ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THI CÔNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ 1GFE

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THI CƠNG MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ 1G-FE

SVTH:

PHAN THỊ THẢO HIỀN

MSSV:

17145128

SVTH:

NGUYỄN HỒNG KHÁNH DUY

MSSV:

17145104

Khố :

2017

Ngành:

CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ơ TƠ

GVHD:

NGUYỄN TẤN LỘC
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2021

i


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THI CƠNG MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ 1G-FE

SVTH:

PHAN THỊ THẢO HIỀN

MSSV:

17145128

SVTH:

NGUYỄN HỒNG KHÁNH DUY

MSSV:

17145104

Khố :

2017

Ngành:

CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ơ TƠ

GVHD:

NGUYỄN TẤN LỘC
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2021

ii


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
----***----

Tp. Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm 2021
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Phan Thị Thảo Hiền
MSSV: 17145128
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hồng Khánh Duy
MSSV: 17145104
Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật ơ tô
Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Tấn Lộc

ĐT: 0913936044
Ngày nhận đề tài: 08/03/2021
Ngày nộp đề tài: 15/08/2021
1. Tên đề tài: Thi cơng mơ hình động cơ 1G-FE
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
3. Nội dung thực hiện đề tài:
- Thi cơng mơ hình động cơ có hệ thống đánh Pan hồn chỉnh.
- Thuyết minh về mơ hình động cơ 1G-FE
- Kết Luận – Đề Nghị
4. Sản phẩm:

XÁC NHẬN CỦA TRƯỞNG NGÀNH

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

i


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
----***----

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên sinh viên: Phan Thị Thảo Hiền
MSSV: 17145128
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hoàng Khánh Duy
MSSV: 17145104
Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Tên đề tài: Thi công mơ hình Động cơ 1G_FE
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Tấn Lộc

NHẬN XÉT
1. Nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
2.Ưu điểm:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
3.Khuyết điểm:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
4.Đề nghị cho bảo vệ hay khơng?
.......................................................................................................................................
5.Đánh giá loại:
.......................................................................................................................................
6.Điểm:……………….(Bằng chữ: ............................................................................. )
.......................................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021
Giáo viên hướng dẫn

ii


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
----***----

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên sinh viên: Phan Thị Thảo Hiền
MSSV: 17145128
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hoàng Khánh Duy
MSSV: 17145104
Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Tên đề tài: Thi công mơ hình Động cơ 1G_FE
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Tấn Lộc
NHẬN XÉT
1. Nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
2.Ưu điểm:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
3.Khuyết điểm:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
4.Đề nghị cho bảo vệ hay khơng?
.......................................................................................................................................
5.Đánh giá loại:
.......................................................................................................................................
6.Điểm:……………….(Bằng chữ: ............................................................................. )

.......................................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021
Giáo viên phản biện

iii


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, nhóm em xin chân thành cảm ơn đến ba mẹ đã sinh ra chúng em
và nuôi dưỡng dạy dỗ, tạo điều kiện cho chúng em ăn học.
Ban giám hiệu trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đã tạo điều kiện
tốt nhất cho em học tập và nghiên cứu tại trường.
Đồng thời, em xin chân thành cảm ơn Khoa cơ khí động lực, Khoa Đào tạo
Chất lượng cao, thư viện trường đã cung cấp giáo trình và nhiều tài liệu tham khảo
bổ ích cho em. Đặc biệt, em xin cảm ơn đến thầy Nguyễn Tấn Lộc và cùng thầy cơ
giáo khoa cơ khí động lực đã hướng dẫn, giúp đỡ tận tình cho em trong thời gian
nghiên cứu và thi công đồ án.
Thầy NGUYỄN TẤN LỘC là giáo viên trực tiếp hướng dẫn đề tài đã cho phép
chúng em thực hiện và cho chúng em những lời khuyên xác đáng, kịp thời khi chúng
em gặp khó khăn trong suốt q trình thực hiện.
Mặc dù đã rất cố gắng trong suốt quá trình nghiên cứu nhưng do kiến thức của
em cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi những sai sót. Em rất mong được sự góp ý,
nhận xét đánh giá về nội dung cũng như hình thức trình bày của các thầy cơ về Đồ án
để sau đó em thực hiện hồn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn!

