Nghiên cứu phục hồi hệ thống điện và truyền dẫn hiển thị tín hiệu của động cơ toyota 16 valve 2000 trên mô hình hệ thống phun xăng điện tử tại xưởng thực tập điện bộ môn kỹ thuật ô tô khoa cơ khí

i
MỤC LỤC
MỤC LỤC i
MỞ ĐẦU 1
Chương 1 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 16 VALVE 2000 2
1.1. TỔNG QUAN 2
1.2. GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ 7
Chương 2 CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HO ẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ
CÁC HỆ THỐNG CỦA ĐỘNG CƠ 8
2.1. HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 8
2.1.1. Máy phát điện 8
2.1.1.1. Cấu tạo máy phát điện xoay chiều 9
2.1.1.2. Hoạt động của hệ thống cung cấp điện 10
2.1.2. Ắc quy 11
2.2. HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ. 11
2.2.1. Cấu tạo máy khởi động: 12
2.2.2. Hoạt động của hệ thống khởi động 13
2.3. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 14
2.3.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu 14
2.3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận của hệ thống nhiên liệu.
16
2.3.2.1. Bơm nhiên liệu (kiểu bi gạt). 16
2.3.2.2. Lọc xăng 18
2.3.1.3. Ống phân phối (giàn phân phối) 19
2.3.1.4. Bộ điều áp. 19
2.3.1.5. Bộ giảm rung động. 20
2.3.1.6. Vòi phun chính, vòi phun kh ởi động lạnh và công tắc nhiệt thời gian. 21
2.4. HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 23
2.4.1. Nguyên lý hoạt động 24
2.4.2. Cấu tạo và hoạt động của các bộ phận trong hệ thống đánh lửa 25
ii

2.4.2.3. Bugi 25
2.4.2.4. Dây cao áp 26
2.4.2.5. Bô bin 26
2.4.2.6. Bộ chia điện 27
2.4.2.7. IC đánh lửa 28
2.5. HỆ THỐNG CÁC CẢM BIẾN VÀ ECU 28
2.5.1. Các cảm biến. 28
2.5.1.1. Cảm biến áp suất dầu bôi trơn 28
2.5.1.2. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. 29
2.5.1.3. Công tắc nhiệt thời gian 31
2.5.1.4. Cảm biến tốc độ động cơ (Ne) và vị trí piston (G). 32
2.5.1.5. Cảm biến oxy. 34
2.5.1.6. Cảm biến vị trí bướm ga. 35
2.5.1.7. Van gió phụ 36
2.5.1.8. Cảm biến lưu lượng và nhiệt độ khí nạp. 37
2.5.2. ECU. 45
2.6. HỆ THỐNG LÀM MÁT 50
Chương 3: KHẢO SÁT, KIỂM TRA TÌNH TR ẠNG KỸ THUẬT VÀ LẬP
PHƯƠNG ÁN PHỤC HỒI CÁC HỆ THỐNG TRÊN MÔ HÌNH ĐỘNG
CƠ 53
TOYOTA 16 VALVE 2000. 53
3.1. KHẢO SÁT SƠ BỘ TOÀN BỘ MÔ HÌNH 53
3.2. KHẢO SÁT CHI TIẾT TÌNH TRẠNG KỸ THUẬT VÀ PHỤC HỒI
CÁC HỆ THỐNG CỦA MÔ HÌNH 54
3.2.1. Hệ thống khởi động và cung cấp điện. 55
3.2.1.1. Kiểm tra rotor (phần cảm): 55
3.2.1.2. Kiểm tra stator (phần ứng): 57
3.2.1.3. Thiết bị lưu trữ điện: Ắc quy 60
3.2.2. Máy khởi động. 60
iii

3.2.2.1. Kiểm tra rotor máy kh ởi động: 60
3.2.2.2. Kiểm tra stator máy kh ởi động: 63
3.2.2.3. Kiểm tra công tắc từ (cuộn solenoid): 65
3.2.3. Hệ thống đánh lửa 67
3.2.3.1. Bugi 67
3.2.3.2. Dây cao áp 68
3.2.3.3. Bô bin 69
3.2.4. Hệ thống nhiên liệu 71
3.2.4.1. Bơm nhiên liệu 71
3.2.4.2. Lọc xăng 72
3.2.4.3. Bộ điều áp. 72
3.2.4.4. Vòi phun chính. 72
3.2.4.5. Vòi phun khởi động lạnh và công tắc nhiệt thời gian. 74
3.2.5. Hệ thống điện và điều khiển điện tử 75
3.2.5.1. Các cảm biến. 75
3.2.5.2. ECU 78
Chương 4: KIỂM TRA, PHỤC HỒI, ĐIỀU CHỈNH HỆ THỐNG BÁO LỖI, 79
TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU CỦA ĐỘNG CƠ 79
4.1. KIỂM TRA BÁO LỖI BẰNG ĐÈN “CHECK ENGINE” VÀ ĐI ỀU
CHỈNH LỖI 79
4.1.1. Sơ đồ mạch đèn báo lỗi 79
4.1.2. Quy trình kiểm tra báo lỗi 79
4.1.3. Các lỗi phát hiện 79
4.1.4. Xử lý lỗi. 81
4.2. HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN VÀ HIỂN THỊ TÍN HIỆU CỦA ĐỘNG
CƠ 82
4.2.1. Kết nối với máy tính. 82
4.2.2. Hướng dẫn sử dụng phần mềm 83
iv
4.2.3. Kiểm tra hoạt động của mô hình bằng hệ thống truyền dẫn tín hiệu kết

