KHẢO sát, CHẾ tạo mô HÌNH mô PHỎNG CHẨN đoán hư HỎNG hệ THỐNG PHUN XĂNG ĐÁNH lửa ĐỘNG cơ 2AZ FE lắp TRÊN XE TOYOTA CAMRY (2002)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (19.12 MB, 142 trang )
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ ĐỘNG LỰC
---------------o0o---------------
KHẢO SÁT, CHẾ TẠO MƠ HÌNH MƠ PHỎNG
CHẨN ĐỐN HƯ HỎNG HỆ THỐNG PHUN
XĂNG - ĐÁNH LỬA ĐỘNG CƠ 2AZ-FE LẮP
TRÊN XE TOYOTA CAMRY (2002)
GVHD
:
NHÓM SVTH
:
TRỊNH CÔNG VIÊN
17001115
:
NGUYỄN THANH TRIỀU
17001165
:
LÊ ANH TÚ
17001285
:
TỪ ANH TUẤN
17000555
:
TRẦN HỮU TRÍ
17000595
:
KSOR TLƠNH
17001385
KHOA
:
CƠNG NGHỆ ĐỘNG LỰC
CHUN NGÀNH
:
CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ơ TÔ
NGÀY NHẬN ĐỀ TÀI :
27/02/2021
NGÀY BẢO VỆ
30/06/2021
:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giáo viên hướng dẫn)
Tên đề tài: KHẢO SÁT, CHẾ TẠO MƠ HÌNH MƠ PHỎNG CHẨN ĐỐN HƯ
HỎNG HỆ THỐNG PHUN XĂNG - ĐÁNH LỬA ĐỘNG CƠ 2AZ-FE LẮP
TRÊN XE TOYOTA CAMRY (2002)
Sinh viên thực hiện:
Trịnh Công Viên
MSSV: 17001115
Nguyễn Thanh Triều
MSSV: 17001165
Lê Anh Tú
MSSV: 17001285
Từ Anh Tuấn
MSSV: 17000555
Trần Hữu Trí
MSSV: 17000595
Ksor Tlơnh
MSSV: 17001385
Giáo viên hướng dẫn: ThS. NGUYỄN THANH HẢI
Cơ quan công tác: Trường Đại học Công Nghiệp Tp.HCM
PHẦN NHẬN XÉT
1. Tinh thần và thái độ thực hiện đồ án/báo cáo của sinh viên:
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
2. Kết quả thực hiện đồ án/báo cáo:
2.1. Ưu điểm:
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
2.2. Nhược điểm:
...............................................................................................................
...............................................................................................................
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
...............................................................................................................
2.3.
Điểm mới:
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
2.4.
Tồn tại nếu có:
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
KẾT LUẬN:
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
Tp Quảng Ngãi, ngày 30, tháng 06, năm 2021
Giáo viên hướng dẫn
ThS.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giáo viên phản biện)
Tên đề tài: KHẢO SÁT, CHẾ TẠO MƠ HÌNH MƠ PHỎNG CHẨN ĐỐN HƯ
HỎNG HỆ THỐNG PHUN XĂNG - ĐÁNH LỬA ĐỘNG CƠ 2AZ-FE LẮP
TRÊN XE TOYOTA CAMRY (2002)
Sinh viên thực hiện:
Trịnh Công Viên
MSSV: 17001115
Nguyễn Thanh Triều
MSSV: 17001165
Lê Anh Tú
MSSV: 17001285
Từ Anh Tuấn
MSSV: 17000555
Trần Hữu Trí
MSSV: 17000595
Ksor Tlơnh
MSSV: 17001385
Giáo viên hướng dẫn: ThS. NGUYỄN THANH HẢI
Cơ quan công tác: Trường Đại học Công Nghiệp Tp.HCM
PHẦN NHẬN XÉT
1. Tinh thần và thái độ thực hiện đồ án/báo cáo của sinh viên:
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
2. Kết quả thực hiện đồ án/báo cáo:
2.1. Ưu điểm:
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
2.2. Nhược điểm:
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
2.3.
Điểm mới:
...............................................................................................................
...............................................................................................................
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
...............................................................................................................
2.4.
Tồn tại nếu có:
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
KẾT LUẬN:
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
Tp Quảng Ngãi, ngày 30 , tháng 6, năm 2021
Giáo viên phản biện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
LỜI CAM KẾT
Tôi, Trịnh Công Viên, thay mặt nhóm tơi xin cam đoan rằng những cơng việc
trình bày trong đồ án tốt nghiệp này mang tên " KHẢO SÁT, CHẾ TẠO MƠ HÌNH
MƠ PHỎNG CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG HỆ THỐNG PHUN XĂNG - ĐÁNH LỬA
ĐỘNG CƠ 2AZ-FE LẮP TRÊN XE TOYOTA CAMRY (2002) " là tác phẩm gốc
của tơi và đã khơng được trình bày ở bất kỳ nơi nào khác cho bất kỳ cấp bậc học.
Trong trường hợp các tài liệu tham khảo được trích dẫn từ sách, báo được cơng bố,
báo cáo và các trang web, nó là hồn tồn cơng nhận phù hợp với các thông lệ tham
khảo tiêu chuẩn của ngành.
TP Quảng Ngãi, ngày 30, tháng 06, năm 2021
Sinh viên đại diện ký tên
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
LỜI CẢM ƠN
Sau hơn 4 tháng làm đồ án tốt nghiệp, với sự nỗ lực tìm hiểu và nghiên cứu,
cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy, cơ đặc biệt là thầy hướng dẫn Th.S
Nguyễn Thanh Hải, đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp được giao,
đề tài đã giúp em tìm hiểu sâu hơn về giả lập tín hiệu điều khiển hệ thống phun xăng
điện tử sử dụng trên động cơ đốt trong.
Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu, do thời gian, khả năng hiểu biết và tài
liệu cịn hạn chế nên trong q trình nghiên cứu, tìm hiều khơng tránh khỏi những
thiếu sót, em rất mong được sự lượng thứ và đóng góp ý kiến bổ sung của các thầy
cố giáo để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG
NGHIỆP HỒ CHÍ MINH đã tạo mọi điều kiện cho chúng em thực hiện đồ án tốt
nghiệp đầy bổ ích này cùng với sự nhiệt tình chỉ bảo giúp đỡ của các thầy, cơ trong
khoa CÔNG NGHỆ PHÂN HIỆU QUẢNG NGÃI đặc biệt là thầy NGUYỄN
THANH HẢI để nhóm em hồn thành đề tài một cách tốt đẹp.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Tên đề tài: KHẢO SÁT, CHẾ TẠO MƠ HÌNH MƠ PHỎNG CHẨN ĐOÁN HƯ
HỎNG HỆ THỐNG PHUN XĂNG - ĐÁNH LỬA ĐỘNG CƠ 2AZ-FE LẮP TRÊN
XE TOYOTA CAMRY (2002).
Nội dung thực hiện:
Mô hình được thiết kế dưới dạng hình hộp chữ nhật với vật liệu sắt và mica. Với
vật liệu sắt tạo nên hình hộp chữ nhật và mica làm mặt trên là nơi bố trí các chi tiết
chấp hành và hoạt động của mơ hình chẩn đốn và mặt mica có thể mở ra để sửa
chữa bên trong. Kích thước chính xác của mơ hình 64x84x15 (cm) với kích thước
nhỏ gọn dễ dàng di chuyển phục vụ cho việc giảng dạy và học tập.
Khu vực bố trí các cơ cấu chấp hành các chi tiết bao gồm trên mặt mica và trong
hộp. Các chi tiết được bố trí trên mặt mica bao gồm: cơng tắc máy, cảm biến số
vịng quay trục khuỷu, cảm biến số vòng quay trục cam, đèn check engine, đèn
nguồn, giắc chẩn đoán OBD II, relay bơm, relay khởi động, 2 bobine đơn, 2 bugi, 4
led hiển thị kim phun, mạch Arduino, màn hình hiển thị LCD, các biến trở điều
khiển và các giắc cái để thực hành việc đo đạc. Khu vực bên trong hộp bao gồm các
chi tiết như hộp ECU, motor, hộp điều tốc motor, các mạch điều khiển, đường dây
điện.
Trên mơ hình bộ phận chấp hành như kim phun sẽ được hiển thị bằng đèn led.
Để chẩn đoán được như trên động cơ cần các tín hiệu G và Ne, ngồi ra cịn cần các
tín hiệu cảm biến đầu vào ECU để xử lý và hiển thị hoạt động. Để hộp có khả năng
đánh lửa ta chỉ cần có các tín hiệu Ne, G và tín hiệu từ các cảm biến khác để đưa
vào hộp hoạt động thì nhóm đã đưa ra ý tưởng sử dụng tín hiệu giả lập để bỏ qua
các chi tiết như giả lập thời gian nhấc kim phun và giả lập hiển thị tốc độ động cơ để
giảm chi phí và làm gọn mơ hình nhưng vẫn cho ra tín hiệu chính xác. Cách giả lập
các tín hiệu trên mơ hình thơng qua mạch điện tử Arduino cụ thể là sử dụng vi mạch
Arduino Uno R3 để tạo tín hiệu. Đối với các cảm biến nhiệt độ động cơ, cảm biến
nhiệt độ khí nạp sẽ sử dụng biến trở để tạo tín hiệu đưa đến ECU, cịn đối với cảm
biến lưu lương khí nạp và cảm biến vị trí bướm ga sử dụng mạch thay đổi điện áp để
tạo tín hiệu. Đối với hệ thống hộp Pan đánh lỗi để chẩn đoán gồm 16 pan nằm trong
hộp pan tay với các lỗi cơ bản được bố trí bên trong khung mơ hình.
Thời gian cần thiết để hồn thành được mơ hình như trên nhóm đã thực hiện
trong vịng gần 3 tháng với chi phí đưa ra khoảng 12 triệu đồng trong việc mua tất
cả các linh kiện để hoàn thành được đề tài.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
Như vậy mơ hình được thiết kế để đáp ứng nhu cầu học tập và giảng dạy trong
lĩnh vực chẩn đoán động cơ với giắc OBD II, quan sát mô phỏng hoạt động của bugi
và kim phun bên trong động cơ, đo đạc và sửa chữa lỗi động cơ với các lỗi cơ bản
và nâng cao.
Để thực hiện đề tài, nhóm chúng em đã nghiên cứu cấu trúc và ưu nhược điểm
của các mơ hình, khung mơ hình, sơ đồ bố trí hệ thống phun xăng – đánh lửa cũng
như các chân giắc trên hộp ECU đã có để tham khảo và cải tiến cho phù hợp với đề
tài của chúng em. Bên cạnh đó nhóm em cịn tích hợp thêm một bàn để laptop di
động ngay trên khung có thể gập lại khi khơng sử dụng giúp sinh viên có thể dể
dàng sử dụng khi cần chẩn đốn mơ hình giúp mơi trường làm việc gọn gàng,
chuyên nghiệp hơn.
