Nghiên cứu về hệ thống điều khiển phun nhiên liệu trên động cơ 2AZ - FE lắp trên dòng xe CAMRYcủa hãng TOYOTA

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

1


……………………………………………………………………………………………
…
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………
………………………………….
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

2


……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................................................9
PHẦN MỞ ĐẦU.............................................................................................................10
1. Lý do chọn đề tài.........................................................................................................10
2. Mục tiêu của đề tài......................................................................................................10
3. Mục đích của đề tài....................................................................................................11
4. Phương pháp nghiên cứu............................................................................................11
5. Giới hạn của đề tài......................................................................................................11
PHẦN NỘI DUNG.........................................................................................................13

CHƯƠNG I: HỆ THỐNG PHUN XĂNG TRÊN ĐỘNG CƠ
TOYOTA 2AZ – FE......................................................................................................13
1.1.1. Lịch sử EFI............................................................................................................13
1.1.2. Nhiệm vụ của hệ thống phun xăng điện tử..........................................................14
1.1.3. Ưu nhược điểm của hệ thống phun xăng điện tử.................................................14
1.1.4. Điểm khác nhau giữa hệ thống cung cấp nhiên liệu thông thường với hệ thống
phun xăng điện tử............................................................................................................15
1.1.6. Sơ đồ khối tổng quát hệ thống phun xăng điện tử................................................16
1.2. HỆ THỐNG PHUN XĂNG TRÊN ĐỘNG CƠ 2AZ – FE....................................17
1.2.2. Giới thiệu chung về hệ thống phun xăng trên động cơ TOYOTA 2AZ - FE......19
.........................................................................................................................................19
.........................................................................................................................................19
1.2.4. Khối nhiên liệu......................................................................................................22
1.2.5. Khối nạp khí..........................................................................................................32
1.2.6. Các loại cảm biến dùng trong hệ thống................................................................33
1.2.7. Bộ điều khiển trung tâm ECU..............................................................................39
CHƯƠNG II: SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHUN XĂNG
TRÊN ĐỘNG CƠ TOYOTA 2AZ -FE..........................................................................40
2.1. NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ KIỂM TRA, SỬA CHỮA..........................41
2.1.1. Ý nghĩa của việc kiểm tra, chẩn đoán. .................................................................41
2.1.2. Các phương pháp kiểm tra, chẩn đoán.................................................................41
2.1.3. Cách kiểm tra cơ bản............................................................................................41
2.2.1. Hệ thống chẩn đoán M- OBD...............................................................................47
2.2.2. Quy trình phát mã.................................................................................................51
2.2.3 Cách đọc mã chẩn đoán.........................................................................................51
2.2.4. Cách xóa mã chẩn đoán........................................................................................52
2.3. CÁC CỰC CỦA ECM.............................................................................................55
2.4. BẢNG TRIỆU CHỨNG HƯ HỎNG......................................................................61
2.5. BẢNG MÃ HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG............................................................63
2.6. THÔNG SỐ SỬA CHỮA........................................................................................68

2.7. QUY TRÌNH KIỂM TRA CƠ BẢN.......................................................................70
2.7.1. Quy trình kiểm tra cơ bản, tháo – lắp vòi phun....................................................70
2.7.2. Quy trình kiểm tra, tháo – lắp bơm nhiên liệu.....................................................74
2.7.3. Kiểm tra tốc độ không tải.....................................................................................76

