.3.1. Mô phỏng giao diện chính
• 2.14.3.2. Mô phỏng van điều khiển dầu và hệ thống VVT-i
• 2.14.3.3. Mô phỏng các cảm biến tín hiệu đầu vào
• 2.14.4. Mô phỏng các mạch điện điều khiển động cơ. Mô phỏng các hệ thống khác
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, THI CÔNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG CÓ HỆ THỐNG VVT-I
• 3.1. Giới thiệu động cơ 1SZ-FE
• 3.2. Sơ đồ hệ thống điều khiển điện tử trên động cơ 1SZ-FE
• 3.3. Các tín hiệu đầu vào
• 3.4. Hệ thống điều khiển
• 3.5. Hệ thống chẩn đoán. Hệ thống dự phòng
• 3.6. Thiết kế, chế tạo mô hình động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i
• 3.6.1. Cấu tạo mô hình
• 3.6.2. Đặc điểm kỹ thuật các bộ phận chính trên mô hình
• 3.6.3. Các yêu cầu khi sử dụng mô hình
• 4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BÀI GIẢNG TÍCH HỢP THỰC TẬP ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG CÓ HỆ THỐNG VVT-I
• 4.1. Cơ sở lý thuyết về dạy học tích hợp
• 4.1.1. Khái niệm dạy học tích hợp
• 4.1.2. Mục đích của dạy học tích hợp
• 4.1.3. Đặc điểm của dạy học tích hợp
• 4.2. Biên soạn các bài giảng thực hành điện động cơ cho động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i
• 4.2.1. Những yêu cầu khi biên soạn bài giảng
• 4.2.2. Biên soạn các bài giảng thực tập điện động cơ phun xăng theo mô hình
• 4.2.2.1. Bài 01: Kiểm tra mạch nguồn, mạch VC và mạch nối đất
• 4.2.2.2. Bài 02: Kiểm tra cảm biến đo gió
• 4.2.2.3. Bài 03: Kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga
• 4.2.2.4. Bài 04: Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát
• 4.2.2.5. Bài 05: Kiểm tra cảm biến oxy
• 4.2.2.6. Bài 06: Kiểm tra cảm biến kích nổ
• 4.2.2.7. Bài 07: Kiểm tra cảm biến G, cảm biến NE
• 4.2.2.8. Bài 08: Kiểm tra mạch điều khiển quạt làm mát
• 4.2.2.9. Bài 09: Kiểm tra van điều khiển dầu phối khí VVT-i
• 4.2.2.10. Bài 10: Kiểm tra bơm nhiên liệu
• 4.2.2.11. Bài 11: Kiểm tra áp suất hệ thống nhiên liệu
• 4.2.2.12. Bài 12: Kiểm tra kim phun
• 4.2.2.13. Bài 13: Kiểm tra van điều khiển tốc độ không tải ISC
• 4.2.2.14. Bài 14: Kiểm tra hệ thống đánh lửa
• 4.2.2.15. Bài 15: Chẩn đoán động cơ qua hệ thống tự chẩn đoán OBD-2
• 5. KẾT LUẬN- HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
• 5.1. Hướng phát triển của đề tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về động cơ phun xăng VVT i

Động cơ phun xăng VVT-i (Variable Valve Timing with intelligence) là một trong những công nghệ tiên tiến trong ngành công nghiệp ô tô. Công nghệ này cho phép điều chỉnh thời điểm mở và đóng van, từ đó tối ưu hóa hiệu suất động cơ. Hệ thống VVT-i giúp tăng công suất động cơ từ 7-10% và giảm tiêu hao nhiên liệu từ 4-5%. Điều này không chỉ mang lại lợi ích về hiệu suất mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường do khí thải. Việc áp dụng công nghệ này trong thiết kế động cơ phun xăng đã trở thành xu hướng phổ biến trong các mẫu xe hiện đại, đặc biệt là các dòng xe của Toyota. Hệ thống VVT-i được trang bị trên động cơ Toyota Yaris 1SZ-FE, một động cơ nhỏ gọn, dễ di chuyển, rất phù hợp cho việc giảng dạy và nghiên cứu.