nối với máy tính 85
Chương 5 VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 92
5.1. QUY TRÌNH VẬN HÀNH VÀ TH Ử NGHIỆM 92
5.2. ĐÁNH GIÁ 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO. 93
v
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Các kí hiệu và tên các chân n ối tắt của ECU 3
Bảng 1.2: Các công t ắc đánh Pan 4
Bảng 1.3:Các thông s ố cơ bản của động cơ (Tài liệu sửa chữa động cơ 3S-FE): 7
Bảng 3.1: Kiểm tra hư hỏng sơ bộ. 54
Bảng 3.2: Kết quả kiểm tra: 60
Bảng 3.3: Thông số kỹ thuật của rơle máy khởi động 67
Bảng 3.4: Thông số kỹ thuật và kết quả kiểm tra bugi của động cơ 68
Bảng 3.5: Khắc phục các bugi: 68
Bảng 3.6: kiểm tra và khảo sát các dây cao áp. 69
Bảng 3.7: Kiểm tra và khảo sát bô bin: 69
3.2.3.4. Bộ chia điện 69
Bảng 3.8: Thông số kỹ thuật của bơm nhiên liệu. 71
Bảng 3.9: thông số kỹ thuật của lọc xăng: 72
Bảng 3.10: Thông số kỹ thuật của vòi phun 73
Bảng 3.11: Kiểm tra và đo đạc các thông số kỹ thuật của các vòi phun. 73
Bảng 3.12: Các bước kiểm tra vòi phun điện từ. 74
Bảng 3.13: kết quả sau phục hồi vòi phun điện từ 74
Bảng 3.14: Thông số kỹ thuật cảm biến áp suất dầu bôi trơn. 75
Bảng 3.15: Khảo sát các cảm biến nhiệt độ 75
Bảng 3.16: Thông số kỹ thuật của bộ cảm biến G và Ne. 75
Bảng 3.17: Thông số kỹ thuật cảm biến vị trí bướm ga. 76
Bảng 3.18: Đo kiểm tra giá trị điện trở giữa các chân khi khe h ở giữa bu lông hãm
định vị và cần gạt trục bướm ga 76

Bảng 3.19: Đo kiểm tra giá trị điện áp khi động cơ khởi động và chạy ở các chế độ
tải. 76
Bảng 3.20: Thông số kỹ thuật của van gió phụ. 77
Bảng 3.21: Thông số kỹ thuật của bộ cảm biến lưu lượng và nhiệt độ khí nạp 77
vi
Bảng 3.22: Giá trị của điện trở khi nhiệt độ thay đổi 77
Bảng 3.23: Giá trị điện trở và điện áp đo giữa các chân của bộ cảm biến 78
Bảng 4.1: Mã lỗi 31 80
Bảng 4.2: Mã lỗi 41 80
Bảng 4.3: Mã lỗi 51 80
Bảng 4.4: Kí hiệu các chân cảm biến đo gió. 86
Bảng 4.5: Bảng kết quả đo trên máy tính của cảm biến đo gió. 86
Bảng 4.6: Bảng kí hiệu chân cảm biến vị trí bướm ga 86
Bảng 4.7: Bảng giá trị đo của cảm biến vị trí bướm ga. 87
Bảng 4.8: Đo điện trở hai đầu cảm bién phù hợp với sự thay đổi nhiệt độ động cơ.87
Bảng 4.9: Bảng đo cảm biến nhiệt độ khí nạp 88
Bảng 4.10: Bảng đo điện trở vòi phun. 88
Bảng 4.11: Bảng đo điện áp các chân ECU. 88
vii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 : Mô hình động cơ Toyota 16 valve 2000. 2
Hình 1.2: Bảng taplo 3
Hình 1.3: Công tắc khóa 4
Hình 1.4: Công tắc kết nối máy tính 5
Hình 1.5: Hộp ghép nối máy tính. 5
Hình 1.6: Hộp cầu chì và rơ le 5
Hình 1.7: Bảng taplo 6
Hình 1.8: Hộp ECU .6
Hình 2.1: Vị trí máy phát điện trên động cơ 9
Hình 2.2: Sơ đồ máy phát 10