3


.........................................................................................................................................76
2.8.1. Mạch điều khiển bộ sấy cảm biến ôxy (P0031; P0032).......................................76
2.8.2. Mạch điện điều khiển bộ sấy của cảm biến ôxy cao (P0037; P0038).................80
2.8.4. Hỏng mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp (P0100; P0112; P0113) .........................87
2.8.5. Hỏng mạch nhiệt độ nước làm mát động cơ (P0015; P0117; P0118).................89
2.8.6. Hỏng mạch cảm biến vị trí bàn đạp ga (P0120; P0122; P0220; P0222; P0123;
P0223; P2135).................................................................................................................91
2.8.7. Hỏng mạch mô tơ điều khiển bộ chấp hành bướm ga (P2102; P2103)..............93
2.8.8. Hệ thống điều khiển bộ chấp hành bướm ga (P2111; P2103).............................95
Sơ đồ mạch điện tham khảo hình 2.9..............................................................................95
2.8.9. Dòng điện mô tơ điều khiển bộ chấp hành bướm ga (P2118).............................96
2.8.10. Cổ họng gió điều khiển bộ chấp hành bướm ga (P2119)...................................98
2.8.11. Mạch cảm biến vị trí bàn đạp (P2120; P2122; P2123; P2125; P2127; P2128;
P2138 )............................................................................................................................98
2.8.14. Hỏng mạch dòng điện khuyếch đại cảm biến ôxy (P2237; P2238; P2239;
P2252; P2253)...............................................................................................................104
2.9. KIỂM TRA BẰNG PHƯƠNG PHÁP KÍCH HOẠT SỰ HOẠT ĐỘNG
CỦA THIẾT BỊ............................................................................................................107
2.9.2. Kiểm tra bằng máy chẩn đoán mạch điện phun xăng........................................110
2.9.3. Kiểm tra mạch nguồn ECM................................................................................113
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ..........................................................................................126
I. KẾT LUẬN...............................................................................................................126

II. KIẾN NGHỊ.............................................................................................................126
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Sơ đồ khối tổng quát hệ thống phun xăng điện tử.........................................16
Hình 1.2. Mặt cắt dọc động cơ TOYOTA 2AZ - FE.....................................................17
Hình 1.3. Mặt cắt ngang động cơ TOYOTA 2AZ - FE.................................................18
Hình 1.4. Sơ đồ bố trí các bộ phận trên hệ thống phun xăng .............................19
Hình 1.5. Sơ đồ hệ thống phun xăng trên động cơ TOYOTA 2AZ- FE........................19
Hình 1.6. Sơ đồ mạch điện hệ thống phun xăng............................................................21
Hình 1.7. Sơ đồ cấu tạo hệ thống nhiên liệu động cơ 2AZ-FE......................................22
Hình 1.8. Cấu tạo bơm nhiên liệu...................................................................................23
Hình 1.9. Sơ đồ mạch điện hoạt động cơ bản của bơm nhiên liệu................................23
Hình 1.10. Sơ đồ mạch điện hoạt động của bơm nhiên liệu (khóa điện ở vị trí ON)....24

4


Hình 1.11. Sơ đồ mạch điện hoạt độngcủa bơm nhiên liệu (khóa điện ở vị trí START).
.........................................................................................................................................24
Hình 1.12. Sơ đồ mạch điện điều khiển tốc độ của bơm nhiên liệu..............................25
Hình 1.13. Cấu tạo bộ ổn định áp suất......................................................26
Hình 1.14. Cấu tạo lọc nhiên liệu.............................................................................26
Hình 1.15. Cấu tạo bộ giảm rung....................................................................................26
Hình 1.16. Cấu tạo vòi phun...........................................................................................27
Hình 1.17. Sơ đồ mạch điện của vòi phun nhiên liệu của động cơ 2AZ - FE...............27
Hình 1.18. Làm đậm để khởi động.................................................................................28
Hình 1.19. Làm đậm để hâm nóng................................................................................30
Hình 1.20. Làm đậm để tăng tốc.....................................................................................30
Hình 1.22. Hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ
không khí - nhiên liệu....................................................................................................31