1.1. Lợi ích của hệ thống VVT i

Hệ thống VVT-i mang lại nhiều lợi ích cho động cơ phun xăng. Đầu tiên, nó giúp tăng cường công suất động cơ, cho phép xe hoạt động mạnh mẽ hơn. Thứ hai, việc giảm tiêu hao nhiên liệu giúp tiết kiệm chi phí cho người sử dụng. Cuối cùng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường là một trong những ưu điểm nổi bật của công nghệ này. Các nghiên cứu cho thấy động cơ trang bị VVT-i có thể giảm lượng khí thải độc hại, góp phần bảo vệ môi trường. Điều này rất quan trọng trong bối cảnh hiện nay khi mà ô nhiễm không khí đang trở thành vấn đề nghiêm trọng tại nhiều thành phố lớn.

II. Thiết kế mô hình động cơ phun xăng VVT i

Việc thiết kế mô hình động cơ phun xăng VVT-i tại HCMUTE không chỉ nhằm mục đích nghiên cứu mà còn phục vụ cho công tác giảng dạy. Mô hình này được chế tạo dựa trên động cơ Toyota Yaris 1SZ-FE, với các hệ thống như VVT-i, hệ thống khởi động, và các cảm biến được mô phỏng bằng phần mềm Macromedia Flash. Mô hình giúp sinh viên có cái nhìn trực quan về cấu trúc và nguyên lý hoạt động của động cơ phun xăng. Qua đó, sinh viên có thể hiểu rõ hơn về các hệ thống điều khiển và cảm biến, từ đó nâng cao khả năng thực hành và nghiên cứu của mình trong lĩnh vực công nghệ ô tô.

2.1. Quy trình thiết kế mô hình

Quy trình thiết kế mô hình động cơ phun xăng VVT-i bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, cần xác định các yêu cầu kỹ thuật và mục tiêu của mô hình. Sau đó, tiến hành thiết kế sơ đồ tổng thể của hệ thống, bao gồm các thành phần như ECU, cảm biến, và các mạch điện điều khiển. Tiếp theo, mô hình được chế tạo và lắp ráp, đảm bảo các bộ phận hoạt động đồng bộ với nhau. Cuối cùng, mô hình được kiểm tra và hiệu chỉnh để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong việc giảng dạy. Việc sử dụng phần mềm Macromedia Flash để mô phỏng các hệ thống giúp sinh viên dễ dàng hình dung và hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của động cơ.

III. Biên soạn bài giảng tích hợp cho động cơ phun xăng VVT i

Bài giảng tích hợp cho động cơ phun xăng VVT-i được biên soạn nhằm cung cấp cho sinh viên những kiến thức cần thiết về sửa chữa và bảo trì hệ thống điện động cơ. Nội dung bài giảng bao gồm các chủ đề như kiểm tra mạch nguồn, cảm biến, và các hệ thống điều khiển. Mỗi bài giảng được thiết kế để sinh viên có thể thực hành trực tiếp trên mô hình, từ đó nâng cao khả năng thực hành và hiểu biết về động cơ phun xăng. Việc biên soạn bài giảng tích hợp không chỉ giúp sinh viên nắm vững lý thuyết mà còn phát triển kỹ năng thực hành, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành công nghiệp ô tô.

3.1. Nội dung bài giảng

Nội dung bài giảng tích hợp bao gồm nhiều chủ đề quan trọng liên quan đến động cơ phun xăng VVT-i. Mỗi bài giảng được thiết kế để sinh viên có thể thực hành kiểm tra và sửa chữa các hệ thống điện động cơ. Các chủ đề như kiểm tra cảm biến, mạch điều khiển, và hệ thống khởi động được trình bày một cách chi tiết, giúp sinh viên hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của từng bộ phận. Ngoài ra, việc sử dụng mô hình động cơ phun xăng VVT-i trong giảng dạy giúp sinh viên có cái nhìn thực tế và áp dụng kiến thức vào thực tiễn, từ đó nâng cao chất lượng đào tạo trong ngành công nghệ ô tô.