Hình 2.3: Vị trí máy khởi động 11
Hình 2.4: Sơ đồ mạch điện hoạt động của máy khởi động. 13
Hình 2.5: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển lập trình cho động cơ. 15
Hình 2.6: Sơ đồ các khối chức năng của hệ thống điều khiển phun xăng. 15
Hình 2.7: Kết cấu bơm nhiên liệu kiểu bi gạt 17
Hình 2.8: Hoạt động của bơm. 17
Hình 2.9: Sơ đồ mạch điều khiển bơm nhiên liệu 17
Hình 2.10: Lọc xăng lắp trên mô hình 18
Hình 2.11: Sơ đồ cấu tạo bộ lọc xăng 18
Hình 2.12: Giàn phân phối nhiên liệu 19
Hình 2.13: Bộ điều áp trên động cơ của mô hình. 20
Hình 2.14: Bộ diều áp 20
Hình 2.15: Hoạt động của bộ giảm rung động 20
Hình 2.16: Sơ đồ cấu tạo của vòi phun điện từ 21
Hình2.17: Sơ đồ mạch tín hiệu phun xăng từ ECU. 22
Hình 2.18: Thứ tự phun của vòi phun 22
Hình 2.19: Thời điểm phun trong chu kì làm vi ệc của động cơ. 22
viii
Hình 2.20: Sơ đồ mạch điều khiển vòi phun khởi động lạnh 23
Hình 2.21: Sơ đồ hoạt động của hệ thống đánh lửa 24
Hình 2.22: Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa 24
Hình 2.23: Bugi 25
Hình 2.24: Cấu tạo Bugi. 25
Hình 2.25: Mạch điện bô bin 27
Hình2.26: Sơ đồ bộ chia điện 27
Hình 2.27: IC đánh lửa 28
Hình 2.28: vị trí lắp cảm biến áp suất dầu bôi trơn 28
Hình 2.29: Mạch đèn báo nguy áp su ất dầu bôi trơn 29
Hình 2.30: Vị trí lắp cảm biến nhiệt độ nước làm mát 29
Hình 2.31: Sơ đồ cấu tạo 30

Hình 2.32: Sơ đồ nối mạch của cảm biến 30
Hình 2.33: Vị trí lắp công tắc nhiệt thời gian trên thân động cơ. 31
Hình 2.34: Rơle nhiệt thời gian 31
Hình 2.35:Sơ đồ nguyên lý của cảm biến vị trí piston và tốc độ động cơ 32
Hình 2.36: Cảm biến vị trí pitton và cảm biến tốc độ động cơ 33
Hình 2.37:Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí piston và cảm biến tốc độ động cơ 34
Hình 2.38: Sơ đồ cấu tạo cảm biến oxy 35
Hình 2.39: vị trí lắp trên động cơ. 35
Hình 2.40: Sơ đồ mạch của cảm biến vị trí bướm ga 36
Hình 2.41:Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý 36
Hình 2.42: Vị trí lắp đặt của van gió phụ. 36
Hình 2.43: Sơ đồ cấu tạo van gió phụ 37
Hình 2.44: Sơ đồ mạch của van gió phụ .37
Hình 2.45: Vị trí lắp trên động cơ. 38
Hình 2.46: Sơ đồ tổng quát hệ thống nạp khí 38
Hình 2.47: Cảm biến lưu lượng khí nạp .39
Hình 2.48: Mặt bên phía lắp ráp mạch điện của bộ cảm biến lưu lượng không khí. 40
ix
Hình 2.49: Mặt bên phía nạp không khí của bộ cảm biến lưu lượng không khí. 40
Hình 2.50: Cánh đo và đường đặc tính của cảm biến lưu lượng không khí 41
Hình 2.51:Cấu tạo vít chỉnh hỗn hợp không tải 41
Hình 2.52: Kết cấu và đường đặc tính của khoang giảm chấn và tấm đo 42
Hình 2.53 : Công tắc bơm nhiên liệu 43
43
Hình 2.54: Sơ đồ mối quan hệ giữa các đại lượng 43
Hình 2.55 : Sơ đồ mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp 44
Hình 2.56: Sơ đồ mạch điện của bộ cảm biến lưu lượng gió. .45
Hình 2.57: Chân nối tại các bộ giắc đến ECU 45
Hình 2.58: Hệ thống làm mát 50
Hình 2.59: Két nước 51