iv


TĨM TẮT

Trong ngành Cơng nghệ và Kĩ thuật ơ tơ, một trong những kĩ năng không thể không
nhắc đến là Chẩn đoán và sửa chữa. Thế giới ngày nay với khoa học công nghệ ngày
càng tiên tiến, dẫn đến sự xuất hiện các dòng xe trên thị trường gần như tiệm cận sự
hồn thiện về phần cơ khí, hiệu suất sử dụng, sự thơng minh trong các tính năng vận
hành nhưng vơ tình phức tạp thêm nhiều về hệ thống điện. Chính vì thế, trong q
trình sử dụng ơ tơ không thể tránh khỏi những hư hỏng trong hệ thống điện về khung
gầm, động cơ hay các tiện ích phụ. Nắm bắt được hiện thực này, việc thi cơng mơ
hình phục vụ việc đào tạo sinh viên chuyên ngành công nghệ và kĩ thuật ơ tơ trong
việc chẩn đốn là điều cần thiết.
Mơ hình dạy học động cơ Toyota 1G – FE là sản phẩm mà nhóm chúng em thi cơng
và hồn thiện. Vốn để phục vụ việc đào tạo sinh viên trong việc chẩn đốn, mơ hình
này là trang bị bảng mô phỏng các giắc từ ECU và hộp đánh pan (hộp dùng để tạo lỗi
cho hệ thống điện ngẫu nhiên) để người sử dụng hiểu được cách thức vận hành của
hệ thống điện điều khiển động cơ. Khi đã hiểu rõ bản chất hệ thống điện động cơ này,
một khi lỗi xảy ra khi kích hoạt hộp tạo pan thì có thể sử dụng các thiết bị để đo đạc
tìm manh mối, chẩn đốn được và giải các pan lỗi trong mơ hình.
Trong báo cáo này, nhóm thực hiện tập trung vào nghiên cứu hệ thống điện điều khiển
của động cơ từ đó viết ra cách sử dụng hộp đánh pan và trình tự giải quyết theo cách
có căn cứ và cơ sở phục vụ việc dạy học chẩn đoán động cơ.

v


MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP................................................................................... I
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ................................................. II
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN .................................................. III
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................................IV
TÓM TẮT............................................................................................................................ V

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT...................................................................................IX
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................. X
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ ...............................................................XI
CHƯƠNG 1 .......................................................................................................................... 1
TỔNG QUAN ....................................................................................................................... 1
1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ............................................................................................. 1
1.2. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI ......................................................................................... 1
1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................................ 2
1.5. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN ....................................................................................... 2
1.6. KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU ................................................................................... 2
1.7 Giới thiệu về Dộng cơ 1G-FE .................................................................................... 3
1.7.1 Lịch sử phát triển của công ty TOYOTA: ............................................................ 3
1.7.2 LEXUS – Thương hiệu xe sang trọng của TOYOTA: .................................... 4
1.7.3 Tổng quát về mẫu xe LEXUS IS 200: ............................................................... 5
1.7.4 Thông số cơ bản của động cơ LEXUS IS 200 (động cơ 1G-FE): .................... 6
CHƯƠNG 2 .......................................................................................................................... 8
CƠ SỞ LÝ THUYẾT........................................................................................................... 8
2.1. Các mạch điều khiển cơ bản .................................................................................... 9
2.1.1. Mạch nguồn:....................................................................................................... 9
2.1.2. Mạch bơm xăng: ................................................................................................ 9
vi


2.1.3. Mạch Khởi Động:................................................................................................. 12
2.2. Cơ cấu chống mắc sai cực accu .............................................................................. 13
2.2.1. Cấu tạo và chức năng: ..................................................................................... 14
2.2.2. Nguyên lý hoạt động: ....................................................................................... 14
2.3. Hệ thống các cảm biến trên động cơ Toyota 1G - FE .......................................... 14
2.3.1. Cảm biến vị trí trục khuỷu Ne:....................................................................... 14
2.3.2 Cảm biến vị trí trục cam (bộ tạo tín hiệu G2): ............................................... 16

2.3.3. Cảm biến đo áp suát tuyệt đối đường ống nạp (MAP): ............................... 18
2.3.4. Cảm biến nhiệt độ khí nạp:............................................................................. 20
2.3.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (THW): .................................................... 22
2.3.6. Cảm biến vị trí bướm ga (loại tuyến tính): .................................................... 26
2.3.7. Cảm biến kích nổ: ............................................................................................ 28
2.3.8. Cảm biến oxy:................................................................................................... 31
2.3.9 Công tắc áp suất dầu: ....................................................................................... 34
2.4. Các cơ cấu chấp hành:............................................................................................ 36
2.4.1. Hệ thống đánh lửa: .......................................................................................... 36
2.4.2. Hệ thống phun nhiên liệu: ............................................................................... 42
2.5. Một số hệ thống điều khiển thông minh trên động cơ 1F-FE: ............................ 48
2.5.1. Hệ thống điêug khiển xupap thông minh ( VVT-i : Variable Valve Timing
system - Intelligent): .................................................................................................. 48
2.5.2. Hệ thống ISC (điều khiển tốc độ cầm chừng): .............................................. 53
2.5.3. Hệ thống thay đổi chiều dài đường ống nạp (ACOUSTIC CONTROL
INDUCTION SYSTEM): .......................................................................................... 59
2.5.4. Hệ thống chẩn đoán (OBD): ........................................................................... 61
CHƯƠNG 3 ........................................................................................................................ 73
THI CÔNG ĐỘNG CƠ ..................................................................................................... 73
3.1 Phần sa bàn............................................................................................................... 73
3.1.1 Thiết kế sa bàn: ................................................................................................. 73
3.1.2 Thi công sa bàn: ................................................................................................ 74
3.2 Phần động cơ: ........................................................................................................... 79
3.2.1 Tân trang động cơ: ........................................................................................... 79
vii