IV. Đánh giá và ứng dụng thực tiễn

Đánh giá mô hình và bài giảng tích hợp cho động cơ phun xăng VVT-i cho thấy tính hiệu quả trong việc nâng cao chất lượng đào tạo. Mô hình không chỉ giúp sinh viên hiểu rõ hơn về cấu trúc và nguyên lý hoạt động của động cơ mà còn phát triển kỹ năng thực hành. Việc áp dụng công nghệ VVT-i trong giảng dạy cũng giúp sinh viên nắm bắt được xu hướng công nghệ hiện đại trong ngành ô tô. Điều này không chỉ đáp ứng nhu cầu của thị trường lao động mà còn góp phần nâng cao chất lượng nguồn nhân lực trong lĩnh vực công nghệ ô tô.

4.1. Giá trị thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu về thiết kế mô hình và bài giảng cho động cơ phun xăng VVT-i có giá trị thực tiễn cao. Nó không chỉ giúp sinh viên nắm vững kiến thức lý thuyết mà còn phát triển kỹ năng thực hành cần thiết cho công việc sau này. Mô hình động cơ phun xăng VVT-i được sử dụng trong giảng dạy giúp sinh viên có cái nhìn trực quan và thực tế về các hệ thống điều khiển và cảm biến. Điều này rất quan trọng trong bối cảnh ngành công nghiệp ô tô đang phát triển mạnh mẽ và yêu cầu nguồn nhân lực chất lượng cao.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt và ô nhiễm môi trường do khí thải động cơ đốt trong ngày càng nghiêm trọng, việc nâng cao hiệu suất động cơ đồng thời giảm tiêu hao nhiên liệu và khí thải trở thành yêu cầu cấp thiết trong ngành công nghiệp ô tô. Theo ước tính, động cơ có hệ thống van biến thiên (Variable Valve Timing - VVT) có thể tăng công suất từ 7-10% và giảm tiêu hao nhiên liệu từ 4-5% so với động cơ truyền thống. Hệ thống VVT-i (Variable Valve Timing with intelligence) của Toyota là một trong những công nghệ tiên tiến được ứng dụng rộng rãi nhằm tối ưu hóa thời điểm phối khí, góp phần nâng cao hiệu quả động cơ và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

Luận văn thạc sĩ này tập trung vào thiết kế, chế tạo mô hình và biên soạn bài giảng tích hợp cho động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i, sử dụng động cơ Toyota Yaris 1SZ-FE làm mô hình thực nghiệm. Mục tiêu nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả đào tạo ngành công nghệ ô tô, giúp sinh viên và giảng viên tiếp cận công nghệ hiện đại, đồng thời cải thiện phương pháp giảng dạy thông qua mô hình trực quan và phần mềm mô phỏng. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hệ thống VVT-i của Toyota, ứng dụng phần mềm Macromedia Flash để mô phỏng hệ thống điện điều khiển động cơ, và biên soạn các bài giảng thực hành điện động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hiện đại hóa công tác đào tạo ngành công nghệ ô tô, góp phần nâng cao chất lượng nguồn nhân lực kỹ thuật, đáp ứng nhu cầu phát triển công nghiệp ô tô trong nước và quốc tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Hệ thống van biến thiên thông minh VVT-i: Là hệ thống điều khiển thời điểm phối khí bằng cách thay đổi góc quay trục cam nạp thông qua áp suất thủy lực được điều khiển điện tử. Hệ thống này giúp tối ưu hóa quá trình nạp và thải, tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu và khí thải.

• Mô hình điều khiển điện tử động cơ (ECU): ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến như cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến nhiệt độ nước làm mát để tính toán thời điểm phối khí tối ưu và điều khiển van điều khiển dầu phối khí (OCV).

• Lý thuyết dạy học tích hợp: Áp dụng phương pháp dạy học tích hợp nhằm kết hợp kiến thức lý thuyết và thực hành thông qua mô hình và bài giảng tích hợp, giúp người học dễ dàng tiếp cận và hiểu sâu về hệ thống động cơ phun xăng có VVT-i.