Hình 1.23. Hiệu chỉnh khi cắt nhiên liệu........................................................................32
Hình 1.24. Sơ đồ bố trí khối nạp khí..............................................................................32
Hình 1.25. Cấu tạo bộ lọc gió.........................................................................................32
Hình 1.26. Cấu tạo cổ họng gió..............................................................................33
Hình 1.27. Cấu tạo đường ống nạp.................................................................................33
Hình 1.28. Cấu tạo của cảm biến
vị trí bướm ga..................................................................................................34
Hình 1.29. Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước ..................................................................35
Hình 1.30. Vị trí, sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát....................35
Hình 1.31. Cảm biến nồng độ oxy..........................................................................36
Hình 1.32. Van ISC.........................................................................................................36
Hình 1.35. (a) Kết cấu cảm biến vị trí trục khuỷu, (b)Tín hiệu xung từ cảm biến........38
Hình 1.36. Mạch cảm biến vị trí trục khuỷu...................................................................38
Hình 1.37. Kết cấu cảm biến vị trí trục cam, Tín hiệu xung từ cảm biến......................39
Hình 1.38. Sơ đồ khối hoạt động của ECU....................................................................39
Hình 2.1. Vị trí giắc DLC3 và đèn MIL........................................................................47
Hình 2.2. Các cực giắc DLC3.........................................................................................48
Hình 2.3. Khoảng nháy đèn MIL khi không có lỗi.......................................................51
Hình 2.4. Xung chẩn đoán..............................................................................................52
Hình 2.5. Các cực của ECM...........................................................................................55
Hình 2.6. Sơ đồ mạch điện cảm biến A/F và HO2.........................................................77
Hình 2.7. Sơ đồ mạch điện cảm biến lưu lượng khí nạp................................................83
Hình 2.8. Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga..................................................91
Hình 2.9. Sơ đồ mạch môtơ điều khiển bộ chấp hành bướm ga....................................93
Hình 2.10. Sơ đồ mạch điện điều khiển bộ chấp hành bướm ga...................96
Hình 2.11. Mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga..........................................................99
Hình 2.12. Sơ đồ mạch điện cảm biến oxy...................................................................104
Hình 2.13. Sơ đồ mạch điện của cảm biến A/F...........................................................107
Hình 3.1. Động cơ đặt dọc............................................................................................118
Hình 3.2. Động cơ đặt ngang........................................................................................118

Hình 3.3. Động cơ đặt ngang và bảng điều khiển để một phía cạnh máy...................119
Hình 3.4. Động cơ đặt ngang và bảng điều khiển để cạnh máy...................................120
Hình 3.5. Động cơ đặt dọc và bảng điều khiển đặt ngang...........................................121
Hình 3.7. Hình chiếu bằng............................................................................................122

5


Hình 3.8. Hình chiếu cạnh............................................................................................123
Hình 3.9. Hình chiếu trục đo.........................................................................................123
Hình 3.10. Bảng điều khiển..........................................................................................124
Hình 3.10. Mô hình hoàn thiện nhìn từ trên xuống......................................................125

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Các loại cầu chì..............................................................................................42
Bảng 2.2. Điện áp các cực...............................................................................................58
Bảng 2.3. Bảng triệu chứng hư hỏng..............................................................................63
Bảng 2.4. Bảng mã hư hỏng của hệ thống......................................................................68
Bảng 2.5. Bảng thông số sửa chữa..................................................................................70

6


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.............................................................1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN.................................................................2
...............................................................................................................................43
1) Trong trường hợp có bất kỳ cặn bẩn nào ở phần tiếp xúc, làm sạch điểm tiếp
xúc bằng súng hơi hay giẻ mềm...........................................................................43
Để kiểm tra hở mạch trong dây điện.....................................................................44
2.2.1.1. Hệ thống M - OBD.................................................................................47

Hơn nữa, những mã DTC tương ứng được ghi lại trong bộ nhớ của ECM. Nếu
hư hỏng không xảy ra trong 3 hành trình liên tiếp, đèn MIL tự động tắt đi nhưng
DTC vẫn được ghi trong bộ nhớ của ECM.........................................................47
a, Chế độ thường và chế độ kiểm tra...................................................................47
Hệ thống chẩn đoán hoạt động ở “chế độ thường” khi xe đang được sử dụng
bình thường. Trong chế độ thường, thường dùng thuật toán phát hiện 2 hành
trình để đảm bảo phát hiện chính xác các hư hỏng. Ngoài ra còn có “chế độ

7


kiểm tra” để kỹ thuật viên lựa chọn. Trong chế độ kiểm tra, thường dùng thuật
toán phát hiện một hành trình để mô phỏng các triệu chứng hư hỏng và làm tăng
khả năng của hệ thống để phát hiện các hư hỏng, bao gồm cả các hư hỏng chập
chờn (Chỉ dùng máy chẩn đoán)..........................................................................47
b, Thuật toán phát hiện 2 hành trình....................................................................47
Khi phát hiện ra hư hỏng đầu tiên, hư hỏng tạm thời được lưu lại trong bộ nhớ
của ECM (hành trình thứ nhất). Nếu hư hỏng tương tự xuất hiện một lần nữa
sau khi khoá điện tắt OFF và sau đó bật ON, đèn MIL sẽ sáng lên....................48
a, Kiểm tra và bảo đảm các điều kiện sau:...............................................................51
i. Điện áp ắc quy 11 V hay hơn................................................................................51
ii. Bướm ga đóng hoàn toàn......................................................................................51
iii. Hộp số ở vị trí P hay N........................................................................................51
iv. Công tắc A/C OFF...............................................................................................51
b, Tắt khoá điện.........................................................................................................51
c, Nối máy chẩn đoán với giắc DLC3......................................................................51
d, Bật khóa điện đến vị trí ON và bật máy chẩn đoán ON.......................................51
e, Chọn các mục sau: Utility / Check Mode.............................................................51
f, Chuyển ECM từ chế độ thường sang chế độ kiểm tra..........................................51
g, Chắc chắn rằng đèn MIL nháy như trong hình vẽ................................................51