Hình 2.60: Bình nước giản nở 51
Hình 2.61: Quạt điện 52
Hình 3.1: Kiểm tra thông mạch phần cảm 55
Hình 3.2: Kiểm tra chạm mass phần cảm 56
Hình 3.3: Kiểm tra đường kính cổ góp 57
Hình 3.4: Kiểm tra thông mạch phần ứng. 57
Hình 3.5: Kiểm tra chạm mass phần ứng. 58
Hình 3.6: Đo chiều dài chổi than. 58
Hình 3.7: Kiểm tra cực dương bộ chỉnh lưu. 59
Hình 3.8: Kiểm tra cực âm bộ chỉnh lưu. 60
Hình 3.9: Kiểm tra thông mạch rotor máy khởi động 61
Hình 3.10: Kiểm tra chạm mát máy khởi động. 61
Hình 3.11: Kiểm tra đường kính cổ góp máy khởi động. 62
Hình 3.12: Kiểm tra độ tròn cổ góp. 62
Hình 3.13: Kiểm tra độ sâu của rãnh giữa các phân đoạn 63
Hình 3.14: Kiểm tra thông mạch máy khởi động. 64
Hình 3.15: Kiểm tra chạm mát máy khởi động. 64
x
Hình 3.16: Kiểm tra chiều dài chổi than 65
Hình 3.17: Kiểm tra cách điện. 65
Hình 3.18: Kiểm tra thông mạch cuộn hút. 66
Hình 3.19: Kiểm tra chạm mát cuộn giữ. 66
Hình 3.20: Sơ đồ mạch của rơle máy khởi động. 67
Hình 3.21: thiết bị kiểm tra, sửa chữa 73
Hình 4.1: Sơ đồ mạch đèn báo lỗi 79
Hình 4.2: Màn hình chính c ủa chương trình phần mềm 84
Hình 4.3: Giao diện của máy tính 84
Hình 4.4: Đo giá trị điện trở 87
Hình 4.5: Thông số của động cơ 90
Hình 4.6: Đường đặc tuyến tốc độ của động cơ 90

Hình 4.7: Tín hiệu vị trí piston 91
Hình 4.8: Tín hiệu xung phun của kim phun nhiên li ệu 91
1
MỞ ĐẦU
Bước vào thế kỷ 21, thế kỷ của công nghệ mới, tiên tiến. Các máy móc và
thiết bị hiện đại xuất hiện. Nhu cầu học tập của con người ngày càng nâng cao, ch ất
lượng dạy và học ngày càng được cải thiện nhiều, đặc biệt là các môn thực thành đã
có sự góp mặt của nhiều mô hình giúp cho sinh viên có th ể tiếp thu dễ dàng và
nhanh chóng, mặc khác cũng giúp cho người dạy cũng thuận lợi hơn.
Trường Đại học Nha Trang, đã trang bị vào các phòng thực hành rất nhiều các
mô hình, học cụ phục vụ cho học sinh và sinh viên học tập, thực tập, thực hành. Tuy
nhiên có một số thiết bị đã cũ hoặc hư hỏng cần phải khôi phục lại để đảm bảo chức
năng của nó nhằm phục vụ tốt cho việc giảng dạy, học tập. Với mong muốn khôi
phục và sửa chữa những hỏng hóc của các thiết bị đó, em đã quyết định chọn đề tài:
“Nghiên cứu phục hồi hệ thống điện và truyền dẫn hiển thị tín hiệu của động
cơ Toyota 16 valve 2000 trên mô h ình hệ thống phun xăng điện tử tại xưởng
thực tập điện Bộ môn Kỹ thuật ô tô – Khoa Cơ khí.”
Nội dung bao gồm:
Chương 1: Giới thiệu mô hình động cơ toyota 16 valve 2000.
Chương 2: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện và các hệ thống
của động cơ.
Chương 3: Khảo sát, kiểm tra tình trạng kỹ thuật và lập phương án phục hồi
các hệ thống trên mô hình động cơ toyota 16 valve 2000.
Chương 4: Kiểm tra, phục hồi, điều chỉnh hệ thống báo lỗi, truyền dẫn tín hiệu
của động cơ.
Chương 5: Vận hành thử nghiệm và đánh giá.
Trong quá trình thực hiện đề tài em đã cố gắng với mong muốn thực hiện tất cả
nội dung nghiên cứu nhưng do thời gian có hạn và khả năng bản thân còn hạn chế nên
chỉ hoàn thành các nội dung cơ bản và không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong
Quý thầy cô chỉ bảo, các bạn góp ý để đề t ài được bổ sung hoàn thiện hơn.

2
Chương 1
GIỚI THIỆU MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 16 VALVE 2000
1.1. TỔNG QUAN
Hình 1.1 : Mô hình động cơ Toyota 16 valve 2000.
 Kích thước.
Giá đỡ của mô hình là một khung kim loại được sơn màu xanh với các kích
thước như sau:
Chiều dài của khung là : 130 mm
Chiều rộng: 96 mm
Chiều cao: 75 mm
Bảng điều khiến được làm bằng mica với các kích thước như sau:
Chiều dài: 96 mm
Chiều rộng: 39 mm
Chiều cao: 95 mm
3
 Sơ đồ nối tắt chân ECU Bộ công tắc đánh Pan.
- Giắc nối tắc: Đây là một mạch mắc song song với ECU của động cơ vì vậy ta
có thể kiểm tra điện trở, hiệu diện thế của các cảm biến, hoặc kiểm tra các bộ phận
chấp hành của hệ thống điện trên ECU của động cơ.
- Công tắc đánh Pan: có chức năng nối và ngắt mạch tín hiệu từ các cảm biến
về ECU điều khiển.
Hình 1.2: Bảng taplo
Bảng 1.1: Các kí hiệu và tên các chân n ối tắt của ECU.
Kí
hiệu
Tên
Kí
hiệu
Tên