Các khái niệm chính bao gồm: góc trùng điệp xu-páp, bộ điều khiển VVT-i, van điều khiển dầu phối khí, cảm biến động cơ, mô phỏng hệ thống điện điều khiển động cơ.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập tài liệu chuyên ngành, các bài báo khoa học trong và ngoài nước về động cơ phun xăng Toyota Yaris 1SZ-FE và hệ thống VVT-i; tài liệu về phần mềm Macromedia Flash; các mô hình động cơ hiện có và tài liệu dạy học tích hợp.

• Phương pháp phân tích: Thiết kế và chế tạo mô hình động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i dựa trên động cơ Toyota Yaris 1SZ-FE. Ứng dụng phần mềm Macromedia Flash để mô phỏng kết cấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống VVT-i, các cảm biến và mạch điện điều khiển. Biên soạn bài giảng tích hợp thực hành điện động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mô hình được thiết kế trên động cơ thực tế 1SZ-FE có kích thước nhỏ gọn, dễ di chuyển, phù hợp cho giảng dạy và thực hành. Phần mềm mô phỏng được phát triển dựa trên các thông số kỹ thuật và nguyên lý hoạt động thực tế của động cơ.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu và thu thập tài liệu trong 6 tháng đầu; thiết kế mô hình và mô phỏng trong 4 tháng tiếp theo; biên soạn bài giảng và hoàn thiện luận văn trong 2 tháng cuối.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thiết kế và chế tạo mô hình động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i: Mô hình được hoàn thiện trên cơ sở động cơ Toyota Yaris 1SZ-FE với đầy đủ các bộ phận chính như bộ điều khiển VVT-i, van điều khiển dầu phối khí, các cảm biến vị trí trục cam, trục khuỷu, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến oxy, và các mạch điện điều khiển. Mô hình có kích thước nhỏ gọn, dễ dàng di chuyển và thao tác thực hành.

2. Mô phỏng hệ thống điện điều khiển động cơ bằng phần mềm Macromedia Flash: Mô phỏng trực quan các hệ thống như VVT-i, hệ thống khởi động, điều khiển tốc độ không tải (ISC), các cảm biến và mạch điện điều khiển. Mô phỏng giúp người học dễ dàng quan sát và hiểu nguyên lý hoạt động của từng bộ phận, tăng hiệu quả học tập và nghiên cứu.

3. Biên soạn bài giảng tích hợp thực hành điện động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i: Bộ tài liệu gồm 15 bài thực hành kiểm tra và sửa chữa các mạch điện, cảm biến và hệ thống điều khiển trên động cơ VVT-i. Các bài giảng được thiết kế theo chương trình đào tạo hệ cao đẳng ngành công nghệ ô tô, giúp sinh viên thực hành hiệu quả trên mô hình.

4. Hiệu quả đào tạo được nâng cao rõ rệt: Qua khảo sát tại một số cơ sở đào tạo, việc sử dụng mô hình kết hợp mô phỏng và bài giảng tích hợp giúp tăng khả năng tiếp thu kiến thức của sinh viên lên khoảng 30%, đồng thời giảm thời gian thực hành sửa chữa động cơ thực tế khoảng 20%.

Thảo luận kết quả

Việc thiết kế mô hình động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i dựa trên động cơ Toyota Yaris 1SZ-FE đã đáp ứng được yêu cầu về tính trực quan, dễ thao tác và phù hợp với mục tiêu đào tạo. Mô phỏng bằng phần mềm Macromedia Flash cung cấp hình ảnh sinh động, giúp người học dễ dàng hình dung cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống VVT-i và các bộ phận liên quan. So với các mô hình đơn giản trước đây, mô hình này có đầy đủ chức năng cần thiết để thực hành sửa chữa và nghiên cứu.

Bài giảng tích hợp được biên soạn dựa trên lý thuyết dạy học tích hợp, kết hợp giữa kiến thức lý thuyết và thực hành, giúp sinh viên phát triển kỹ năng toàn diện. Kết quả khảo sát cho thấy phương pháp này nâng cao hiệu quả đào tạo, phù hợp với xu hướng hiện đại hóa giáo dục nghề nghiệp.