Kết thúc sau gần 3 tháng từ lúc lên kế hoạch và thực hiện, nhóm đã hoàn thành
xong đề tài đã chọn với những nội dung sau:
-
Chọn hộp ECU, mua phụ tùng phù hợp với dòng xe đã chọn.
Thiết kế và làm khung cho mơ hình.
Thiết kế sơ đồ và lắp đặt các bộ phận hệ thống phung xăng – đánh lửa lên
khung mơ hình.
Thử nghiệm hoạt động của mơ hình kết hợp với máy chẩn đoán OBDII.
Thiết kế các bài tập thực hành và hướng dẫn sử dụng cho mơ hình.
Thành quả cuối cùng là một mơ hình mang tính đột phá và sáng tạo phục vụ cho
công tác giảng dạy và học tập sát với thực tế nhất đã được hoàn thiện với giá thành
phải chăng. Tuy nhiên, đây là mơ hình hồn tồn 100% do nhóm chúng em – cịn là
những sinh viên – tự tay làm nên sẽ có nhiều sai sót nên mong thầy NGUYỄN
THANH HẢI (giảng viên hướng dẫn) cùng các thầy cơ trong khoa CƠNG NGHỆ
ĐỘNG LỰC đánh giá triệt để và đóng góp thêm ý kiến để giúp cho nhóm chúng em
hồn thành một cách tốt đẹp và hoàn thiện hơn.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
MỤC LỤC
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (GVHD).....................................I
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (GVPB)...................................III
LỜI CAM KẾT..................................................................................................V
LỜI CẢM ƠN...................................................................................................VI
TÓM TẮT ĐỒ ÁN..........................................................................................VII
MỤC LỤC........................................................................................................IX
DANH SÁCH HÌNH VẼ...............................................................................XIV
DANH SÁCH BẢNG BIỂU..........................................................................XIX
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI.........................................................1
1.1. Giới thiệu về đề tài....................................................................................1
1.2. Mục đích của đề tài....................................................................................1
1.3. Ý nghĩa của đề tài......................................................................................2
1.4. Nội dung của đề tài....................................................................................2
1.5. Phương pháp nghiên cứu...........................................................................2
1.6. Kết quả đạt được........................................................................................3
1.7. Thời gian, chí phí, kết quả thực hiện.........................................................3
1.8. Một số đề tài liên quan..............................................................................5
1.8.1. Đề tài “Thiết kế chế tạo hộp mơ hình giả lập chẩn đốn động cơ
MAZDA 323 – 2001 (ZM ISREAL)”................................................................5
1.8.2. Đề tài “Thiết kế chế tạo mô hình điều khiển phun xăng đánh lửa có
giắc chẩn đốn OBDII trên xe Toyota Camry 2005”.........................................6
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT..................................................................8
2.1. Hệ thống đánh lửa trên động cơ TOYOTA CAMRY 2AZ-FE...................8
2.2. Hệ thống cung cấp nhiên liệu...................................................................11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
2.3. Hệ thống phun xăng điện tử trên động cơ 2AZ-FE..................................11
2.4. Nguyên lí làm việc của hệ thống phun xăng điện tử................................12
2.5. Các cảm biến và tín hiệu đầu vào............................................................14
2.5.1. Cảm biến vị trí trục cam (bộ tạo tín hiệu G)......................................14
2.5.2. Cảm biến vị trí trục khuỷu (bộ tạo tín hiệu NE)................................16
2.5.3. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (tín hiệu THW).............................18
2.5.4. Cảm biến lưu lượng khí nạp (tín hiệu VG)........................................19
2.5.5. Cảm biến oxy (tín hiệu OX)..............................................................20
2.5.6. Cảm biến vị trí bướm ga (tín hiệu VTA)...........................................22
2.6. Bộ điều khiển trung tâm ECU (Electronic Control Unit).........................23
2.6.1. Tổng quan.........................................................................................23
2.6.2. Cấu tạo..............................................................................................24
2.6.3. Nguyên lý hoạt động của hộp ECU...................................................25
2.6.4. Cách thức giao tiếp của ECU............................................................25
2.6.5. Hộp ECU động cơ 2AZ-FE...............................................................27
2.7. Các cơ cấu chấp hành..............................................................................28
2.7.1. Vòi phun nhiên liệu...........................................................................28
2.7.2. Cụm chi tiết của hệ thống đánh lửa...................................................30
2.7.3. IC đánh lửa........................................................................................30
2.8. Chức năng điều khiển phun của ECU......................................................33
2.8.1. Chức năng điều khiển thời điểm phun...............................................33
2.8.2. Điều khiển lượng phun (khoảng thời gian phun)...............................33
2.8.3. Điều khiển phun khi khởi động.........................................................33
2.8.4. Điều khiển sau khi khởi động............................................................34
2.9. Chức năng điều khiển thời điểm đánh lửa của ECU................................44
2.9.1. Khái quát về việc điều khiển thời gian đánh lửa................................44
2.9.2. Điều khiển đánh lửa khi khởi động...................................................45
2.9.3. Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động.............................................46
2.9.4. Điều khiển khi tín hiệu IDL bật ON..................................................46
2.9.5. Điều khiển khi tín hiệu IDL bị ngắt OFF...........................................47
2.10. Điều khiển góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh...............................................47
2.10.1. Hiệu chỉnh để hâm nóng..................................................................47
2.10.2. Hiệu chỉnh khi quá nhiệt độ.............................................................48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
2.10.3. Hiệu chỉnh để tốc độ chạy khơng tải ổn định..................................48
2.10.4. Hiệu chỉnh kích nổ..........................................................................49
2.11. Cơ sở lý thuyết Arduino và các module điều khiển................................50
2.11.1. Giới thiệu Arduino Mega 2560........................................................50
2.11.2. Các module ứng dụng vào mơ hình.................................................56