3.2.2 Đi dây dẫn điện: ................................................................................................ 80
3.2.3 Vận hành thử, sử lý lỗi: .................................................................................... 93
3.3 Thi công hộp tạo Pan: .............................................................................................. 94

3.3.2 Thiết kế bộ tạo Pan: .......................................................................................... 94
3.3.2 Nguyên lí chung của bộ tạo Pan: ..................................................................... 94
3.3.3 Các đặt điểm và cách tìm pan : ....................................................................... 95
3.4 Các yêu cầu khi sử dụng mơ hình: ....................................................................... 101
CHƯƠNG 4 ...................................................................................................................... 103
KẾT LUẬN....................................................................................................................... 103
4.1. Kết luận: ................................................................................................................ 103
4.2. Đề nghị: .................................................................................................................. 103
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 104
PHỤ LỤC ......................................................................................................................... 107

viii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

A/F: Air fuel ratio
BDC: Bottom dead center
TDC: Top dead center
DIS: Distributorless ignition systems
DOHC: Double overHead camshaft
ECU: Electronic control unit
EFI: Electronic fuel injection
IG: igniter
ISCV: Idle speed control valve
L – EFI: Air-flow control type of Electronic fuel injection
OBD: On-Board diagnostics
OCV: Oil control valve
ST: Start
SW: Switch

ISC: Idle Speed Control
KNK: Knock Sensor
MAF: Manifold Air Flow
VVT-i: Variable Valve Timing with intelligence

ix


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Thông số động cơ
Bảng 2.1 Điện áp của cực STA và E1
Bảng 2.2 Trị số điện trở cảm biến G và NE
Bảng 2.3 Thông số lỗi cảm biến G vả NE
Bảng 2.4 Phương pháp kiểm tra tín hiệu THA
Bảng 2.5 Kết quả kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Bảng 2.6Thông số điện trở cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Bảng 2.7 Thông số lỗi cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Bảng 2.8Thông số điện áp cảm biến kích nổ
Bảng 2.9 Thơng số điện trở cảm biến kích nổ
Bảng 2.10 Thơng số lỗi cảm biến kích nổ
Bảng 2.11 Thơng số điện trở cảm biến ôxy
Bảng 2.12 Thông số lỗi cảm biến ôxy
Bảng 3.1 Dụng cụ thi công sa bàn và động cơ
Bảng 3.2 Tên và chức năng của các chân giắc cấm ECU
Bảng 3.3 Tên và chức năng của các chân giắc OBDII
Bảng 3.4 Dụng cụ thi công dây dẩn điện
Bảng 3.5 Tên của các Pan

x

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ
Hình 1.1 Logo của thương hiệu LEXUS
Hình 1.2 Mẫu xe LEXUS IS 200.
Hình 1.3 Động cơ 1G-FE
…………………….
Hình 2.1 Sơ đồ ngun lí chung của hệ thống điều khiển điện tử
Hình 2.2 Sơ đồ mạch nguồn
Hình 2.3 Mạch điều khiển khi bơm xăng.
Hình 2.4 Mạch điều khiển khi bơm xăng khi động cơ đang nổ
Hình 2.5 Mạch điều khiển khi bơm xăng khi động cơ bị tắt máy.
Hình 2.6 Mạch điều khiển khi bơm xăng khi túi khí nổ.
Hình 2.7 Sơ đồ mạch điện tín hiệu khởi động.
Hình 2.8 Sơ đồ chống mắc sai cực accu
Hình 2.9 Vị trí của cảm biến vị trí trục khuỷu trên động cơ.
Hình 2.10 Sơ đồ mạch cảm biến NE và tín hiệu NE.
Hình 2.11 Vị trí cảm biến trục cam trên động cơ.
Hình 2.12 Sơ đồ mạch cảm biến vị trí trục cam và tín hiệu G2.
Hình 2.13 Vị trí các chân giắc nối cảm biến G, Ne và ECU
Hình 2.14 Vị trí cảm biến MAP trên động cơ
Hình 2.15 Cấu tạo cảm biến MAP
Hình 2.16 Hình dạng màng silicon thay đổi theo áp suất.
Hình 2. 17 Mạch điện cảm biến MAP
Hình 2.18 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp và áp suất đường ống nạp.
Hình 2.19 Vị trí của cảm biến nhiệt độ khí nạp trên động cơ.

xi


Hình 2.20 Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp.

