Khao sat he thong danh lua dong co 1gr fe tren xe toyota lan 0n2a5wr6xz 20130110041220 4

Khảo sát hệ thống đánh lửa động cơ 1GR-FE trên xe
Toyota Landcruiser 2007
1. MỤC ĐÍCH – Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Mục đích
- Khảo sát hệ thống đánh lửa giúp tìm hiểu để thấy rõ những sự khác biệt của
các loại hệ thống đánh lửa. Đồng thời thấy rõ những ưu nhược điểm của kiểu động
cơ đốt cháy cưỡng bức.
- Thấy rõ tầm quan trọng của việc đánh lửa đúng thời điểm là cần thiết.
- Sự cần thiết thay thế hệ thống đánh lửa điều khiển tiếp điểm kiểu cơ khí bằng
hệ thống đánh lửa điều khiển điện tử hiện nay.
- Hiểu rõ nguyên lý làm việc của xe khảo sát.
- Nắm rõ chẩn đoán hư hỏng của xe khảo sát và những loại xe tương tự.
1.2. Ý nghĩa
- Để sinh viên cô đọng lại toàn bộ những kiến thức đã được trang bị.
- Cơ hội để sinh viên tự tìm tịi những nguồn tài liệu trên mạng internet, sách
báo, tạp chí. Tiếp cận và cập nhật liên tục về những cái mới của ngành công nghiệp
ô tô thế giới cũng như Việt Nam.
- Giúp sinh viên có thể nắm rõ cách hoạt động, khắc phục sự cố của hệ thống
đánh lửa. Tạo thuận lợi khi ra trường tiếp xúc công việc được tốt hơn.
2. GIỚI THIỆU VỀ XE TOYOTA LANDCRUISER 2007

Ra đời vào năm 1951, do nhu cầu sử dụng xe đa dụng quân đội hạng nhẹ,
Toyota đã phát triển dòng xe Toyota Jeep là mẫu xe đầu tiên thành công trong cuộc
chinh phục chặng thứ 6 đỉnh núi Phú Sĩ. Sau đó 2 năm, với qui mơ sản xuất hàng
loạt và chiến lược xây dựng hình ảnh cơng ty trên thị trường nước ngoài, Toyota đã
đổi tên dòng xe này thành “Land Cruiser” cho phù hợp với đặc tính chạy đường
6


Khảo sát hệ thống đánh lửa động cơ 1GR-FE trên xe
Toyota Landcruiser 2007

trường trên toàn cầu của loại xe này (trong tiếng Anh “Land” là đất khô, “Cruiser”
mang ý nghĩ như là một con tàu vượt đại dương lớn).
Từ năm 1957, Toyota bắt đầu mở rộng phát triển thị trường toàn cầu và lượng
xe xuất khẩu tăng mạnh, vượt hơn nửa doanh số bán hàng nội địa tại Nhật Bản. Tiên
phong dẫn bước Toyota ra nhập thị trường xe hơi toàn cầu, Land Cruiser đã nhanh
chóng thu hút khách hàng bởi sự mạnh mẽ và độ bền bỉ của nó. Cho tới năm 1965,
Land Cruiser vẫn là mẫu xe Toyota duy nhất xuất khẩu vào thị trường Mỹ và đã sau
đó là mẫu xe bán rất chạy tại thị trường Trung và Nam Mỹ, Châu Phi, Trung Đông
và Đông Nam Á.
Sự thay đổi và cải tiến mẫu mã từng năm đã củng cố và tăng doanh số xuất
khẩu của Toyota. Khi mẫu xe Land Cruiser 100 ra đời vào năm 1998, mẫu xe này
nhanh chóng trở thành một trong những chiếc xe hai cầu đáng tin cậy nhất trên thế
giới.
Tất cả các thế hệ Land Cruiser đều thống nhất những mục tiêu phát triển cơ
bản gồm: mục tiêu đầu tiên là luôn luôn vượt trên sự mong đợi của khách hàng toàn
cầu về độ tin cậy, sự bền bỉ cũng như khả năng chạy đường trường. Mục tiêu thứ
hai là ln có sự cải tiến, tiến bộ kỹ thuật cùng lúc tăng cường sự hài lòng cho
khách hàng.
Và sự cam kết cho những mục tiêu này chính là chìa khóa then chốt tạo ra một
chiếc xe có thương hiệu mạnh trên trường quốc tế. Hiện nay, doanh số bán ra nước
ngoài của loại xe này đã vượt trên 90%, và Land Cruiser đã có mặt tại hầu hết các
khu vực trên thế giới. Với sự ra đời của phiên bản Land Cruiser 200 mới, Toyota
đảm bảo rằng dòng xe hai cầu này sẽ tiếp tục chinh phục mọi địa hình trên mọi lãnh
thổ.
Với lịch sử phát triển 57 năm, Land Cruiser là mẫu xe có vịng đời dài nhất
của Toyota. Hơn nửa thế kỷ trước, khi lần đầu tiên giới thiệu chiếc Toyota Jeep BJ,
ít ai có thể biết rằng mẫu xe này lại có nhiều phiên bản như vậy: phiên bản 70 chạy
đường trường, phiên bản Prado sử dụng trong thành phố (tên gọi sau này là phiên
bản 120) tới phiên bản 100 wagon và mới đây nhất là phiên bản Land Cruiser 200.
- 1951-1960 (Dịng xe BJ): Cơng năng vượt trội