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MƠ HÌNH PHUN XĂNG, ĐÁNH
LỬA........................................................................................................................60
3.1. Thiết kế - chế tạo khung mô hình............................................................60
3.1.1. u cầu mơ hình...............................................................................60
3.1.2. Phương án thiết kế mơ hình...............................................................60
3.1.3. Thiết kế khung mơ hình.....................................................................60
3.1.4. Thiết kế, gá đặt chi tiết lên mơ hình..................................................61
3.2. Giả lập tín hiệu đầu vào...........................................................................63
3.2.1. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát, khơng khí nạp..............................63
3.2.2. Giả lập tín hiệu cảm biến lưu lượng khí nạp......................................63
3.2.3. Giả lập cảm biến vị trí bướm ga và bàn đạp ga.................................65
3.2.4. Hiển thị thời gian nhấc kim phun......................................................66
3.2.5. Đánh Pan bằng Bluetooth..................................................................72
CHƯƠNG 4: VẬN HÀNH VÀ ĐÁNH GIÁ...................................................79
4.1. Quy trình vận hành..................................................................................79
4.1.1. Khởi động mơ hình...........................................................................79
4.1.2. Đo kiểm, đọc dữ liệu.........................................................................79
4.2. Đọc lỗi, đánh pan.....................................................................................79
4.2.1. Đánh pan bằng điện thoại..................................................................79
4.2.2. Đánh pan bằng công tắc....................................................................87
4.3. Đánh giá..................................................................................................90
4.3.1. Tiến hành kiểm tra lỗi mơ hình bằng phần mềm Techstream............91
4.3.2. Kiểm tra độ chính xác thời gian nhấc kim.........................................92
CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC HÀNH.....................................93
5.1. Bài tập 1: Pan tín hiệu Ne+.......................................................................93
5.1.1. Cơ sở lý thuyết..................................................................................93
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
5.1.2. Phương pháp thực hiện......................................................................93
5.2. Bài tập 2: Pan tín hiệu VG.......................................................................95
5.2.1. Cơ sở lý thuyết..................................................................................95
5.2.2. Phương pháp thực hiện......................................................................96
5.3. Bài tập 3: Pan tín hiệu THW....................................................................97
5.3.1. Cơ sở lý thuyết..................................................................................97
5.3.2. Phương pháp thực hiện......................................................................97
5.4. Bài tập 4: Pan tín hiệu THA.....................................................................99
5.4.1. Cơ sở lý thuyết..................................................................................99
5.4.2. Phương pháp thực hiện......................................................................99
5.5. Bài tập 5: Pan tín hiệu SIL.....................................................................101
5.5.1. Cơ sở lý thuyết................................................................................101
5.5.2. Phương pháp thực hiện....................................................................101
5.6. Bài tập 6: Pan tín hiệu VTA...................................................................103
5.6.1. Cơ sở lý thuyết................................................................................103
5.6.2. Phương pháp thực hiện....................................................................103
5.7. Bài tập 7: Pan tín hiệu VPA...................................................................104
5.7.1. Cơ sở lý thuyết................................................................................104
5.7.2. Phương pháp thực hiện....................................................................105
5.8. Bài tập 8: Pan +B....................................................................................106
5.8.1. Cơ sở lý thuyết................................................................................106
5.8.2. Phương pháp thực hiện....................................................................106
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI...............108
6.1. Kết luận.................................................................................................108
6.2. Hướng phát triển đề tài..........................................................................109
PHỤ LỤC........................................................................................................110
Phụ lục 1: Sơ đồ mạch điện hộp ECU 2AZ-FE [2].......................................110
Phụ lục 2: Thông tin các cực, chân của ECU................................................117
Phụ lục 3: Sơ đồ chân giắc hộp ECU............................................................121
Phụ lục 4: Sơ đồ kết nối Arduino với các module.........................................122
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
Phụ lục 5: Bảng mã lỗi các cảm biến trên phần mềm Techstream................123
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................124
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
DANH SÁCH H
Hình 1.1 – Đề tài “Thiết kế chế tạo hộp mơ hình giả lập chẩn đốn động cơ
MAZDA 323 – 2001 (ZM ISREAL)”..........................................................................5
Hình 1.2 – Màn hình LCD hiển thị giá trị điện áp.....................................................6
Hình 1.3 – Đề tài “Thiết kế chế tạo mơ hình điều khiển phun xăng đánh lửa có giắc
chẩn đốn OBDII trên xe Toyota Camry 2005”.........................................................6
Hình 1.4 – Biến trở thay đổi giá trị điện áp của các cảm biến...................................7
Hình 1.5 – Mạch điện tử đánh pan bằng Bluetooth...................................................7
YHình 2.1 - Các chi tiết và vị trí của các cảm biến trên động cơ trong hệ thống đánh lửa
2az-fe......................................................................................................................... 8
Hình 2.2 - Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE.............9
Hình 2.3 - Sơ đồ hệ thống đánh lửa.........................................................................10
Hình 2.4 - Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE......................11