Hình 2.21 Vị trí của cảm biến nhiệt độ nước làm mát trên động cơ.
Hình 2.22 Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
Hình 2.23 Mạch điện cảm biến và Đường đặc tuyến nhiệt độ nước làm mát.
Hình 2.24 Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Hình 2.25 Vùng hoạt động tốt của cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Hình 2.26 Vị trí các chân giắc nối cảm biến nhiệt độ nước làm mát và ECU
Hình 2.27 Vị trí của cảm biến vị trí bướm ga trên động cơ.
Hình 2.28 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga.
Hình 2.29 Đường đặc tính cảm biến vị trí bướm ga.
Hình 2.30 Vị trí của 2 cảm biến kích nổ trên động cơ.
Hình 2.31 Cấu tạo và sơ đồ mạch cảm biến kích nổ.
Hình 2.32 Đồ thị biểu thị tần số kích nổ.
Hình 2.33 Vị trí chân giắc cảm biến kích nổ
Hình 2.34 Vị trí chân cảm biến kích nổ và chân ECU
Hình 2.35 Vị trí của 2 cảm biến oxy trên động cơ.
Hình 2.36 Cấu tạo cảm biến oxy.
Hình 2.37 Mối quan hệ giữa tỷ lệ hỗn hợp và giá trị điện áp ra.
Hình 2.38 Sơ đồ mạch điện cảm biến oxy.
Hình 2.39 Vị trí các chân giắc cảm biến ơxy
Hình 2.40 Cảm biến áp suất dầu
Hình 2.40 Cảm biến áp suất dầu
Hình 2.41 Cấu tạo cảm biến áp suất dầu
Hình 2.42 Hệ thống đánh lửa trực tiếp.
Hình 2.43 Đặc tính đánh lửa theo điều khiển kích nổ.
xii


Hình 2.44 Ngun lí hoạt động của bơbin.
Hình 2.45 Tín hiệu thời điểm đánh lửa IGT.
Hình 2.46 Quá trình lan truyền tia lửa bugi.

Hình 2.47 Đặc tính phóng lửa của bugi.
Hình 2.48 Sơ đồ mạch điện điều khiển của hệ thống phun nhiên liệu.
Hình 2.49 Điều khiển lưu lượng phun.
Hình 2.50 Biểu đồ thời điểm phun theo thứ tự công tác
Hình 2.51 Điều khiển thời gian phun nhiên liệu.
Hình 2.52 Sự hiệu chỉnh làm giàu sau khi khởi động.
Hình 2.53 Hiệu chỉnh lượng phun theo điện áp acquy.
Hình 2.54 Cấu tạo bơm xăng.
Hình 2.55 Sơ đồ cấu tạo kim phun.
Hình 2.56 Tổng qt về hệ thống VVT-i.
Hình 2.57 Đặc tính làm việc của hệ thống VVT-i.
Hình 2.58 Cấu tạo của bộ điều khiển VVT-i
Hình 2.59 Cấu tạo của van điều khiển dầu phối khí trục cam.
Hình 2.60 Khi trục cam quay về phía mở sớm.
Hình 2.61 Khi mở trễ xupap nạp.
Hình 2.62 Khi giữ vị trí.
Hình 2.63 Sơ đồ hệ thống ISC.
Hình 2.64 Cấu tạo và hoạt động của van ISC.
Hình 2.65 Sơ đồ tín hiệu khởi động và cơng tắc tay số.
Hình 2.66 Sơ đồ tín hiệu nhiệt độ nước làm mát.
Hình 2.67 Sơ đồ tín hiệu hệ thống điều hồ.
Hình 2.68 Sơ đồ tín hiệu tải điện.
xiii


Hình 2.69 Chế độ hoạt động của hệ thống ISC khi khởi động
Hình 2.70 Chế độ hoạt động của hệ thống ISC khi hâm nóng động cơ.
Hình 2.71 Đặc tính làm việc của van ISC theo chế độ không tải nhanh.
Hình 2.72 Chế độ hoạt động khi điều khiển phản hồi và điều khiển dự tính.
Hình 2.73 Sơ đồ bố trí hệ thống ACIS.