h, Khởi động động cơ................................................................................................51
i, Chắc chắn rằng đèn MIL tắt..................................................................................51
j, Mô phỏng các tình trạng hư hỏng do khách hàng mô tả.......................................51
k, Kiểm tra các mã DTC và dữ liệu lưu tức thời bằng máy chẩn đoán....................51
Để đảm bảo các yêu cầu đã đề ra, ta đi vào nghiên cứu các phương án xây dựng
và lắp đặt mô hình đang được áp dụng phổ biến trên thị trường hiện nay......117
Động cơ đặt dọc và bảng điều khiển để ở đầu máy két nước đặt dọc thân máy.
.............................................................................................................................117
Động cơ đặt ngang và bảng điều khiển đặt một phía đầu máy..........................118
Động cơ đặt ngang và bảng điều khiển để một phía cạnh máy..........................119
.............................................................................................................................120
b) Dự toán nguyên vật liệu làm mô hình ...........................................................124
.................................................................................................................................125

8


LỜI NÓI ĐẦU
Trong giai đoạn hiện nay ngành ôtô có vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế quốc
dân, ôtô được sử dụng trong nhiều ngành kinh tế như: vận tải, xây dựng, du lịch…Cùng
với sự phát triển vượt bậc của mình ngành công nghệ ôtô ngày càng khẳng định vai trò
quan trọng không thể thiếu trong sự phát triển của một quốc gia.
Nhờ sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật và công nghệ, ngành ôtô đã
không ngừng tự làm mới mình để đáp ứng được những yêu cầu bức thiết trong vấn đề
sử dụng. Ngành ôtô đã có những bước tiến bộ vượt bậc về thành tựu kỹ thuật mới như:
Điều khiển điện tử và kỹ thuật bán dẫn cũng như các phương pháp tính toán hiện đại…
đều được áp dụng trên ôtô. Khả năng cải tiến, hoàn thiện và nâng cao để đáp ứng mục
tiêu chủ yếu về tăng năng suất, vận tốc, tải trọng có ích, tăng tính kinh tế, giảm cường
độ cho người lái, tính tiện nghi sử dụng cho khách hàng và giảm tối ưu lượng nhiên
liệu.

Việc giảm tối ưu lượng nhiên liệu mà công suất của động cơ vẫn đảm bảo đang là
vấn đề bức thiết và là nhu cầu hàng đầu trong mục đích sử dụng của khách hàng. Công
nghệ phun nhiên liệu điện tử đã ra đời và đáp ứng được mục đích sử dụng. Cùng với
công nghệ phun Diesel điện tử, công nghệ phun xăng điện tử cũng đã và đang được
nghiên cứu và ứng dụng trong thực tiễn sử dụng của nghành ôtô.
Sau 2 năm học tập tại trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên chúng em đã được khoa
CKĐL tin tưởng giao cho đề tài :
“Nghiên cứu về hệ thống điều khiển phun nhiên liệu trên động cơ 2AZ - FE lắp
trên dòng xe CAMRYcủa hãng TOYOTA” do thầy: Lê Đăng Đông hướng dẫn.
Đây là một đề tài còn mới mẻ nên chúng em gặp rất nhiều khó khăn trong quá trình
thực hiện và sẽ còn thiếu sót. Vậy kính mong các thầy giáo chỉ bảo để đồ án của chúng
em được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong khoa và thầy Lê Đăng
Đông đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn chúng em thực hiện đồ án này.