E01
Mass từ ắc quy
T
Tín hiệu đèn báo lỗi
No.10
Điều khiển vòi phun chính
nhóm 1
IDL
Công tắc không tải
STA
Tín hiệu đề
IGf
Tín hiệu đánh lửa
Vf
Điện áp 12V cho cảm biến
G-
Tín hiệu cuộn sơ cấp đánh lửa
ISC1
Van gió phụ
G+
Tín hiệu cuộn sơ cấp đánh lửa
W
Nguồn nuôi đèn báo lỗi
Ne
Tín hiệu vòng quay
Vc
Nguồn 5V cho cảm biến
E2
Mát cho cảm biến
Vs

Cảm biến đo lưu lượng gió
OX
Cảm biến khí thải
THA
Cảm biến nhiệt độ gió
E03
Mass cho cảm biến
BATT
Nguồn từ ắc quy
VTA
Công tắc toàn tải
+B
Nguồn sau công tắc khóa
THW
Cảm biến nhiệt độ nước
4
E02
Mass từ ắc quy
E21
Mass cho cảm biến
No.20
Vòi phun nhóm 2
STP
Tín hiệu phanh
IGt
Thời điểm đánh lửa
SPD
Tín hiệu tốc độ xe
E1
Mát cho cảm biến

ELS
Tín hiệu điện tử để ổn định trạng
thái không tải
ISC2
Tín hiệu điều hòa
+B
Nguồn sau công tắc khóa
A/C
Tín hiệu công tắc điều h òa
Bảng 1.2: Các công tắc đánh Pan
Vị trí
Chức năng nối và ngắt tín
hiệu từ
Vị trí
Chức năng nối và ngắt tín
hiệu từ
01
Không dùng
09
IDL
02
G-
10
VTA
03
G1
11
IGt
04
Ne

12
IGf
05
Vc
13
Không dùng
06
Vs
14
T
07
THA
15
BATT
08
THW
 Công tắc khóa.
Đây là công tắc điện cung cấp nguồn điện cho động cơ hoạt động đồng thời
cũng là công tắc khởi động động cơ.
Hình 1.3: Công tắc khóa
5
 Công tắc kết nối máy tính.
Là công tắc tổng dùng để ngắt hoặc kết nối tín hiệu từ ECU với máy tính. Khi
kết nối và thực hiện điều chỉnh trên máy tính phải dùng công tắc kết nối này.
Hình 1.4: Công tắc kết nối máy tính
 Hộp và cổng ghép nối máy tính.
Cho phép người sử dụng kết nối máy tính với động cơ thông qua cổng kết nối
này. Cổng kết nối với máy tính là cổng COM.
Hình 1.5: Hộp ghép nối máy tính.
 Hộp cầu chì và rơle.

Trên khung đỡ động cơ còn có hộp cầu chì nhằm bảo vệ hệ thống điện trên
động cơ, ắc quy cung cấp nguồn điện cho động cơ hoạt động, hộp ECU điều khiển
hoạt động của động cơ, cổng kết nối máy tính.
Hình 1.6: Hộp cầu chì và rơ le
6
 Bảng taplo.
Bảng taplo là cổng thông tin giao tiếp giữa người sử dụng và động cơ. Trên
taplo có các đồng hồ báo và các đèn báo như: Đ ồng hồ nhiên liệu, đồng hồ đo tốc
độ động cơ, đồng hồ nhiệt độ nước làm mát, đèn báo áp su ất dầu bôi trơn, đèn
check engine, ….
Hình 1.7: Bảng taplo
 Hộp ECU.
Hộp ECU là nơi nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lý rồi đưa đến các bộ phận
chấp hành.
Hình 1.8: Hộp ECU
 Sơ đồ chân ECU:
7
1.2. GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ
Động cơ ô tô 3S – FE do hãng Toyota sản xuất. Được trang bị chủ yếu trên xe
CAMRY, RV4…
Trên động cơ có trang bị các hệ thống điều khiển hiện đại như hệ thống phun
xăng điện tử, hệ thống đánh lửa điện tử, với việc áp dung những công nghệ hiện đại
này nên động cơ đã tiết kiệm đáng kể lượng nhiên liệu tiêu thụ, và giảm thiểu được
lượng khí độc hại thoát ra ngoài môi trư ờng.
Bảng 1.3:Các thông số cơ bản của động cơ (Tài liệu sửa chữa động cơ 3S-FE):
Tên thông số
Giá trị
Đơn vị
Dung tích xilanh
1998