Hình 2.74 Vị trí van VSV trên động cơ.
Hình 2.75 Van VSV bật, đóng van điều khiển khí nạp.
Hình 2.76 Van VSV tắt: mở van điều khiển khí nạp
Hình 2.77 Đèn “Check engine”
Hình 2.78 Vị trí các chân giắc chẩn đốn
Hình 2.79 Chọn mở phần mềm Techstream trên máy tính
Hình 2.80 Giao diện phần mềm đang kết nối động cơ
Hình 2.81 Chọn chẩn đốn Engine and ECT
Hình 2.82 Giao diện chẩn đốn mã lỗi
Hình 2.83 Chọn mục Data List
Hình 2.84 Thơng số dữ liệu của động cơ
Hình 2.85 Chọn mục Active Test
Hình 2.86 Chọn Injector Volume
Hình 2.87 Thơng số động cơ khi thay đổi thể tích phun tăng 1.32%
Hình 2.88 Thơng số động cơ khi thay đổi thể tích phun tăng 1.52%
Hình 2.89 Thơng số động cơ khi thay đổi tỉ lệ A/F giảm 12.5%
Hình 2.90 Thơng số động cơ khi thay đổi tỉ lệ A/F tăng 25%
Hình 2.91 Thơng số động cơ khi thay đổi mơ tơ van EGR 3 bước
Hình 2.92 Thơng số động cơ khi thay đổi mơ tơ van EGR 7 bước
Hình 2.93 Kích hoạt bật bơm nhiên liệu
xiv


Hình 2. 94 Thơng số động cơ khi van VVT OFF
Hình 2.95 Thơng số động cơ khi van VVT ON
Hình 2.96 Kích hoạt ON chế độ chẩn đốn bằng đèn “Check engine”
………………………..

Hình 3.1 Bảng vẽ sa bàn
Hình 3.2 Bảng vẽ sơ đồ giắc kiểm tra

Hình 3.3 Sa bàn trước khi thi cơng
Hình 3.4 Sa bàn đã được xả sơn cũ
Hình 3.5 Sơn lót sa bàn
Hình 3.6 Sa bàn sau khi được sơn hồn chỉnh
Hình 3.7 Động cơ trước khi thi cơng
Hình 3.8 Sơn mới bề mặt động cơ
Hình 3.9 Giắc cấm ECU
Hình 3.10 Giắc OBD II
Hình 3.11 Sơ dồ mạch điện của bản cầu chì relay
Hình 3.12 Thi cơng dây dẩn điện
Hình 3.13 Động cơ được lắp vào sa bàn
Hình 3.14 Mặt trước động cơ sau khi hồng thiện
Hình 3.15 Mặt bên động cơ sau khi hồng thiện
Hình 3.16 Bên trong thùng động cơ sau khi hồng thiện
Hình 3.17 Mạch tạo tính hiệu SPD
Hình 3.18 Ngun lý bộ tạo Pan
Hình 3.19 Sơ đồ mạch mất tính hiệu IGF

xv


Hình 3.20 Sơ đồ mạch mất tính hiệu IGT2
Hình 3.21 Sơ đồ mạch mất tính hiệu PIM
Hình 3.22 Sơ đồ mạch mất tính hiệu VTA
Hình 3.23 Sơ đồ mạch mất tính hiệu THW
Hình 3.24 Sơ đồ mạch mất tính hiệu ST
Hình 3.24 Sơ đồ mạch mất tính hiệu ST
Hình 3.24 Sơ đồ mạch mất tính hiệu ST

xvi

Chương 1
TỔNG QUAN
1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Xuất phát từ chủ trương mới của Nhà nước về nâng cao chất lượng giáo dục,
đổi mới phương pháp dạy và học. Việc giảng dạy cần có những mơ hình minh họa,
vật thật để tăng khả năng truyền đạt và kích thích tính tự học của sinh viên. Trường
đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. HCM luôn chú trọng đến việc trang bị đồ dùng dạy
học, đặc biệt là những đồ dùng tự thiết kế. Việc thiết kế chế tạo đồ dùng dạy học
ngồi mục đích tiết kiệm kinh phí cho nhà trường cịn giúp phát huy tính sáng tạo,
sự đam mê nghiên cứu khoa học của giáo viên và sinh viên trong trường.
Việc chế tạo mơ hình động cơ phục vụ cho việc giảng dạy được sự quan tâm
rất lớn của khoa Cơ Khí Động Lực đặc biệt là bộ mơ Động Cơ. Các sản phẩm mơ
hình động cơ trong phân xưởng Động Cơ rất nhiều, tuy nhiên mơ hình động cơ phun
xăng và đánh lửa trực tiếp thì chưa được phổ biến.
Xuất phát từ những yêu cầu đó, đề tài “THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH
ĐỘNG CƠ TOYOTA 1G – FE” đã được thực hiện. Đề tài không những cung cấp
cho sinh viên điều kiện tiếp xúc với thực tế ĐỘNG CƠ TOYOTA 1G – FE mà còn
giúp sinh viên trang bị thêm kiến thức về những hệ thống điều khiển điện tử mới đang
được sử dụng trên ô tô như: hệ thống cung cấp nhiên liệu mới (hệ thống phun xăng),
hệ thống đánh lửa trực tiếp (bobin đơn cho từng xylanh), hệ thống điều khiển xupap
thông minh (VVT – i), hệ thống thay đổi chiều dài đường ống nạp (ACIS )…
1.2. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài chỉ giới hạn ở việc thiết kế, hồn thiện mơ hình từ một động cơ 1G –
FE đã có sẵn và thiết kế hệ thống đánh PAN trên mơ hình động cơ TOYOTA 1G –
FE.
1.3. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
Mục tiêu:
 Nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên

hướng dẫn sinh viên trong quá trình thực tập.
 Giúp cho sinh viên ứng dụng ngay bài học lý thuyết vào bài học thực hành.
 Sinh viên có điều kiện quan sát mơ hình một cách trực quan, dễ cảm nhận được
hình dạng và vị trí các chi tiết lắp đặt trên ĐỘNG CƠ TOYOTA 1G – FE.
1


 Giúp sinh viên kiểm tra và đo đạc các thông số của hệ thống phun xăng, hệ
thống đánh lửa trực tiếp, hệ thống điều khiển xupap thông minh, hệ thống thay
đổi chiều dài đường ống nạp.
 Góp phần hiện đại hóa phương tiện và phương pháp dạy thực hành trong giáo
dục - đào tạo.
Nhiệm vụ:
 Sửa chữa, cải tiến mơ hình ĐỘNG CƠ TOYOTA 1G – FE.
 Chế tạo bộ tạo PAN, biên soạn tài liệu hướng dẫn tìm PAN.
 Thiết kế, chế tạo cơ cấu chống mắc sai cực accu.
1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để đề tài được hoàn thành chúng tôi đã kết hợp nhiều phương pháp nghiên
cứu. Trong đó đặc biệt là phương pháp tham khảo tài liệu, thu thập các thông tin liên
quan, học hỏi kinh nghiệm của thầy cô, bạn bè, nghiên cứu các mô hình giảng dạy
cũ,… từ đó tìm ra những ý tưởng mới để hình thành đề cương của đề tài, cũng như
cách thiết kế mơ hình.
Song song với nó, chúng tơi còn kết hợp cả phương pháp quan sát và thực
nghiệm để có thể chế tạo được mơ hình.
1.5. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN











Tham khảo tài liệu.
Thiết kế khung đỡ động cơ và gá đặt động cơ.
Thiết kế sa bàn và cách bố trí các chi tiết trên sa bàn.
Thiết kế hệ thống tạo PAN.
Thiết kế cơ cấu chống mắc sai cực accu.
Thiết kế các chi tiết phụ.
Tiến hành đo đạc, kiểm tra, thu thập các thông số.
Nghiệm thu các thông số kiểm tra.
Viết báo cáo.

1.6. KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU
Đề tài được thực hiện trong vịng 7 tuần, các cơng việc được bố trí như sau:
Giai đoạn 1:
 Thu thập tài liệu, xác định nhiệm vụ, đối tượng nghiên cứu, xác định mục tiêu
nghiên cứu, phân tích tài liệu liên hệ.

2


 Thiết kế mơ hình.
 Thi cơng.
Giai đoạn 2:
 Viết thuyết minh.
 Hoàn thiện đề tài.
1.7 Giới thiệu về Dộng cơ 1G-FE