Sinh viên thực hiện:
Hoàng Tuấn Huân

9


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài.
Với một sự phát triển nhanh và mạnh của thị trường ô tô Việt Nam. Một yêu cầu
được đặt ra, đó là làm thế nào để khai thác được hiệu quả nhất động cơ của ô tô, nhất là
về phần điều khiển, để có thể đánh giá và sử dụng hết được những tính năng của nó,
đem lại chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật (ít tiêu hao nhiên liệu, sự ô nhiễm, công suất động cơ)
cao nhất… Đó là một nhiệm vụ được đặt ra cho một nước đang hội nhập với thế giới
như Việt Nam.
Đó cũng là lý do mà em chọn Đề tài tốt nghiệp của mình là “Nghiên cứu về hệ

thống điều khiển phun nhiên liệu trên động cơ 2AZ - FE lắp trên dòng xe CAMRYcủa
hãng TOYOTA”. Trong phạm vi giới hạn của Đề tài, khó mà có thể nói hết được tất cả
các công việc cần phải làm để khai thác hết tính năng về phần điều khiển phun nhiên
liệu động cơ xe ô tô. Tuy nhiên, đây sẽ là nền tảng cho việc lấy cơ sở để khai thác
những động cơ tương tự sau này, làm thế nào để sử dụng một cách hiệu quả nhất, kinh
tế nhất trong khoảng thời gian lâu nhất.

2. Mục tiêu của đề tài.
Như đã trình bày ở phần trên, mục tiêu của Đề tài này là làm thế nào để chúng ta có
thể có một cái nhìn khái quát về các công việc có thể tiến hành để khai thác có hiệu quả
nhất hệ thống phun nhiên liệu động cơ 2AZ - FE lắp trên xe CAMRY của hãng
TOYOTA.
Qua tìm hiểu, ta có thể nắm được tổng quan về kết cấu các bộ phận của hệ thống
nhiên liệu động cơ 2AZ - FE của Toyota Camry, nắm được cấu tạo chi tiết và sự hoạt
động của từng bộ phận trong hệ thống nhiên liệu trên động cơ. Từ đó ta có thể rút ra
được những nguyên nhân hư hỏng và cách sửa chữa khi hệ thống gặp sự cố, ngoài ra ta
cũng có thể thấy được những ưu nhược điểm của hệ thống nhiên liệu trên động cơ 2AZ
- FE.
Nhờ những hiểu biết này, những người kỹ sư về ô tô có thể đưa ra những lời khuyên
cho người sử dụng cần phải làm như thế nào để sử dụng, khai thác hệ thống nhiên liệu
động cơ Toyota Camry 2AZ - FE một cách hiệu quả nhất, trong thời gian lâu nhất giúp
động cơ hoạt động được với tính kinh tế và năng suất cao nhất. Cuối cùng, nắm vững và

10


khai thác hiệu quả hệ thống nhiên liệu động cơ Toyota Camry 2AZ - FE, trên cơ sở nền
tảng đó chúng ta sẽ có thể khai thác tốt các loại hệ thống nhiên liệu kiểu mới hơn, được
ra đời sau này và có các hệ thống tiên tiến hơn. Khai thác và sử dụng tốt hệ thống phun
nhiên liệu động cơ 2AZ - FE cũng là một cách để chúng ta bảo vệ môi trường sống của

chính chúng ta, bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

3. Mục đích của đề tài.
Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài này, bản thân sinh viên nhận thấy đây là
một cơ hội rất lớn để có thể củng cố các kiến thức mà mình đã được học. Ngòai ra, sinh
viên còn có thể biết thêm những kiến thức thực tế mà trong nhà trường khó có thể
truyền tải hết được, đó thực sự là những kiến thức mà mỗi sinh viên rất cần khi công tác
sau này.
Ngòai ra, thực hiện luận văn cũng là dịp để sinh viên có thể nâng cao các kỹ năng
nghề nghiệp, khả năng nghiên cứu độc lập và phương pháp giải quyết các vấn đề. Bản
thân sinh viên phải không ngừng vận động để có thể giải quyết những tình huống phát
sinh, điều đó một lần nữa giúp cho sinh viên nâng cao các kỹ năng và kiến thức chuyên
ngành.
Cuối cùng, việc hòan thành luận văn tốt nghiệp sẽ giúp cho sinh viên có thêm tinh
thần trách nhiệm, lòng say mê học hỏi, sáng tạo. Và đặc biệt quan trọng là lòng yêu
nghề nghiệp.