Với kích thước rộng rãi và chắc chắn cho phép chứa được nhiều hàng hóa

7


Khảo sát hệ thống đánh lửa động cơ 1GR-FE trên xe
Toyota Landcruiser 2007
cùng động cơ mạnh mẽ vượt bậc, dòng xe BJ đáp ứng mọi nhu cầu sử dụng, khẳng
định đẳng cấp xe hai cầu đích thực.
- 1955-1959 (Phiên bản 20-30): Chinh phục toàn cầu
Theo sau dòng xe du lịch 4 chỗ, Land Cruiser bắt đầu mở rộng thị trường ra
ngoài Nhật Bản. Phiên bản 20-30 được cải tiến theo chuẩn mực “kiểu dáng mới và
thoải mái hơn khi vận hành”.
- 1960-1984 (Phiên bản 40): Phát triển vượt bậc và đa dạng
Trên nền tảng thiết kế chắc chắn nhờ sự kết hợp cấu trúc khung và thân xe từ
phiên bản 20, phiên bản xe 40 tập trung cải tiến hệ thống truyền động với cơ cấu
chuyển đổi 2 tốc độ giúp tăng khả năng chuyển đổi từ chế độ 1 cầu sang chế độ hai
cầu.
- 1967-1980 (Phiên bản 55): Ra mắt xe station wagon đầu tiên
Kiểu dáng độc đáo của phiên bản này tạo một hình ảnh sang trọng và lịch lãm.
Mặc dù thân xe có kích thước lớn hơn hẳn nhưng khả năng vận hành của Land
Cruiser vẫn không kém phần thoải mái như dòng xe du lịch hạng nhỏ. Thiết kế của
phiên bản này không chỉ tập trung vào sự tiện dụng mà cịn thích hợp cho nhu cầu
đi lại cá nhân và cả các chuyến đi du lịch.
- 1980-1989 (Phiên bản 60): Lựa chọn tối ưu
Sự ra mắt của phiên bản 60 cùng với kiểu xe mới sang trọng GX đã làm thay
đổi mọi nhận định chung về dịng xe hai cầu- khơng chỉ là phương tiện vượt địa
hình mạnh mẽ mà cịn là phương tiện di chuyển sang trọng cao cấp.
- 1989-1998 (Phiên bản 70): Biến chuyển đầu tiên trong 30 năm
Tiếp nối các giá trị truyền thống: mạnh mẽ, tin cậy và bền bỉ, phiên bản 70 cịn

có tiến triển rõ rệt cho Land Cruiser. Cấu trúc cơ bản của xe được duy trì, cải tiến
với vô số chi tiết nhỏ đã giúp Land Cruiser đi tiên phong trong sự đổi mới.
- 1999-2007 (Phiên bản 100): Mục tiêu thống lĩnh toàn cầu
Phiên bản 100 rất được ưa thích ngay trong lần giới thiệu đầu tiên, tiếp nối
thành công đỉnh cao của phiên bản xe địa hình 80 vốn đã nổi tiếng. Thậm chí cịn
vượt xa về sự sang trọng, phiên bản 100 đã nhanh chóng thống lĩnh toàn cầu.