Hình 2.5 - Sơ đồ nguyên lý hệ thống phun xăng điện tử..........................................12
Hình 2.6 - Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ 2AZ-FE.............................13
Hình 2.7 - Sơ đồ thu hồi hơi xăng trên động cơ 2AZ-FE.........................................14
Hình 2.8 - Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển lập trình cho động cơ...............14
Hình 2.9 - Vị trí và tín hiệu xung điện của cảm biến vị trí trục cam........................15
Hình 2.10 - Cấu tạo của cảm biến vị trí trục cam....................................................15
Hình 2.11 - Sơ đồ mạch điện của cảm biến vị trí trục cam......................................16
Hình 2.12 - Cấu tạo và tín hiệu xung của cảm biến vị trí trục khuỷu......................16
Hình 2.13 - Cấu tạo của cảm biến vị trí trục khuỷu.................................................17
Hình 2.14 - Sơ đồ mạch điện của cảm biến vị trí trục khuỷu...................................17
Hình 2.15 - Vị trí và cấu tạo của cảm biến nhiệt độ nước làm mát.........................18
Hình 2.16 - Sơ đồ mạch điện của cảm biến nhiệt độ nước làm mát.........................19
Hình 2.17 - Vị trí và cấu tạo của cảm biến lưu lượng khí nạp.................................19
Hình 2.18 - Sơ đồ mạch điện của cảm biến lưu lượng khí nạp................................20
Hình 2.19 - Vị trí và cấu tạo của cảm biến Oxy.......................................................21
Hình 2.20 - Sơ đồ mạch điện của cảm biến Oxy......................................................22
Hình 2.21 - Cấu tạo của cảm biến vị trí bướm ga...................................................22
Hình 2.22 - Sơ đồ mạch điện của cảm biến vị trí bướm ga......................................23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
Hình 2.23 - Sơ đồ bộ đếm tín hiệu của ECU...........................................................25
Hình 2.24 - Sơ đồ hoạt động bộ nhớ trung gian của ECU.......................................26
Hình 2.25 - Sơ đồ hoạt động bộ khuếch đại của ECU.............................................26
Hình 2.26 - Sơ đồ hoạt động giao tiếp ngõ ra của ECU..........................................27
Hình 2.27 - Hộp ECU động cơ 2AZ-FE...................................................................27
Hình 2.28 - Vi mạch hộp ECU Toyota 2AZ-FE........................................................28
Hình 2.29 - Kết cấu vịi phun nhiên liệu..................................................................29
Hình 2.30 - Sơ đồ mạch điện điều khiển vịi phun động cơ 2AZ-FE........................30
Hình 2.31 - Cấu tạo bộ đánh lửa (có IC và bơbin đánh lửa)...................................30
Hình 2.32 - Mạch điều khiển của IC đánh lửa........................................................31
Hình 2.33 - Cấu tạo của bugi đánh lửa...................................................................32
Hình 2.34 - Tính tốn thời gian phun khi khởi động................................................34
Hình 2.35 - Sơ đồ tính tốn thời gian phun sau khi khởi động................................35
Hình 2.36 - Sự thay đổi lượng phun trong và ngay sau khi khởi động.....................36
Hình 2.37 - Hiệu chỉnh phun khi tăng tốc................................................................38
Hình 2.38 - Hiệu chỉnh hồi tiếp tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu....................................39
Hình 2.39 - Hiệu chỉnh điều khiển khí xả CO..........................................................40
Hình 2.40 - Giới hạn tốc độ quay lớn nhất của động cơ..........................................41
Hình 2.41 - Giới hạn tốc độ cắt nhiên liệu và phun trở lại theo nhiệt độ nước làm
mát........................................................................................................................... 42
Hình 2.42 - Hiệu chỉnh thời gian mở kim phun theo điện áp ắc quy........................43
Hình 2.43 - Sự điều khiển của ESA..........................................................................44
Hình 2.44 - Điều khiển thời điểm đánh lửa.............................................................44
Hình 2.45 - Xác định thời điểm đánh lửa................................................................45
Hình 2.46 - Điều khiển đánh lửa khi khởi động.......................................................45
Hình 2.47 - Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động................................................46
Hình 2.48 - Góc đánh lửa sớm cơ bản.....................................................................46
Hình 2.49 - Hiệu chỉnh để hâm nóng.......................................................................47
Hình 2.50 - Hiệu chỉnh khi quá nhiệt độ..................................................................48
Hình 2.51 - Hiệu chỉnh tốc độ chạy khơng tải ổn định............................................48
Hình 2.52 - Hiệu chỉnh kích nổ................................................................................49
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
Hình 2.53 - Hình ảnh mạch Arduino Mega 2560.....................................................50
Hình 2.54 - Thành phần cấu tạo bên trong mạch Arduino Mega 2560....................51
Hình 2.55 - Cấu tạo các chân của mạch Arduino Mega 2560.................................53
Hình 2.56 - Giao diện phần mềm IDE.....................................................................55
Hình 2.57 - Hình ảnh Module I2C...........................................................................56
Hình 2.58 - Hình ảnh Module HC-06......................................................................57
Hình 2.59 - Hình ảnh Module Relay 8 kênh............................................................58
Hình 2.60 - Hình ảnh màn hình LCD 20x4..............................................................59
YHình 3.1 - Hệ thống khung mơ hình và giá đỡ......................................................61
Hình 3.2 - Bố trí các hệ thống trên mơ hình thiết kế................................................62
Hình 3.3 - Hình ảnh mơ hình thực tế của nhóm.......................................................62
Hình 3.4 - Hình ảnh biến trở....................................................................................63
Hình 3.5 - Sơ đồ mạch điện cảm biến lưu lượng khí nạp.........................................64
Hình 3.6 - Mạch giả lập cảm biến lưu lượng khí nạp..............................................64
Hình 3.7 - Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga và bàn đạp ga.......................65
Hình 3.8 - Mạch giả lập cảm biến vị trí bướm ga và bàn đạp ga.............................66
Hình 3.9 - Mạch tín hiệu thời gian nhấc kim phun...................................................67
Hình 3.10 - Mạch tín hiệu thời gian nhấc kim phun (thực tế)..................................68
Hình 3.11 - Nạp chương trình hiển thị thời gian nhấc kim phun..............................68
Hình 3.12 - Hiển thị thời gian nhấc kim lên LCD....................................................69
Hình 3.13 - Chương trình hiển thị điện áp lên LCD................................................70
Hình 3.14 - Chương trình hiển thị điện áp lên LCD................................................71