4. Phương pháp nghiên cứu.
Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài em có sử dụng một số phương pháp
nghiên cứu sau:
- Tra cứu trong các tài liệu, giáo trình kỹ thuật, sách vở, đặc biệt là các cuốn cẩm nang
khai thác, bảo dưỡng sửa chữa của chính hãng Toyota.
- Tìm kiếm thông tin trên mạng Internet, các website trong và ngòai nước. So sánh và
chắt lọc để sử dụng những thông tin cần thiết và đáng tin cậy.
- Tham khảo ý kiến của các Giảng viên trong ngành cơ khí ô tô. Trong đó phải kể đến
các Thầy trong khoa Cơ Khí – Động Lực của trường ĐHSPKT Hưng Yên, các kỹ sư,
chuyên viên kỹ thuật về ô tô tại các Trung tâm bảo hành, 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.

5. Giới hạn của đề tài.
Do thời gian làm luận văn có hạn nên chỉ nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động
bộ phận chính trong hệ thống, từ đó có đưa ra nguyên lý hoạt động chung và cách sửa
chữa hư hỏng của hệ thống phun xăng điện tử trên động cơ 2AZ - FE trên xe CAMRY.

11


6. Kế hoạch nghiên cứu đề tài.
1. Nghiên cứu.
Sau khi nhận được đề tài, em bắt đầu nghiên cứu đề tài, được tiến hành trong khoảng
7 ngày bắt đầu từ ngày 12 tháng 3 năm 2013.
2. Tìm tài liệu.
Sau khi đã nghiên cứu chúng em bắt đầu tìm tài liệu liên quan đến đề tài
Thời gian từ ngày 19 đến ngày 25 tháng 3
3. Hoàn thành đề cương.
Viết và hoàn thành đề cương từ ngày 25 đến ngày 30 tháng 3
4. Viết và hoàn thành đề tài
Sau khi đã hoàn thành đề cương, chúng em bắt đầu viết và hoàn đề tài.
Từ ngày 1 tháng 3 đến ngày 10 tháng 8 năm 2013.
5. Làm mô hình động cơ
a, Phần thiết kế mô hình dự tính thời gian tiến hành trong khoảng 15 ngày bắt
đầu từ ngày 18 tháng 03 năm 2013:
• Từ ngày 18 đến 24 tháng 03 năm 2013 thời gian tham khảo và tìm hiểu các
mô hình khác để tìm ra các ưu nhược điểm mà từ đó thiết kế ra mô hình động
cơ Toyota 2AR-FE một cách tối ưu nhất.
• Từ ngày 24 đến ngày 01 tháng 04 năm 2013 tiến hành thiết kế mô hình trên
máy tính.
b, Dự kiến thời gian xây dựng mô hình 60 ngày bắt đầu từ ngày 02 tháng 04 năm

2013:
• Từ ngày 02-04-2013đến ngày 01-05-2013 tiến hành thực hiện xây dựng mô
hình theo bản vẽ:
 Tuần thứ nhất: chuẩn bị nguyên vật liệu cho việc xây dựng mô hình.
 Tuần thứ hai và ba kế tiếp tiến hành xây dựng mô hình.
 Tuần thứ tư kiểm tra và khắc phục những chỗ chưa đạt yêu cầu.
• Từ ngày 02 tháng 05 đến ngày 16 tháng 05 năm 2013 tiến hành sơn bề mặt
mô hình theo quy trình sơn ôtô.
• Từ ngày 17 tháng 05 đến ngày 27 tháng 05 tiến hành chế tạo mặt market.
• Từ ngày 28 tháng 05 đến 01 tháng 06 tiến hành đưa động cơ lên mô hình và
kiểm tra và sửa chữa những phần không hợp lý.