8


Khảo sát hệ thống đánh lửa động cơ 1GR-FE trên xe
Toyota Landcruiser 2007
2.1. Thông số kỹ thuật
Bảng 2-1 Thông số xe
THƠNG SỚ CƠ BẢN
Dịng xe
Crossover SUV
Mức tiêu thụ nhiên liệu
19 lít/100 km
Năm sản xuất
2007
Số cửa
5
Số chỗ ngồi
7
Hộp số
Số tự động
Kiểu dẫn động
4WD
Nhiên liệu

xăng
Hệ thống nạp nhiên liệu
Phun xăng điện tử EFI
THÔNG SỐ KỸ THUẬT


Dài rộng cao (mm)
4760 x1855x1880
Chiều dài cơ sở (mm)
2790
Chiều rộng cơ sở trước/sau (mm)
1585/1585
Khoảng sáng gầm xe (mm)
225
Trọng lượng khơng tải (kg)
2290
Trọng lượng tồn tải (kg)
3300
Dung tích bình nhiên liệu (l)
87
Bảng 2-2 Thông số động cơ 1GR- FE
Kiểu xe
Động cơ
Số xy lanh và bố trí

Landcruiser 2007
1GR-FE
6 xy lanh chữ V
24 xu páp DOHC, dẫn động xích,

Cơ cấu xu páp
3

Dung tích xy lanh [cm ]
Đường kính xy lanh Hành trình xi lanh [mm]
Tỉ số nén
Công suất tối đa [Hp/rpm]
Mômem xoắn tối đa [Nm/rpm]
VVT-i
Khe hở xu páp
Đĩa căng xích cam
Lọc dầu
Van ACIS
Điều khiển hệ thống nạp khí AIC
Puli máy phát
Quạt làm mát
ECU động cơ

Dual VVT-i
3956
94 83
10,8
240 HP/5200 rpm
383 Nm/3800 rpm
VVT-i kép
Tự động điều chỉnh
Có cao su
Loại thay thế phần tử lọc
Van quay điện từ
Có

Có ly hợp 1 chiều
Quạt điện điều khiển vơ cấp
Bố trí trong khoang động cơ

9


Khảo sát hệ thống đánh lửa động cơ 1GR-FE trên xe
Toyota Landcruiser 2007

2.2. Đặc điểm chung của động cơ
Toyota Landcruiser 2007 được trang bị động cơ 1GR- FE là động cơ sử dụng
nhiên liệu xăng, 4 kỳ, là động cơ kiểu mới, phù hợp với các loại xe tính cơ động
trên mọi địa hình, các hệ thống trong động cơ đều được điều khiển điện tử bằng
ECU động cơ điều khiển. ECU nhận các tín hiệu từ các cảm biến xử lý và truyền tín
hiệu điều khiển.
Động cơ có 6 xilanh, bố trí chữ V6 góc nghiêng 60 0, dung tích cơng tác là
3500 cm3, thứ tự nổ 1-2-3-4-5-6. Tất cả các cụm, chi tiết cần được bảo dưỡng, điều
chỉnh thường xuyên nên đều được bố trí tại các vị trí dễ thao tác. Động cơ cùng với
Råle Båm Xàng

qui và hộp số phụ được lắp thành cụm động lực đặt dọc xe.
hộpẠcsố

+Động cơ có hai trục cam trên nắp máy DOHC, gồm 24 xu páp (mỗi máy có 4
Ro le chênh

xu páp, hai nạp và hai thải). Trục cam đặt trên nắp máy cho phép làm giảm khối
lượng các chi tiết trung gian chuyển động tịnh tiến (khơng có đũa đẩy) đảm bảo

EC
ECM
hoạt động ổn định cho cơ cấu phân phối khí ngay cả tại số vịng quay cao. Trục cam
U