1.7.1 Lịch sử phát triển của công ty TOYOTA:
Tập đoàn ô tô Toyota (Toyota Jidosha Kabushiki-gaisha) là một tập đồn đa
quốc gia có trụ sở chính tại Nhật Bản. Lúc đầu, họ nghiên cứu thử nghiệm động cơ 2
xylanh nhưng cuối cùng lại sử dụng mẫu động cơ 65 mã lực của Chevrolet, chassis
và hộp số giống của chiếc Chrysler Airflow. Động cơ đầu tiên của hãng được sản
xuất năm 1934 (Type A), chiếc ô tô và xe tải đầu tiên vào năm 1935 (mẫu A1 và G1)
và mẫu thiết kế ô tô thứ 2 vào năm 1936 (mẫu AA). Năm 1937, công ty ô tô Toyota
được tách ra.
Chiếc Toyota KB, một chiếc 4x4 được sản xuất năm 1941, là một chiếc xe tải
2 tấn giống như chiếc KC trước chiến tranh.
Toyota bắt đầu sản xuất một mẫu xe tải cho dân thường với tên gọi Land
Cruiser. Những chiếc Land Cruiser đầu tiên có thiết kế giống chiếc Jeep.
Năm 1955, Toyota bắt đầu sản xuất chiếc xe sang trọng đầu tiên của mình.
Toyota bắt đầu bán các sản phẩm của mình tại thị trường Mỹ năm 1958 với
việc xuất khẩu chiếc Land Cruiser và Toyopet.
Năm 1959, Toyota mở nhà máy tại Bra-xin. Đây là nhà máy đầu tiên của hãng
ngoài lãnh thổ Nhật Bản.
Đến năm 1967, Toyota đã phát triển bền vững tại Mỹ và chiếc Corona sedan
4 cửa của hãng là đối thủ chính của chiếc Volkswagen Bettle.
Trong khi các nhà sản xuất ơ tơ của Đức có xe hướng sử dụng ký tự và số còn
các nhà sản xuất xe Mỹ thì bỏ ln tên thì Toyota vẫn sử dụng tên cũ của xe khi nó
vẫn thành công và không bao giờ đặt tên không phù hợp với xe. Ví dụ như tên Land
Cruiser có từ năm 1950, Corolla năm 1966, Celica năm 1970, Camry năm 1983 và
4Runner năm 1984. Một số tên xe khơng cịn sử dụng nữa như Corona (do bị lỗi han
rỉ nặng), Cressida (do sự xuất hiện của Lexus), những chiếc pickup như T100, HiLux
và minivan như Van, Previa.

3

Năm 1966, Toyota mua Hino, một công ty chuyên sản xuất xe tải. Năm 1967,
Toyota nắm quyền kiểm soát Daihatsu, nhưng Toyota chỉ thực sự mua tồn bộ cơng
ty vào năm 1999. Denso là thương hiệu con của Toyota sau Chiến tranh thế giới thứ
2.
1.7.2 LEXUS – Thương hiệu xe sang trọng của TOYOTA:
Lexus (Nhật: レクサス Rekusasu) là phân
khúc xe hơi hạng sang của nhà sản xuất ô tô Nhật
Bản Toyota. Lexus được ghép hai từ “Luxury” và
“Elegance”. Ngoài ra, Lexus còn được ghép từ các
chữ cái đầu của cụm từ Luxury Export to US
(dòng xe sang trọng xuất khẩu sang Mỹ). Đó là lý
do vì sao Lexus có trụ sở đặt tại thị trường xe hơi
lớn nhất thế giới. Được giới thiệu lần đầu tiên tại
Hoa Kỳ năm 1989, Lexus đã nhanh chóng trở Hình 1.1 Logo của thương hiệu
LEXUS
thành thương hiệu xe hơi hạng sang bán chạy
nhất tại đây, tới năm 2006 Lexus đã có mặt tại 68
quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới.
Lexus khởi nguồn từ một dự án phát triển mẫu xe sedan flagship của Toyota
bắt đầu từ năm 1983. Nỗ lực này đã đưa đến sự phát triển thành công chiếc lexus đầu
tiên của dòng Lexus LS, đây là chiếc xe đầu tiên gắn mác thương hiệu Lexus khi ra
mắt năm 1989. Những năm sau đó, Lexus bổ sung thêm các mẫu xe sedan, coupe,
mui trần và xe thể thao đa dụng. Năm 2005, mẫu xe hybrid của dòng RX ra mắt và
nhiều mẫu hybrid bổ sung cũng lần lượt được giới thiệu sau đó. Năm 2007, Lexus
cho ra đời phân khúc xe biểu diễn F marque với sự ra mắt của mẫu sedan thể thao IS
F.
Từ khi ra đời cho tới nay, các xe của Lexus vẫn thường xuyên được sản xuất
tại Nhật Bản, với trung tâm sản xuất được đặt tại vùng Chūbu và Kyūshū, và đặc biệt
là tại nhà máy Tahara của Toyota tại tỉnh Aichi, Chūbu và nhà máy Kyūshū tại
Miyata, Fukuoka. Chiếc Lexus đầu tiên được lắp ráp ngoài Nhật Bản là chiếc RX 330

được sản xuất tại Ontario, Canada năm 2003. Sau một cuộc tái cơ cấu công ty từ năm
2001 tới 2005, Lexus đã tự chịu trách nhiệm mọi khâu sản xuất từ thiết kế cho đến cơ
khí.
Kể từ năm 1989, Lexus đã phát triển danh tiếng với chất lượng đáng tin cậy
và dịch vụ chăm sóc khách hàng. Cơng ty thăm do khách hàng, J.D. Power and
Associates đã bốn mươi lần chọn Lexus là dòng xe đáng tin cậy nhất tại Mỹ, lần gần

4


nhất là năm 2008, dựa vào những cuộc thăm dò về độ đáng tin cậy của các hãng xe
với sự tham gia của hơn 53,000 chủ sở hữu ô tô cũng như những vấn đề gặp phải
trong 3 năm đầu kể từ khi mua xe.
1.7.3 Tổng quát về mẫu xe LEXUS IS 200:
Năm 1999, Lexus đã làm được điều không thể tin, LEXUS IS 200 là mẫu xe
hơi ở châu Á có thể sánh ngang với các mẫu xe như BMW 318i và Mercedes C180 –
cả hai đều là những mẫu xe có uy tín và được ưa chuộng nhất ở châu Âu.