12


PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG I: HỆ THỐNG PHUN XĂNG TRÊN ĐỘNG CƠ
TOYOTA 2AZ – FE
1.1. KHÁI QUÁT CHUNG HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ.
1.1.1. Lịch sử EFI.
Hệ phun xăng điện tử đầu tiên được thương mại hóa bởi Bosch năm 1955 trên
Wright R-3350. Hệ thống này cải biến trên trên hệ thống diesel có áp lực cao được gắn
cánh bướm ga (diesel cổ điển không có bướm ga). Nó dùng một bơm xăng bình thường
cung cấp nhiên liệu cho vòi phun được tăng áp vào buồng đốt. Khi kết hợp với valve
Desmo trong xe đua 300SL tạo ra một sức >100 mã lực /mỗi 1000 cc xem ra còn tốt
hơn các xe ngày nay không xài turbo.
Sản phẩm điện tử EFI thương mại đầu tiên là Electrojector ra đời năm 1957 do
American Motors cho động cơ 288 bhp (214.8 kW). Nhưng chưa đưa vào đại trà. Năm
1957 Chrysler sử dụng hệ phun xăng điện tử EFI (electronic fuel injection) ra đời trên
thương mại bởi Bendix Corporation và năm 1958 Chrysler trên xe Chrysler 300D,

Dodge D500, Plymouth Fury và DeSoto Adventurer.Nhưng bản quyền sáng chế lại về
tay Bosch.
Bosch phát minh hệ EFI gọi là D -Jetronic (D for Druck, German = áp suất) trên xe
VW 1600TL in 1967. Đây là một hệ dùng vận tốc và tỉ trọng không khí để tính toán
khối lượng khí cần rồi từ đó tính thể tích nhiện liệu cần. Hệ thống này sử dụng những
cảm biến cơ điện tử là những thứ bị ảnh hưởng bởi rung động và tạp chất.
Sau đó các hệ K-Jetronic và L-Jetronic ra đời năm 1974 dùng cảm biến lưu lượng
khí rồi kế tiếp các cảm biến về áp suất, nhiệt độ rồi khối lượng ra đời.
Năm 1982 Bosch giới thiệu một hệ có cảm biến đo trực tiếp khối lượng khí nạp gọi
đó là LH-Jetronic (L for Luftmasse and H for Hitzdraht, German for "air mass" and "hot
wire", respectively). Cảm biến này dùng một cuộn platin nung nóng đặt trong luồng khí
nạp. Tốc độ làm lạnh cuộn dây tỉ lệ với khối lượng khí thổi qua.Vì đo trực tiếp khối
lượng khí nên các cảm biến về áp suất và nhiệt độ không cần. Một hệ LH Jetronic như
thế là một hệ EFI hoàn chỉnh đầu tiên làm cơ bản cho sau này. Sự tiến bộ của việc tạo ra
những vi mạch số (digital microprocessor) cho phép tổng hợp về một nguồn điều khiển
chung.

13


Với sự phát minh của EFI, Honda đã áp dụng ngay phương pháp này để làm lợi cho
mình. Honda giới thiệu một số kiểu xe giá rẻ ở Bắc Mỹ dùng EFI dưới tên gọi PGM-FI.
Khởi nguồn từ xe đua, PGM-FI đã tìm đường vào xe hơi Honda vào cuối thập niên
1980 trong xe Accord và Prelude trong các máy Honda A20A, A20A3 & A20A4.
1.1.2. Nhiệm vụ của hệ thống phun xăng điện tử.
Hệ thống cung cấp nhiên liệu có nhiệm vụ cung cấp hỗn hợp xăng và không khí vào
các xilanh với định lượng và thành phần đồng đều giữa các xilanh, phù hợp với các chế
độ tải và tốc độ làm việc của động cơ.
Thành phần của hỗn hợp cung cấp vào động cơ ngoài đảm bảo sự làm việc tối ưu
của động cơ về công suất và tiêu thụ nhiên liệu mà còn phải đảm bảo khí thải có thành