được dẫn
bằng xích từ trục khuỷu. Với trục cam
Loüc xàngkép DHOC (Double overhead
Cängđộng
tàõc
2

âạnh lỉía

camshafts), hệ thống VVT- i kép điều khiển
1 đóng mở van nạp xả thơng minh, điều
*3

Båm xàng
khiển đánh lửa thơng minh. Hệ thống nạp ACIS, đóng
mở bướm ga
là bướm ga điện
Loüc khäng khê

*2

tử ETCS- i. Với những8-2đặc điểm nổi bật trên*4 thì Toyota Landcruiser đã chiếm được
4

8-1 động lực học. Chinh phục mọi địa hình.

ưu thế vượt trội về mặt động học,
*1

Cùng với đó, Land Cruiser còn sử dụng hộp số bán tự động 5 cấp AI-Shift
5

åìg Van
Control, tuỳ PVC
theo điều kiện mặt đường và yêu cầu Âỉ
của
người lái, nó có sẽ tự động

phán đốn để việc chuyển số trở nên tối ưu nhất, giúp quá trình điều khiển và phản
ứng tăng tốc mượt mà, bình ổn. Tiếng động cơ nhỏ, êm ái nên khi ngồi trong xe,
hành khách rất khó có thể cảm nhận được rung chấn và tiếng nổ của động cơ.
9-1 Hệ thống điểu khiển động cơ
2.2.1.
3
7-2
9-2

6

10-1
Thuìng xàng

7-1
10-2

Hình 2-1 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ

1. Cảm biến lưu lượng khí nạp, 2. Cảm biến nhiệt độ khí nạp,
3. Cảm biến nhiệt độ động cơ, 4. Cảm biến vị trí bướm ga, 5. Cảm biến vị trí trục cam,
10
6. Cảm biến vị trí trục khuỷu, 7-1,7-2. Cảm biến kích nổ,
8-1,8-2. Van điều chỉnh họng gió, 9-1,9-2,10-1,10-2. Cảm biến oxy


*1. Kim phun; *2. Bôbin; *3. Cơ cấu điều khiển; *4. Van điều khiển khí nạp
Khảo sát hệ thống đánh lửa động cơ 1GR-FE trên xe
Toyota Landcruiser 2007

ECU dùng trong các xe trang bị EFI kiểu thông thường bắt đầu được xuất
khẩu ở Nhật Bản năm 1979 là loại mạch tương tự, loại này điều khiển lượng phun
nhiên liệu dựa trên khoảng thời gian cần thiết để phóng và nạp một tụ điện.
Loại điều khiển bằng vi xử lý được bắt đầu vào năm 1982. Đó là điểm khởi
đầu của hệ thống điều khiển động cơ dùng TCCS. Tuy nhiên, ngày nay hệ thống
điều khiển động cơ không chỉ điều khiển EFI mà còn bao gồm ESA: điều khiển thời
điểm đánh lửa, ISC: điều khiển tốc độ không tải và các hệ thống nâng cao khác như
chẩn đốn, dự phịng và an toàn.
Hệ thống điều khiển động cơ là hệ thống điều khiển điện tử. ECU nhận các tín
hiệu từ các cảm biến, xử lý và truyền tín hiệu điều khiển các hệ thống trong động
cơ, với việc sử dụng điều khiển điện tử trên động cơ nhằm đáp ứng được các yêu
cầu khắt khe của động cơ, đồng thời nâng cao được công suất của động cơ.

11


Khảo sát hệ thống đánh lửa động cơ 1GR-FE trên xe
Toyota Landcruiser 2007
2.2.2. Hệ thống khởi động

Hệ thống khởi động bằng điện với phương pháp điều khiển gián tiếp bằng rơle
Hình 2-2 Sơ đồ điều khiển hệ thống khởi động động cơ 1GR-FE
điện từ. Để tránh khả năng không kịp tách bánh răng ra khi động cơ đã nổ, người ta
làm kiểu truyền động một chiều bằng khớp truyền động hành trình tự do loại cơ cấu
cóc.