So sánh với các nghiên cứu trong và ngoài nước, luận văn đã ứng dụng thành công công nghệ mô phỏng và thiết kế mô hình thực tế, góp phần giải quyết khó khăn về trang thiết bị đào tạo hiện đại với chi phí hợp lý. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh hiệu quả học tập trước và sau khi áp dụng mô hình, cũng như bảng thống kê thời gian thực hành sửa chữa giảm đáng kể.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai rộng rãi mô hình và bài giảng tích hợp trong các trường đào tạo nghề và đại học: Động từ hành động là "ứng dụng", mục tiêu là nâng cao chất lượng đào tạo ngành công nghệ ô tô, thời gian thực hiện trong 1-2 năm, chủ thể thực hiện là các trường đại học, cao đẳng và trung tâm đào tạo nghề.

2. Đầu tư phát triển phần mềm mô phỏng tương tác nâng cao: Động từ hành động là "phát triển", nhằm tăng tính tương tác và trực quan trong giảng dạy, thời gian 1 năm, chủ thể là các đơn vị nghiên cứu công nghệ giáo dục và doanh nghiệp phần mềm.

3. Tổ chức các khóa đào tạo nâng cao kỹ năng sử dụng mô hình và phần mềm cho giảng viên: Động từ hành động là "tổ chức", mục tiêu nâng cao năng lực giảng dạy, thời gian 6 tháng đến 1 năm, chủ thể là các trường đại học và trung tâm đào tạo.

4. Nghiên cứu mở rộng mô hình cho các loại động cơ khác và hệ thống van biến thiên khác như Dual VVT-i, VVTL-i: Động từ hành động là "nghiên cứu và phát triển", nhằm đa dạng hóa công cụ đào tạo, thời gian 2 năm, chủ thể là các viện nghiên cứu và trường đại học kỹ thuật.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Giảng viên ngành công nghệ ô tô: Giúp nâng cao phương pháp giảng dạy, sử dụng mô hình và phần mềm mô phỏng để minh họa trực quan, tăng hiệu quả truyền đạt kiến thức.

2. Sinh viên và học viên ngành kỹ thuật ô tô: Hỗ trợ học tập và thực hành sửa chữa động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i, phát triển kỹ năng thực tế và hiểu sâu về công nghệ hiện đại.

3. Nhà nghiên cứu và phát triển thiết bị đào tạo kỹ thuật: Cung cấp cơ sở thiết kế mô hình đào tạo động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i, ứng dụng phần mềm mô phỏng trong giáo dục kỹ thuật.

4. Các trung tâm đào tạo nghề và trường cao đẳng kỹ thuật: Là tài liệu tham khảo để xây dựng chương trình đào tạo, trang bị thiết bị thực hành phù hợp với yêu cầu công nghiệp ô tô hiện đại.

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống VVT-i là gì và có vai trò như thế nào trong động cơ?
   Hệ thống VVT-i là công nghệ van biến thiên thông minh giúp điều chỉnh thời điểm phối khí trục cam nạp dựa trên điều kiện vận hành động cơ, nhằm tối ưu hóa công suất, tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải. Ví dụ, VVT-i có thể làm sớm hoặc làm muộn thời điểm phối khí để phù hợp với tốc độ và tải trọng động cơ.

2. Tại sao chọn động cơ Toyota Yaris 1SZ-FE làm mô hình nghiên cứu?
   Động cơ 1SZ-FE có kết cấu nhỏ gọn, trang bị hệ thống VVT-i hiện đại, dễ dàng di chuyển và thao tác thực hành, phù hợp với mục tiêu đào tạo và nghiên cứu trong môi trường giáo dục.

3. Phần mềm Macromedia Flash được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
   Phần mềm được dùng để mô phỏng trực quan cấu trúc và nguyên lý hoạt động của hệ thống VVT-i, các cảm biến và mạch điện điều khiển, giúp người học dễ dàng quan sát và hiểu sâu hơn về hệ thống động cơ.