cm
3
Mô men xoắn cực đại
169 (ở tốc độ 4400 vòng/phút)
Nm
Công suất cực đại
90 (ở tốc độ 5600 vòng/phút)
kW
Tốc độ cực tiểu
700
Vòng/phút
Góc đánh lửa
10
(Trước điểm chết trên)
Độ góc quay trục khuỷu
Các hệ thống có trên động cơ.
 Hệ thống khởi động động cơ và hệ thống cung cấp điện.
 Hệ thống đánh lửa.
 Hệ thống nhiên liệu.
 Hệ thống các cảm biến và điều khiển ECU.
 Hệ thống làm mát.
 Hệ thống bôi trơn.
 Hệ thống truyền lực.
8
Chương 2
CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HO ẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ CÁC
HỆ THỐNG CỦA ĐỘNG CƠ
2.1. HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
Trên ô tô, hệ thống cung cấp điện bao gồm máy phát điện xoay chiều, các thiết
bị phụ và thiết bị lưu trữ điện ắc quy.

2.1.1. Máy phát điện
Hiện nay, trên đông cơ ô tô h ầu như được trang bị một máy phát điện xoay
chiều và được chỉnh lưu thành dòng một chiều có điện áp đủ 12 V hoặc 24 V. Khi
động cơ vận hành, ô tô hoạt động, máy phát điện phải phát ra nguồn điện đủ cung
cấp điện năng cho tất cả các phụ tải dùng điện trên xe, ở mọi chế độ, bất cứ ban
ngày hay đêm. Các h ệ thống phụ tải này bao gồm:
- Hệ thống khởi động.
- Hệ thống đánh lửa.
- Hệ thống phun xăng điện tử.
- Hệ thống chiếu sáng.
- Hệ thống ABS.
- Các hệ thống an toàn và tiện nghi khác như: GPS, radio, …
Nhu cầu tiêu thụ điện năng của các hệ thống phụ tải nói trên được gọi là tải
điện. Trên ô tô, tùy theo công d ụng và đặc tính hoạt động, các hệ thống phụ tải được
phân loại như sau:
 Tải điện thường xuyên liên tục: Hệ thống đánh lửa, hệ thống cung cấp
xăng, hệ thống điều khiển động cơ.
 Tải điện theo chu kì dài: Radio, điều hòa không khí, đèn pha, đèn
cốt…
 Tải điện theo chu kì ngắn: đèn xi nhan, đèn phanh, máy g ạt nước,
motor nâng hạ kính, …
 Tải điện theo thời tiết: hệ thống lạnh, sưởi, …
9
Vị trí lắp trên động cơ:
Hình 2.1: Vị trí máy phát điện trên động cơ.
2.1.1.1. Cấu tạo máy phát điện xoay chiều
Kết cấu của máy phát điện gồm: vỏ, phần cảm, phần ứng, bộ chỉnh lưu và bộ
tiết chế điện tử.
+ Vỏ: Được làm bằng thép, có tác dụng gá đỡ phần cảm, ứng điện, các rế điot,
bộ tiết chế,…

+ Phần cảm điện: Gồm hai má cực bọc ngoài cuộn cảm và gắn cứng trên
trục. Mỗi má cựu có các vấu cực.Hai vòng đồng tiếp điện cách điện nhau và cách
mass với trục, làm nhiệm vụ dẫn điện ắc quy vào kích từ cuộn cảm qua hai chổi
than tiếp điện.Khi ta bật công tắc khóa, điện từ ắc quy sẽ vào kích từ cuộn cảm, các
vấu cực rotor trở thành các cực Bắc – Nam.
+ Phần ứng điện: Gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại, mặt trong có 18
rãnh xếp các cuộn dây ứng điện. Cuộn dây phần ứng điện gồm 3 pha, mỗi pha gồm
có 6 cuộn dây riêng biệt, các cuộn dây pha được đấu với nhau theo kiểu hình sao.
Bộ chỉnh lưu: hay còn gọi là bộ nén điện, bao gồm có 6 điot được mắc ở đầu
dây ra của các dây pha, được chia thành hai rế điot tản nhiệt. Trong máy phát điện
xoay chiều, bộ chỉnh lưu có công dụng biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng
điện một chiều để nạp vào ắc quy.
10
+ Bộ tiết chế: Bộ tiết chế điện tử đang dùng trên máy phát c ủa động cơ gồm
một số tranzito gắn trên đó, có tác dụng đóng và mở mạch khi cần thiết.
Máy phát điện có công suất lớn thì dòng điện kích từ cung cấp cho phần cảm
điện của nó cũng phải tăng. Như đã biết, để điều chỉnh điện áp phát, các tiếp điểm
rung của bộ tiết chế cơ khí phải đóng ngắt liên tục, nhưng nếu dòng điện cần ngắt
có trị số lớn thì tiếp điểm sẽ bị nóng và mau hỏng. Do vậy, việc điều chỉnh điện áp
bằng các thiết bị bán dẫn, trong đó tranzito làm nhi ệm vụ đóng và ngắt dòng kích từ
cung cấp cho cuộn cảm rotor.
2.1.1.2. Hoạt động của hệ thống cung cấp điện.
 Sơ đồ nguyên lý
Hình 2.2: Sơ đồ máy phát
 Hoạt động
Ban đầu, khi bật công tắc khóa về vị trí “ON”, dòng điện từ ắc quy đến máy
phát cung cấp điện cho cuộn cảm qua cổ góp và chổi than. Phần ứng của máy phát
chưa thể phát ra điện vì rotor chưa quay, bộ chỉnh lưu và bộ tiết chế vẫn chưa làm
việc.
11