Hình 2-3 Kết cấu máy khởi động

12
1. Bánh răng máy khởi động, 2. Cuộn giữ, 3. Cuộn kéo, 4. Vành tiếp điểm, 5. Ắc quy.


Khảo sát hệ thống đánh lửa động cơ 1GR-FE trên xe
Toyota Landcruiser 2007

Khi người lái bật khóa điện, dịng điện sẽ đi vào cuộn kéo mà lõi thép của nó
được nối với cần gạt. Cuộn dây có điện trở thành nam châm hút lõi thép sang phải,
đồng thời làm quay cần gạt dịch chuyển bánh răng truyền động vào ăn khớp với
bánh đà. Khi bánh răng của khớp truyền động đã vào ăn khớp với bánh đà, thì vành
tiếp điểm cũng nối các tiếp điểm, đưa dòng điện vào các cuộn dây của máy khởi
động. Máy khởi động quay, kéo trục khuỷu của động cơ quay theo. Khi động cơ đã
nổ thì người lái nhả khóa điện, các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng
của lò xo hồi vị.
2.2.3. Hệ thống nhiên liệu
* Đặc điểm của hệ thống nhiên liệu động cơ 1GR-FE:
Hệ thống nhiên liệu động cơ 1GR-FE đóng vai trị rất quan trọng, đảm bảo sự
hoạt động của động cơ, là một trong những phần của hệ thống điều khiển điện tử
trong động cơ, như hệ thống đánh lửa điện tử, điều khiển tốc độ động cơ, tạo ra sự
tương trợ lẫn nhau, kim phun hoạt động như các kim phun của các xe đời mới, kim

phun có nhiều lỗ có tác dụng tạo nhiên liệu phun ra tơi dẫn đến dễ hòa trộn với
khơng khí tạo hỗn hợp cháy tốt cho q trình cháy. Khả năng điều khiển tốt, công
suất động cơ tăng, giảm tiêu hao nhiên liệu.

13
Hình 2-4 Sơ đồ điều khiển hệ thống phun xăng điện tử EFI


Khảo sát hệ thống đánh lửa động cơ 1GR-FE trên xe
Toyota Landcruiser 2007

Hệ thống bình xăng đơi với hai bình chính phụ thơng nhau có khả năng tự
chuyển nhiên liệu từ bình xăng phụ sang bình xăng chính giúp gia tăng đáng kể
hành trình .
2.2.4. Hệ thống làm mát

Hình 2-5 Hệ thống làm mát động cơ

14


Khảo sát hệ thống đánh lửa động cơ 1GR-FE trên xe
Toyota Landcruiser 2007

Hình 2-6 Sơ đồ hệ thống làm mát động cơ 1GR-FE
1. Bình đựng nước làm mát, 2. Két nước, 3. Van hằng nhiệt, 4. Bơm nước làm mát,
5. Khối xy lanh, 6. Nắp máy, 7. Hệ thống sưởi, 8. Van điều khiển không tải
(idle air control (IAC) valve).
*Đặc điểm chính của hệ thống làm mát động cơ 1GR-FE là:
+ Van hằng nhiệt kiểu giản nở theo nhiệt độ lắp ở đường vào của hệ

thống làm mát. Tốc độ quạt làm mát điều khiển bởi bộ điều khiển quạt thơng qua tín
hiệu từ ECU. Hệ thống cũng có khả năng làm thay đổi tốc độ quạt phù hợp với điều
kiện làm việc của động cơ để làm giảm tiếng ồn và sự tiêu thụ điện năng.
+ Tín hiệu gửi đến bộ điều khiển quạt từ ECU là dạng tín hiệu chu kỳ
điều khiển, dựa trên thông tin từ những cảm biến sau: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
(THW), cảm biến tốc độ xe (Vss), điện thế ắc quy (B+), cơng tắc ga điều hịa (ON/OFF),
cơng tắc (A/C).
2.2.5. Hệ thống treo
Với tính năng hoạt động và điều kiện vận hành của xe Toyota Landcruiser thì
nhà thiết kế đã lựa chọn kiểu hệ thống treo phù hợp với nó.
Chiếc xe này cịn có hệ thống treo động lực học KDSS chạy bằng áp suất thủy
lực và bộ vi sai trung tâm kiểu Torsen.