Hình 3.15 - Hiển thị giá trị điện áp lên LCD...........................................................71
Hình 3.16 - Kết nối module bluetooth, relay với arduino.........................................72
Hình 3.17 - Kết nối module bluetooth, relay với arduino.........................................73
Hình 3.18 - Kết nối module bluetooth, relay với arduino (thực tế)..........................73
Hình 3.19 - Mã Code được nạp vào Arduino Mega 2560........................................74
Hình 3.20 - Mã Code được nạp vào Arduino Mega 2560........................................75
Hình 3.21 - Mã Code được nạp vào Arduino Mega 2560........................................75
Hình 3.22 - Mã Code được nạp vào Arduino Mega 2560........................................76
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
Hình 3.23 - Phần mềm và giao diện đánh pan Bluetooth Controller 8 Lamp..........77
YHình 4.1 - Phần mềm “Bluetooth Controller 8 Lamp”.........................................80
Hình 4.2 - Giao diện phần mềm chẩn đốn techstream...........................................81
Hình 4.3 - Lỗi phần mềm khơng nhận được ECU....................................................81
Hình 4.4 - Xuất hiện mã lỗi P0118..........................................................................81
Hình 4.5 - Dữ liệu datalist đọc được khi có lỗi........................................................82
Hình 4.6 - Giá trị hiển thị sau khi xóa lỗi................................................................82
Hình 4.7 - Xuất hiện mã lỗi P2122..........................................................................83
Hình 4.8 - Xóa mã lỗi P2122...................................................................................83
Hình 4.9 - Xuất hiện mã lỗi P0122..........................................................................84
Hình 4.10 - Dữ liệu datalist đọc được khi Throttle có lỗi........................................84
Hình 4.11 - Giá trị hiển thị sau khi xóa lỗi P0122...................................................84
Hình 4.12 - Xuất hiện mã lỗi P0102........................................................................85
Hình 4.13 - Dữ liệu datalist đọc được khi MAF có lỗi.............................................85
Hình 4.14 - Giá trị hiển thị sau khi xóa lỗi P0101...................................................85
Hình 4.15 - Xuất hiện mã lỗi P0113........................................................................86
Hình 4.16 - Dữ liệu datalist đọc được khi Intake Air có lỗi.....................................86
Hình 4.17 - Giá trị hiển thị sau khi xóa lỗi P0113...................................................86
Hình 4.18 - Lỗi phần mềm khi mất kết nối...............................................................89
Hình 4.19 - Phần mềm khơng nhận được hộp ECU.................................................90
Hình 4.20 - Mã lỗi hiện thị trên Techstream............................................................91
Hình 4.21 - Thời gian nhấc kim trên Techstream.....................................................92
Hình 4.22 - Thời gian nhấc kim trên LCD...............................................................92
Hình 5.1 – Mạch cảm biến vị trí trục khuỷu............................................................93
Hình 5.2 – Xung cảm biến Ne..................................................................................94
Hình 5.3 – Mạch cảm biến lưu lượng khí nạp.........................................................95
Hình 5.4 – Mạch cảm biến nhiệt độ nước làm mát..................................................97
Hình 5.5 – Mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp............................................................99
Hình 5.6 – Mạch đường truyền tín hiệu SIL..........................................................101
Hình 5.7 - Giao diện không kết nối được với techstream......................................102
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
Hình 5.8 - Lỗi phần mềm khơng nhận được ECU.................................................102
Hình 5.9 – Mạch cảm biến vị trí bướm ga.............................................................103
Hình 5.10 – Mạch cảm biến vị trí bàn đạp ga.......................................................105
Hình 5.11 – Mạch nguồn +B..................................................................................106
Hình 5.12 - Giao diện không kết nối được với techstream.....................................107
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
DANH SÁCH BẢN
Bảng 1.1 - Tiến độ thực hiện mơ hình đồ án..............................................................3
Bảng 1.2 - Chi phí đầu tư cho mơ hình đồ án............................................................4
YBảng 2.1 - Bảng biểu các cổng Serial giao tiếp với phần cứng............................52
Bảng 2.2 - Bảng thông số kỹ thuật Arduino Mega 2560..........................................52
YBảng 3.1 - Giá trị điện áp khi đóng của bàn đạp ga và bướm ga.........................65
YBảng 5.1 – Bảng giá trị cảm biến Ne....................................................................94
Bảng 5.2 – Kiểm tra hở mạch..................................................................................94
Bảng 5.3 – Kiểm tra ngắn mạch..............................................................................95
Bảng 5.4 – Kiểm tra hở mạch..................................................................................96
Bảng 5.5 – Kiểm tra ngắn mạch..............................................................................96
Bảng 5.6 – Bảng kết quả hiển thị nhiệt độ nước làm mát........................................98
Bảng 5.7 – Kiểm tra hở mạch..................................................................................98
Bảng 5.8 – Kiểm tra ngắn mạch..............................................................................98
Bảng 5.9 – Bảng kết quả hiển thị nhiệt độ khí nạp................................................100
Bảng 5.10 – Kiểm tra hở mạch..............................................................................100
Bảng 5.11 – Kiểm tra ngắn mạch..........................................................................100
Bảng 5.12 – Kiểm tra hở mạch..............................................................................102
Bảng 5.13 – Kiểm tra ngắn mạch..........................................................................102
Bảng 5.14 – Kiểm tra hở mạch..............................................................................104
Bảng 5.15 – Kiểm tra ngắn mạch..........................................................................104
Bảng 5.16 – Kiểm tra hở mạch..............................................................................105
Bảng 5.17 – Kiểm tra ngắn mạch..........................................................................105
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1. Giới thiệu về đề tài
Trong cuộc đổi mới đất nước hiện nay, nền kinh tế của nước ta đang diễn ra cực kỳ
sơi động thơng qua q trình phát triển của rất nhiều ngành nghề trong đó có ơ tơ.