Khi động cơ hoạt động, rotor của máy phát quay nhờ được truyền chuyển
động từ trục khuỷu của động cơ qua dây đai. Lúc này ph ần cảm của máy phát có
điện và sinh ra từ trường, rotor giống như một nam châm điện. Rotor quay, xuất
hiện từ thông biến thiên theo thời gian, tạo nên một suất điện động cảm ứng ở các
cuộn dây phần cảm. Nhưng dòng điện tạo ra là dòng điện xoay chiều 3 pha, cần
phải được nén lại thành dòng một chiều để sử dụng, do vậy dòng điện tiếp tục chạy
qua bộ chỉnh lưu 6 điot tạo nên dòng điện một chiều.
Sau khi đã hoạt động, bộ tiết chế sẽ trích ra một phần điện năng để cung cấp
cho cuộn dây phần cảm mà không cần phải lấy từ ắc quy.
Khi động cơ quay ở tốc độ cao, điện áp phát ra sẽ rất lớn hoặc do ắc quy đã
được nạp đầy, lúc này bộ tiết chế sẽ ngắt không cung cấp dòng điện đến phần cảm
điện và máy phát chỉ quay chứ không phát điện.
2.1.2. Ắc quy
Là thiết bị có tác dụng lưu trữ điện, cung cấp điện cho động cơ khởi động và
một số thiết bị và hệ thống khác trên ô tô. Ắc quy đang dùng là lo ại ắc quy chì -axit.
2.2. HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ.
Máy khởi động là động cơ điện một chiều, công suất khoảng 0,4 – 2 kW.
Trong quá trình khởi động động cơ, máy khởi động phải phát huy công su ất khoảng
6 kW trong khoảng thời gian ngắn khoảng 10 giây để khởi động động cơ.
Hình 2.3: Vị trí máy khởi động.
12
2.2.1. Cấu tạo máy khởi động:
+ Vỏ máy: Vỏ máy là một ống thép gia công mặt trong, có gắn các khối
cực để giữ các cuộn dây cảm điện. Trên vỏ có gắn một ốc đồng cánh điện với vỏ để
dẫn điện từ ắc quy vào cung cấp cho máy khởi động.
+ Các cuộn cảm: Các cuộn dây cảm điện có nhiệm vụ tạo từ trường chính
cho các khối cực, quấn bằng dây dẹt tiết diện lớn quanh các khối cực từ 4 – 10
vòng. Dây phải lớn vì mỗi lần hoạt động máy khởi động tiêu thụ trên 200 A. Các
cuộn kề nhau được cuốn ngược chiều để tuần tự tạo các cực Bắc Nam khác tên.
Vở có nhiệm vụ làm cầu nối liên lạc mạch từ giữa các cực. Các cuộn cảm