15


Khảo sát hệ thống đánh lửa động cơ 1GR-FE trên xe
Toyota Landcruiser 2007
Khung xe cũng được gia cố lại, trở nên vững chắc hơn bao giờ hết và được tạo
hình bằng phương pháp nén hydro để chống xô lệch và vặn xoắn. Hệ thống treo cầu
sau vẫn được thiết kế sử dụng 4 lò xo như trước, với trục bánh được đúc đặc và
thanh đòn Panhard. Với kết cấu như vậy, hệ thống treo này cho phép dao động tối
đa đến 25 cm.
2.2.5.1. Hệ thống treo trước
Hệ thống treo độc lập với địn kép, thanh xoắn và thanh cân bằng

Hình 2-7 Hệ thống độc lập cầu trước
2.2.5.2. Hệ thống treo sau
Hệ thống treo phụ thuộc, loại 4 điểm, lò xo trụ và thanh cân bằng

16
Hình 2-8 Hệ thống treo phụ thuộc cầu sau


Khảo sát hệ thống đánh lửa động cơ 1GR-FE trên xe
Toyota Landcruiser 2007

2.2.6. Hệ thống lái

Toyota Landcruiser sử dụng hệ thống lái có trợ lực thủy lực. Điều kiện vận hành có
Hìnhvùng
2-9 có
Hệđịa
thống
có trợ
thủy
thể trong thành phố và các
hìnhlái
phức
tạp,lực
điều
kiệnlực
bám thấp. Xe sử dụng
4WD dẫn động 2 cầu để tăng lực bám khi xe chạy trên địa hình xấu. Khi vận hành ở tốc
độ cao, Land Cruiser rất ổn định, khả năng chuyển hướng chính xác. Vơ lăng trợ lực
cảm biến theo tốc độ giúp người lái cảm thấy nhẹ nhàng thoái mái mỗi khi đánh lái,
tuy nhiên người điều khiển cần một chút thời gian để thích ứng với điều đó khi chạy
ở tốc độ cao.
2.2.7. Hệ thống phanh
Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một

tốc độ cần thiết nào đó. Ngoài ra hệ thống phanh cịn có nhiệm vụ giữ cho ô tô đứng
yên tại chỗ trên mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang
Toyota Landcruiser sử dụng phanh đĩa cho cả bánh xe trước và sau. Ngoài ra, trên

17


Khảo sát hệ thống đánh lửa động cơ 1GR-FE trên xe
Toyota Landcruiser 2007
xe còn được được trang bị: Hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS, hệ thống phân bổ
lực phanh EBD, hệ thống hỗ trợ phanh BA.

Hình 2-10 Hệ thống phanh đĩa
2.2.8. Hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn cung cấp dầu máy đến các chi tiết chuyển động quay và
trượt của động cơ sao cho chúng có thể làm việc êm dịu. Nó cũng đóng một vai trị
quan trọng trong việc làm mát.
Hệ thống bơi trơn gồm có các chi tiết chính sau: Bơm dầu, bầu lọc dầu, cạc te
dầu, các đường ống...Dầu sẽ từ cạc te được hút bằng bơm dầu, qua lọc dầu, vào các
đường dầu dọc thân máy vào trục khuỷu, lên trục cam, từ trục khuỷu vào các bạc
biên, theo các lỗ phun lên thành xy lanh, từ trục cam vào các bạc trục cam, rồi theo
các đường dẫn dầu tự chảy về cạc te.
Bơm dầu sử dụng trong động cơ là loại bơm bánh răng ăn khớp trong. Dưới
đây là sơ đồ kết cấu của bơm.

18


Khảo sát hệ thống đánh lửa động cơ 1GR-FE trên xe
Toyota Landcruiser 2007

Hình 2-11 Kết cấu của bơm bánh răng
Hệ thống bơi trơn dùng lọc dầu, phần tử lọc có thể thay thế được, đảm bảo
được sự thay thế dễ dàng.

19