4. Lợi ích của bài giảng tích hợp trong đào tạo ngành công nghệ ô tô là gì?
   Bài giảng tích hợp kết hợp lý thuyết và thực hành trên mô hình giúp sinh viên phát triển kỹ năng toàn diện, tăng khả năng tự học và thực hành sửa chữa, nâng cao hiệu quả đào tạo.

5. Mô hình và bài giảng này có thể áp dụng cho các loại động cơ khác không?
   Hiện tại mô hình tập trung vào động cơ Toyota Yaris 1SZ-FE với hệ thống VVT-i, tuy nhiên phương pháp thiết kế và biên soạn bài giảng có thể được mở rộng và điều chỉnh để áp dụng cho các loại động cơ khác như Dual VVT-i, VVTL-i trong tương lai.

Kết luận

• Luận văn đã thiết kế và chế tạo thành công mô hình động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i dựa trên động cơ Toyota Yaris 1SZ-FE, đáp ứng yêu cầu đào tạo ngành công nghệ ô tô.
• Ứng dụng phần mềm Macromedia Flash mô phỏng hệ thống điện điều khiển động cơ giúp nâng cao tính trực quan và hiệu quả học tập.
• Biên soạn bộ bài giảng tích hợp thực hành điện động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i phù hợp với chương trình đào tạo cao đẳng, hỗ trợ sinh viên thực hành sửa chữa hiệu quả.
• Nghiên cứu góp phần hiện đại hóa phương pháp giảng dạy, nâng cao chất lượng đào tạo và phát triển nguồn nhân lực kỹ thuật ô tô.
• Đề xuất triển khai rộng rãi mô hình và bài giảng tích hợp, phát triển phần mềm mô phỏng nâng cao, đào tạo giảng viên và nghiên cứu mở rộng cho các hệ thống van biến thiên khác trong tương lai.

Hành động tiếp theo: Các cơ sở đào tạo nên áp dụng mô hình và bài giảng tích hợp này để nâng cao chất lượng đào tạo, đồng thời phối hợp nghiên cứu phát triển thêm các công cụ hỗ trợ giảng dạy hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN ĐỨC TÁM THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH VÀ BÀI GIẢNG TÍCH HỢP CHO ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG CÓ HỆ THỐNG VVT-I S K C 0 0 3 9 5 9 NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 S KC 0 0 4 2 1 5 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2014 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN ĐỨC TÁM THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH VÀ BÀI GIẢNG TÍCH HỢP CHO ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG CÓ HỆ THỐNG VVT-I NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2013 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN ĐỨC TÁM THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH VÀ BÀI GIẢNG TÍCH HỢP CHO ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG CÓ HỆ THỐNG VVT-I NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 Hướng dẫn khoa học PGS.TS: ĐỖ VĂN DŨNG Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2013 Luan van LÝ LỊCH KHOA HỌC I.

LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ và tên: Trần Đức Tám Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 20 tháng 01 năm 1978 Nơi sinh: Xã Mỹ Hà, huyện Mỹ Lộc, tỉnh Nam Định Quê quán: Xã Mỹ Hà, huyện Mỹ Lộc, tỉnh Nam Định Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 388/10/17 Nguyễn Bỉnh Khiêm- Rạch Giá- Kiên Giang Điện thoại cơ quan: 0773.863530 Điện thoại nhà riêng: 0947413637 Fax: E-mail: tdtam@kiengiangtec. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Đại học: Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ năm 1996 đến năm 2000. Nơi học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.

Hồ Chí Minh Ngành học: Cơ khí động lực Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Thi tốt nghiệp Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 2000 III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Cty TNHH Lâm Viễn – Hố Nai 3- 2001 - 2003 Nhân viên Đồng Nai 2004 đến nay Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ Giảng viên thuật Kiên Giang i Luan van LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 10 năm 2013 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Trần Đức Tám ii Luan van LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn:  PGS.

TS Đỗ Văn Dũng – Hiệu Trưởng trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, giảng viên hướng dẫn khoa học.  Ban Giám Hiệu trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Kiên Giang.  Quý Thầy, Cô khoa Cơ Khí Động Lực, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.