được đấu nối tiếp với rotor, cuộn đầu nối với ốc cách điện trên vỏ, cuộn cuối nối với
các chổi than dương.
+ Rotor: Hay là phần chuyển động quay bên trong máy kh ởi động, cấu tạo
bằng cách ép chặc nhiều lá thép kỹ thuật điện trên trục tạo thành lõi. Trên lõi có
nhiều rãnh dọc để quấn dây. Rotor gối lên hai bạc đồng và quay giữa các khối cực
với khoảng cách ít nhất để giảm bớt tiêu hao mất từ trường.
Dây quấn trong rotor máy kh ởi động là cá thanh đồng tiết diện dẹt hình
chữ nhật. Mỗi rang có hai dây và qu ấn sóng. Hai nhánh của vòng dây được bố trí
cách nhau 90
0
.
Cổ góp điện gồm nhiều miếng đồng ghép quanh trục, giữa các miếng đồng
với nhau và trục được cánh điện nhờ mi ca.
+ Chổi than: Chổi than máy khởi động làm bằng bột than và bột đồng
hoặc thiếc, đồng với graphit, được ép đúc thành khối dưới áp suất cao. Mỗi chổi
than được gắn liền với dây nối điện. Máy khởi động có 4 chổi than, hai dương hai
âm.
+ khớp truyền động: Khớp truyền động là cơ cấu truyền momen từ động
cơ điện của máy khởi động đến bánh đà động cơ ô tô. Tỉ số truyền động trong
khoảng 1:10 đến 1:20 đủ để cho động cơ khởi động. Sau khi động cơ nổ số vòng
quay tự lập lên đến khoảng 3000 – 4000 vòng/phút nhanh h ơn tốc độ của trục máy
13
khởi động truyền đến, khớp truyền động sẽ tự động tách ra khởi bánh đà. Khớp
truyền động kiểu ly hợp một chiều được điều khiển nhờ cuộn solenoid.
+ Cuộn solenoid: Hay còn gọi là rơle khởi động có hai cuộn dây, một
cuộn hút và một cuộn giữ. Cuộn hút có tác dụng nối tiếp điểm cho máy khởi động
quay và nối ly hợp truyền động cho trục truyền động ăn khớp bánh răng với bánh
đà. Cuộn giữ có tác dụng giữ hai kết nối trên.
2.2.2. Hoạt động của hệ thống khởi động.
 Sơ đồ mạch điện.

Hình 2.4: Sơ đồ mạch điện hoạt động của máy khởi động.
 Hoạt động
Nối ắc quy vào hệ thống điện động cơ, dòng điện sẽ chạy đến máy khởi động
và chờ ở tiếp điểm (cực 30 (+)), sẵn sàng cho việc làm quay động cơ điện một
chiều.
Khi bật công tắc khóa về vị trí “ON”, sẽ có một dòng điện tới và chờ ở cực 5
của rơle khởi động.
Khi bật công tắc khóa về vị trí “START”, ngay l ập tức dòng điện chạy qua
khóa, rồi qua rơle đóng mạch cho dòng điện vào cuộn solenoid của máy khởi động.
Đầu tiên, dòng điện đi vào cuộn hút của solenoid, đóng tiếp điểm làm cho máy kh ởi
động quay, và cũng ngay lúc này cũng có thêm hai công tác nữa đó là lõi solenoid
cũng đóng ly hợp của bánh răng máy kh ởi động và bánh răng bánh đà đ ộng cơ,
công tác thứ hai là dòng điện chạy qua cuộn giữ, có tác dụng giữ nguyên vị trí của
lõi solenoid, máy kh ởi động sẽ làm quay động cơ.
14
Lúc động cơ đã nổ, vận tốc của bánh đà nhanh hơn lúc kh ởi động, bánh răng
của máy khởi động sẽ quay lồng không theo bánh đà, v ì có khớp một chiều tại trục
máy khởi động.
Khi đã khởi động xong, ta thả chìa khóa ra, công t ắc khóa sẽ tự nhảy về vị trí
“ON”, rơle khởi động mở mạch, dòng diện không tiếp tục cung cấp cho solenoid,
lõi solenoid về vị trí cũ nhờ lò xo hồi vị và tiếp điểm bị hở, máy khởi động ngừng
làm việc.
Chú ý: Mỗi lần khởi động máy thì bật công tắc khóa không quá 8 giây.
Khoảng cách giữa các lần bật ít nhất là 3 – 5 giây, nếu động cơ không nổ sau
khoảng 10 lần “đề”, thì nên kiểm tra lại các hệ thống khác.
2.3. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
Các cảm biến sẽ cung cấp thông tin dưới dạng các tín hiệu điện liên quan đến
các thông số làm việc của động cơ, các tín hiệu nay được gửi đến ECU, sau khi
ECU xử lý các thông tin này, b ộ điều khiển trung tâm sẽ xác định lượng xăng cần
cung cấp cho động cơ theo một chương trình tính toán sẵn đã được lập trình sẵn và

chỉ huy sự hoạt động của các vòi phun xăng.
Trong hệ thống phun xăng điện tử, hệ thống cung cấp xăng gồm các bộ phận
chính sau đây:
 Bơm xăng điện.
 Lọc xăng.
 Bộ chia xăng.
 Bộ điều áp.
 Bộ giảm rung động.
 Các vòi phun chính , vòi phun phụ và công tắc nhiệt thời gian.
2.3.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu
- Sơ đồ nguyên lý.
15
Hình 2.5: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển lập trình cho động cơ.
Hình 2.6: Sơ đồ các khối chức năng của hệ thống điều khiển phun xăng.
- Nguyên lý:
Một bộ điều khiển điện tử ECU (Elctronic Controlled Unit) ti ếp nhận và xử
lý các tín hiệu của các cảm biến gửi đến, bằng cách so sánh với các giá trị tối ưu
trong bộ nhớ, sau đó tính toán và h ình thành các xung điều khiển, đưa đến các thiết