Hình 1.2 Mẫu xe LEXUS IS 200
Lexus IS 200 được biết đến như chiếc xe hạng sang nhưng lại rất tiết kiệm
nhiên liệu, với không gian nội thất rộng rãi hơn với 5 chỗ ngồi, động cơ mạnh mẽ
hơn. Đó là một chiếc xe khá ngắn 4,4 mét – làm cho xe có tính năng cơ động và dễ
dàng sử dụng trong giao thông dày đặc. Sự kết hợp của điều chỉnh độ cứng lò xo và
điều chỉnh vị trí giảm chấn làm cho chuyến đi thoải mái, êm dịu và hồn tồn thích
ứng với những chỗ lồi lỏm trên đường.
Lexus IS 200 có thiết kế đột phá động cơ sau xylanh thẳng hàng với dung tích
xylanh nhỏ, hộp số tự động 4 tốc độ phù hợp với các start-stop của lái xe thành phố
hơn và nó thay đổi trơn tru hầu như không thể nhận thấy ở tốc độ thấp.
Mẫu xe này được trang bị những hệ thống an toàn, hệ thống điều khiển của
xe hạng sang như túi khí hành khách phía trước SRS, túi khí bên, hệ thống chống bó

cứng phanh ABS, hệ thống phân phối lực phanh EBD, kiểm soát lực kéo.
5


Động cơ 1G-FE được sử dụng trên Lexus IS 200 là sự kết hợp của sức mạnh
và sự tinh tế. Tính năng nổi trội của động cơ 1G – FE là làm việc êm dịu, khi tốc độ
động cơ đạt được 5000prm thì chiều dài đường ống nạp sẽ thay đổi giúp giảm tiếng
ồn động cơ phát ra. Được trang bị hệ thống điều khiển VVT-i, sử dụng cam đôi giúp
thay đổi hành trình và thời điểm đóng mở xupap là giúp tiết kiệm nhiên liệu tối đa.
Mức tiêu thụ nhiên liệu của động cơ 1G – FE là 9,9 lít/100km.
1.7.4 Thơng số cơ bản của động cơ LEXUS IS 200 (động cơ 1G-FE):
Động cơ 1G-FE được lắp trên xe Toyota Lexus IS200, nó là động cơ 6 xy lanh
thẳng hàng, thứ tự công tác 1 – 5 - 3 – 6 – 2 – 4, dung tích cơng tác 2.0L. Động cơ
được thiết kế với nhiều hệ thống hiện đại : Hệ thống điều khiển xú pap thông minh
VVT-i, hệ thống đánh lửa trực tiếp, van ISC được cải tiến và đầu chẩn đoán OBD-II.
Hệ thống điều khiển động cơ Toyota 1G-FE bao gồm các cảm biến: Cảm biến
vị trí trục cam và cảm biến vị trí trục khuỷu kiểu điện từ, cảm biến vị trí bướm ga kiểu

Hình 1.3 Động cơ 1G-FE
tuyến tính khơng có tiếp điểm cầm chừng, hai cảm biến kích nổ, hai cảm biến ơxy
kiểu xơng nóng, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp…

6


Các cảm biến được bố trí xung quanh để xác định tình trạng làm việc của động
cơ. Tín hiệu từ các cảm biến được ECU tiếp nhận và nó sẽ tính tốn để điều khiển các
bộ chấp hành hệ thống phun nhiên liệu, hệ thống đánh lửa điện tử, hệ thống điều
khiển tốc độ cầm chừng, điều khiển bơm nhiên liệu và hệ thống chẩn đoán.
Động cơ 1G-FE sử dụng một góc van hẹp và nhiên liệu tối ưu. Nó được giới

thiệu vào năm 1988, là một khối gang với đầu xi lanh bằng nhơm. Động cơ 6 xylanh
bố trí thẳng hàng, dung tích xylanh 1988cc (2.0 lít). Bố trí kiểu xupap treo, cam đôi
24 xupap.
Bảng 1.1 Thông số động cơ

Dung tích xy-lanh

1988cc(2.0 lít)

Số xy-lanh

6

Cơng suất

114kW ở tốc độ 6200rpm

Momen xoắn

195Nm ở tốc độ 4600rpm.

Tỉ số nén

10,1: 1

7