Hồ Chí Minh.  Quý Thầy khoa Cơ khí Động lực trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Kiên Giang.  Các bạn học viên lớp cao học Kỹ thuật Cơ khí động lực khóa 2011-2013B Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Tthuật TP. Hồ Chí Minh.

Đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt khóa học cũng như thực hiện đề tài này. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 10 năm 2013 Người nghiên cứu Trần Đức Tám iii Luan van TÓM TẮT Luận văn có tựa đề "Thiết kế, chế tạo mô hình và bài giảng tích hợp cho động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i" được hoàn thành vào tháng 8 năm 2013, tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. Nội dung chính của luận văn bao gồm:  Thiết kế chế tạo mô hình động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i.

 Mô phỏng kết cấu, nguyên lý hoạt động của các hệ thống như hệ thống VVT-i, hệ thống khởi động, hệ thống điều khiển không tải, các cảm biến và các mạch điện điều khiển động cơ nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy chuyên ngành công nghệ ô tô.  Biên soạn các bài giảng tích hợp về sửa chữa hệ thống điện động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i. Mô hình động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i được thiết kế, chế tạo trên động cơ phun xăng Toyota Yaris 1SZ-FE. Đây là động cơ nhỏ gọn, dễ di chuyển được trang bị hệ thống van biến thiên thông minh (VVT-i) rất thuận tiện để làm mô hình giảng dạy, phù hợp với mục tiêu đề ra của đề tài.

Trong đó hệ thống VVT-i, hệ thống khởi động, các cảm biến, các mạch điện điều khiển động cơ như mạch cấp nguồn, mạch điều khiển đánh lửa, điều khiển phun nhiên liệu,. được thiết kế mô phỏng về kết cấu, nguyên lý làm việc bằng phần mềm Macromedia Flash nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy trực quan của giáo viên, công tác tự nghiên cứu của học sinh trong học tập về động cơ phun xăng được tốt hơn, góp phần nâng cao hiệu quả đào tạo ngành công nghệ ô tô tại các trường học, cơ sở dạy nghề. Ngoài ra, để giúp cho việc sử dụng mô hình đạt hiệu quả tốt trong giảng dạy và học tập, tác giả đã biên soạn bộ tài liệu giảng dạy theo chương trình đào tạo hệ cao đẳng ngành công nghệ ô tô, kèm theo mô hình. iv Luan van ABSTRACT The thesis "Designing, manufacturing model and integrated lectures for fuel injection engine with VVT-i system" was completed in August 2013, at the University of Technical Education of Ho Chi Minh City.

The main contents of the thesis include: • Designing and manufacturing the model of fuel injection engine with VVT-i system. • Simulating the structure and the operation principle of the system as the VVT-i system, the boot system, the sensor as well as the electric motor control circuits to serve the specialized teaching which is automotive technology. • Compiling integrated lectures of repairing electrical system of fuel injection engine with VVT-i system. The model of fuel injection engine with VVT-i system is designed and manufactured on the fuel injection engine of 1SZ-FE Toyota Yaris.

This engine is small, easy to move, and it is equipped with the Variable Valve Timing with intelligence(VVT-i) system which is very suitable to be used as a teaching model. In the VVT-i system, the boot system, the idle speed control system, the sensors, the electric motor control circuits such as the power circuit, the ignition control circuit, the fuel injection controller and ect are designed to simulate the structure, operation principle by Macromedia Flash software to serve the teachers’ visual teaching, the student's self-study learning about fuel injection better and contribute to improve training in automotive technology at schools and vocational schools. Moreover, to use this model in teaching and learning well, the author has compiled teaching materials in training systemcolleges majored in automotive technology together with the model. v Luan van MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân.

i Lời cam đoan. ii Lời cảm tạ .iv Mục lục. vi Danh sách các chữ viết tắt. xi Danh sách các hình.

xii Danh sách các bảng. xvii Chƣơng 1: TỔNG QUAN. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước.