Ngành ơ tơ có vai trị cực kỳ quan trọng, ô tô là phương tiện để di chuyển cũng như
vận chuyển hàng hóa từ nơi này đến nơi khác.
Với số lượng ô tô ở nước ta hiện nay là khá lớn và liên tục tăng mạnh trong những
năm gần đây do giảm thuế nhập khẩu ô tô từ các nước ASEAN về Việt Nam xuống
còn 0% (năm 2018). Và mới đây Việt Nam đã ký kết Hiệp định Thương mại tự do Việt
Nam – EU (EVFTA) nhằm mở cửa thị trường cho ô tô nhập khẩu từ châu Âu về nước
ta với thuế suất ưu đãi 0% trong 5 năm nữa.
Điều này có nghĩa là thị trường ơ tơ nước ta liên tục tăng trưởng mạnh mẽ mà chưa
có điểm dừng. Chính vì vậy, địi hỏi các trường Đại học, Cao Đẳng và Trung cấp nước
ta phải đào tạo kịp thời một số lượng lớn đội ngũ sinh viên có tay nghề cao để phục vụ
cho ngành cơng nghiệp này. Nhìn chung tại các trường đào tạo thì cịn hạn chế số
lượng các dụng cụ, đồ nghề và mô hình đào tạo cho sinh viên để học tập mơt cách trực
quan và thực tế nhất.
Nhìn thấy được điều đó nên nhóm chúng em xin đóng góp một chút cơng lao nhỏ,
đó là nhóm em sẽ chọn đề tài: ‘‘KHẢO SÁT, CHẾ TẠO MƠ HÌNH MƠ PHỎNG
CHẨN ĐỐN HƯ HỎNG HỆ THỐNG PHUN XĂNG - ĐÁNH LỬA ĐỘNG CƠ
2AZ-FE LẮP TRÊN XE TOYOTA CAMRY (2002)’’ để làm. Thông qua mô hình này,
sinh viên có thể quan sát và thực hành chẩn đoán một cách trực quan, sâu sắc và thực
tế hệ thống phun xăng – đánh lửa điều khiển điện tử bằng hộp ECU trên động cơ.
Nhưng do bố trí trên mơ hình nên các cảm biến khơng nhận được tín hiệu thật như trên
xe do đó nhóm em đã dùng mạch adruino để tạo ra các tín hiệu giả lập như trên xe
thực tế để đưa vào hộp ECU.
1.2. Mục đích của đề tài
Mục đích là tạo trang thiết bị phục vụ học tập và giảng dạy cho giảng viên và sinh
viên, nhằm giúp sinh viên được tiếp xúc trực tiếp với các chi tiết, bộ phận trong hệ
thống phun xăng – đánh lửa.
Để cho sinh viên có thể nắm được tổng quan về kết cấu các bộ phận của hệ thống
đánh lửa động cơ 2AZ-FE, hiểu được cấu tạo các chi tiết và sự hoạt động của từng bộ
phận trong hệ thống đánh lửa trên động cơ. Từ đó ta có thể chẩn đốn lỗi tìm ra được
những nguyên nhân hư hỏng và cách sửa chữa khi hệ thống gặp sự cố, ngồi ra ta cũng
có thể thấy được những ưu nhược điểm của hệ thống phun xăng - đánh lửa trên động
cơ 2AZ-FE.
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
Nhờ những hiểu biết này, người kỹ sư ơ tơ có thể đưa ra những lời khuyên cho
người dùng cần phải làm như thế nào để sử dụng, khai thác động cơ 2AZ-FE một cách
hiệu quả nhất, sử dụng trong thời gian lâu nhất, giúp động cơ hoạt động được với tính
kinh tế và năng suất cao nhất. Cuối cùng, giúp sinh viên nắm vững và khai thác hiệu
quả hệ thống phun xăng - đánh lửa trên động cơ Toyota Camry 2AZ-FE, trên cơ sở nền
tảng đó sinh viên sẽ có thể tìm hiểu và phát triển các loại hệ thống đánh lửa kiểu mới
hơn, được ra đời sau này và có các hệ thống tiên tiến hơn.