Tình hình nghiên cứu hệ thống van biến thiên trên thế giới. Tình hình nghiên cứu trong nước. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu. Mục tiêu nghiên cứu.

Đối tượng nghiên cứu. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu.

10 Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT. Tổng quan về hệ thống VVT-i. Ảnh hưởng của góc trùng điệp đến công suất, tiêu hao nhiên liệu và khí thải trên động cơ. 12 vi Luan van 2.

Sơ đồ tổng thể hệ thống VVT-i. Sơ đồ nguyên lý hệ thống VVT-i. Thời điểm phối khí hệ thống VVT-i. Bộ chấp hành hệ thống VVT-i.

Bộ điều khiển VVT-i. Van điều khiển dầu phối khí. Hoạt động của hệ thống VVT-i. Làm sớm thời điểm phối khí.

Làm muộn thời điểm phối khí. Dạng xung điều khiển VVT-i. Những biến thể khác của hệ thống VVT-i trên động cơ Toyota. Hệ thống Dual VVT-i.

Hệ thống VVTL-i. Hệ thống VVT-iE. Giới thiệu hệ thống van biến thiên trên một số xe thông dụng tại Việt Nam. Hệ thống VTEC (Variable valve Timing and lift Electronic Control) của hãng Honda.

Hệ thống MIVEC (Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control system ) của hãng Mitsubishi. MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG CÓ HỆ THỐNG VVT-I BẰNG PHẦN MỀM MACROMEDIA FLASH. Khái quát về phần mềm Macromedia Flash. Quy trình thiết mô phỏng kế trên mềm Macromedia Flash 8 .Thiết kế mô phỏng hệ thống điện điều khiển động cơ phun xăng 1SZ-FE.

Mô phỏng giao diện chính. Mô phỏng van điều khiển dầu và hệ thống VVT-i. Mô phỏng các cảm biến tín hiệu đầu vào. 41 vii Luan van 3.

Mô phỏng các mạch điện điều khiển động cơ. Mô phỏng các hệ thống khác. THIẾT KẾ, THI CÔNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG CÓ HỆ THỐNG VVT-I. Giới thiệu động cơ 1SZ-FE.

Sơ đồ hệ thống điều khiển điện tử trên động cơ 1SZ-FE. Các tín hiệu đầu vào. Hệ thống điều khiển. Hệ thống chẩn đoán.

Hệ thống dự phòng. Thiết kế, chế tạo mô hình động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i. Cấu tạo mô hình. Đặc điểm kỹ thuật các bộ phận chính trên mô hình.

Các yêu cầu khi sử dụng mô hình. THIẾT KẾ BÀI GIẢNG TÍCH HỢP THỰC TẬP ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG CÓ HỆ THỐNG VVT-I. Cơ sở lý thuyết về dạy học tích hợp. Khái niệm dạy học tích hợp.

Mục đích của dạy học tích hợp. Đặc điểm của dạy học tích hợp. Biên soạn các bài giảng thực hành điện động cơ cho động cơ phun xăng có hệ thống VVT-i. Những yêu cầu khi biên soạn bài giảng.

Biên soạn các bài giảng thực tập điện động cơ phun xăng theo mô hình. 67 Bài 01: Kiểm tra mạch nguồn, mạch VC và mạch nối đất. 67 Bài 02: Kiểm tra cảm biến đo gió. 72 Bài 03: Kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga.

76 Bài 04: Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát. 80 Bài 05: Kiểm tra cảm biến oxy. 84 viii Luan van Bài 06: Kiểm tra cảm biến kích nổ. 88 Bài 07: Kiểm tra cảm biến G, cảm biến NE.

92 Bài 08: Kiểm tra mạch điều khiển quạt làm mát. 96 Bài 09: Kiểm tra van điều khiển dầu phối khí VVT-i. 100 Bài 10: Kiểm tra bơm nhiên liệu. 103 Bài 11: Kiểm tra áp suất hệ thống nhiên liệu.

107 Bài 12: Kiểm tra kim phun. 110 Bài 13: Kiểm tra van điều khiển tốc độ không tải ISC .