1.3. Ý nghĩa của đề tài
Việc tìm hiểu hệ thống phun xăng - đánh lửa đối với đa số sinh viên chuyên ngành
Công nghệ động lực chủ yếu là trên lý thuyết, thiếu tính thực tế. Vì vậy, sản phẩm của
đề tài này mang lại một ý nghĩa to lớn, góp phần thúc đẩy cho cơng tác đào tạo nguồn
nhân lực chất lượng hơn, am hiểu nhiều hơn về chuyên môn thực tiễn. Đồng thời, một
phần giải quyết được vấn đề sinh viên ra trường nhưng không biết gì về cơng việc thực
tế bên ngồi xã hội. Mơ hình này sẽ là cơng cụ học tập rất thiết thực cho sinh viên để
có điều kiện tiếp cận và tìm hiểu thực tế hơn. Dựa vào mơ hình, sinh viên có thể thực
hành làm các thí nghiệm, các bài kiểm tra, nghiên cứu, chẩn đoán hư hỏng các chi tiết
trên mơ hình.
1.4. Nội dung của đề tài
Chương 1: Tổng quan về đề tài.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết.
Chương 3: Thiết kế - chế tạo mơ hình phun xăng – đánh lửa.
Chương 4: Vận hành và đánh giá.
Chương 5: Hệ thống bài tập thực hành.
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển.
1.5. Phương pháp nghiên cứu
Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài nhóm có sử dụng một số phương pháp
nghiên cứu sau:
-
Tìm kiếm thơng tin trên mạng internet, các website trong và ngoài nước. So
sánh và chắt lọc để sử dụng những thông tin cần thiết và đáng tin cậy.
Tra cứu trong các tài liệu, giáo trình kỹ thuật, sách vở.
Các kỹ sư, chuyên viên kỹ thuật về ô tô tại các xưởng sửa chữa, và cả những
người có kinh nghiệm lâu năm trong việc sử dụng và bảo quản xe.
Tổng hợp và phân tích các nguồn dữ liệu thu thập được, từ đó đưa ra những
đánh giá và nhận xét của riêng mình.
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
1.6. Kết quả đạt được
Thiết kế và chế tạo được mơ hình giả lập chẩn đoán hệ thống phun xăng – đánh lửa
động cơ 2AZ-FE của Toyota.
Giả lập được các tín hiệu đầu vào của hộp ECU một cách chính xác.
Ứng dụng mạch Arduino để hiển thị thời gian nhấc kim phun và các giá trị điện áp
của cảm biến.
1.7. Thời gian, chí phí, kết quả thực hiện
Bảng 1.1 - Tiến độ thực hiện mô hình đồ án
Thời gian
Cơng việc
27/2/21 – 4/3/21 (1 tuần)
Liệt kê, thống kê các linh kiện cần mua và lựa
chọn hộp ECU.
5/3/21 – 19/3/21 (2 tuần)
Tìm hiểu cơ sở lý thuyết hộp ECU, các cảm
biến và kiểm tra ECU còn hoạt động tốt hay
khơng.
20/3/21 – 27/4/21 (5 tuần)
Tìm hiểu và cách giả lập tín hiệu bằng Arduino,
thiết kế hộp chẩn đốn trên máy tính.
30/4/21 – 7/5/21 (1 tuần)
Tìm hiểu và chế tạo hệ thống đánh pan điện tử,
chế tạo khung mô hình chẩn đốn, hộp pan tay.
8/5/21 – 10/6/21 (4 tuần)
Tìm hiểu và giả lập tín hiệu cảm biến bằng biến
trở, thiết kế chế tạo mặt mica của hộp chẩn
đoán; Bố trí các linh kiện, nối dây, cho hoạt
động kiểm tra lỗi.
10/5/21 – 17/6/21 (5 tuần)
Làm bản thuyết minh.
3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
Bảng 1.2 - Chi phí đầu tư cho mơ hình đồ án
Tên linh kiện, hệ thống
Giá thành (VND)
Hộp ECU
3.000.000
2 bobine đơn, 2 bugi
1.000.000
Cảm biến Ne, G
800.000
Giắc chẩn đốn OBD II
200.000
Adapter điện
200.000
Bánh răng cam
350.000
Khung mơ hình, mica
700.000
Hệ thống pan điện tử
300.000
Arduino giả lập tín hiệu
300.000
Chân giá đỡ mơ hình
850.000
Các linh kiện khác: relay, cơng tắc máy,
dây điện, giắc đo kiểm, đồ nghề…
2.000.000
Chi phí khác
1.500.000
Tổng: 11.200.000
4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 6/2021
GVHD:
1.8. Một số đề tài liên quan
1.8.1. Đề tài “Thiết kế chế tạo hộp mô hình giả lập chẩn đốn động cơ MAZDA
323 – 2001 (ZM ISREAL)”
Hình 1.1 – Đề tài “Thiết kế chế tạo hộp mơ hình giả lập chẩn đốn động cơ MAZDA
323 – 2001 (ZM ISREAL)”
So với mơ hình này thì mơ hình của nhóm em có phần cải tiến hơn đó là dùng màn
hình LCD để hiển thị các thơng số tín hiệu điện áp:
TP (Throttle Position) là giá trị điện áp chân VTA.
TP2 (Throttle Position 2) là giá trị điện áp chân VTA2.
PS (Pedal Sensor) là giá trị điện áp chân VPA.
PS2 (Pedal Sensor 2) là giá trị điện áp chân VPA2.
MAF (Mass Air Flow) là giá trị điện áp chân VG.
T (Time) là thời gian nhấc kim phun.
5