phần độc hại là thấp nhất.
1.1.3. Ưu nhược điểm của hệ thống phun xăng điện tử.
a, Ưu điểm.
- Dùng áp suất làm tơi xăng thành những hạt bụi sương hết sức nhỏ.
- Phân phối hơi xăng đồng đều đến từng xylanh một và giảm thiểu xu hướng kích
nổ bởi hòa khí loãng hơn.
- Động cơ chạy không tải êm dịu hơn.
- Tiết kiệm nhiên liệu nhờ điều khiển được lượng xăng chính xác, bốc hơi tốt,
phân phối xăng đồng đều.
- Giảm được các loại khí thải độc hại nhờ hòa khí loãng.
- Mô men xoắn của động cơ phát ra lớn hơn, khởi động nhanh hơn, sấy nóng máy
nhanh và động cơ làm việc ổn định hơn.
- Tạo ra công suất lớn hơn, khả năng tăng tốc tốt hơn do không khí có họng
khuếch tán gây cản trở như động cơ chế hòa khí.
- Hệ thống đơn giản hơn bộ chế hòa khí điện tử vì không cần đến cánh bướm gió
khởi động, không cần các vít hiệu chỉnh.
- Gia tốc nhanh hơn nhờ xăng bốc hơi tốt hơn lại được phun vào xylanh tận nơi.
- Đạt được tỷ lệ hòa khí dễ dàng và tỷ lệ hòa khí tối ưu cho động cơ.
- Duy trì được hoạt động lý tưởng trên phạm vi rộng trong các điều kiện vận hành.
- Giảm bớt được các hệ thống chống ô nhiễm môi trường.
b, Nhược điểm.
- Để hoạt động bình thường, EFI cần rất nhiều thông số như góc quay và tốc độ
trục khuỷu, lượng khí nạp, nhiệt độ khí nạp, tỷ lệ hỗn hợp, nồng độ oxy ở khí thải...
những số liệu này được thu thập từ các cảm biến đặt khắp nơi trong động cơ. Chẳng
hạn như cảm biến phát hiện nồng độ oxy dư trong khí thải quá lớn, bộ điều khiển trung
tâm ECU sẽ ra lệnh cho hệ thống bơm xăng ít đi để sao cho nhiên liệu luôn cháy hết. Do
cần quá nhiều thông số để tối ưu hóa quá trình phun nhiên liệu nên EFI rất dễ gặp sự cố.
Chỉ cần một cảm biến nào đó hoạt động không bình thường, gửi sai thông tin sẽ ảnh

14

hưởng tới toàn bộ hệ thống. Nếu cảm biến “chết” hoặc thiết bị nào đó hỏng, thông số
mà nó sẽ chịu trách nhiệm sẽ không tồn tại và ECU sẽ báo lỗi lên đồng hồ “ check
engine”.
- Ngoài ra trong quá trình phun, nếu chất lượng nhiên liệu không tốt, bộ lọc làm
việc không hiệu quả sẽ rất dễ dẫn tới kim phun tắc, đóng cặn. Khi kim bị tắc, lượng
xăng cung cấp không đủ theo nhu cầu thực tế nên xe yếu và thường xuyên chết máy.
Những yếu tố khác ảnh hưởng tới hoạt động của kim phun cong có thể dòng điện không
đáp ứng yêu cầu.
c, Biện pháp khắc phục nhược điểm của hệ thống phun xăng điện tử EFI.
- Để cho hệ thống phun xăng điện tử hoạt động có hiệu quả cần có những biện
pháp sau đây:
- Thứ nhất là phải kiểm tra các cảm biến của hệ thống thường xuyên như cảm biến
nhiệt độ, cảm biến vị trí bướm ga...
- Thứ hai là với điều kiện tiêu chuẩn nhiên liệu xăng ở Việt Nam vẫn còn thấp nên
việc sử dụng xe cộ dùng hệ thống phun xăng điện tử gặp nhiều khó khăn và hay hư
hỏng..
1.1.4. Điểm khác nhau giữa hệ thống cung cấp nhiên liệu thông thường với hệ
thống phun xăng điện tử.

- Với hệ thống cung cấp nhiên liệu thông thường, chế độ làm việc của động cơ phụ
thuộc hoàn toàn vào bàn đạp chân ga, hỗn hợp nhiên liệu và không khí được hòa trộn
trong xy-lanh nhờ sự tụt áp.
- Trong khi đó, với hệ thống phun xăng điện tử, chế độ làm việc của động cơ
không chỉ phụ thuộc vào bàn đạp chân ga mà còn phụ thuộc vào trạng thái môi trường
làm việc (nhiệt độ nước), phụ tải (có bật điều hòa hay không), mức độ và thành phần
khí thải (cảm biến ô xy), số vòng quay của trục khuỷu động cơ, trục cam (cảm biến vị
trí trục khuỷu, trục cam), lưu lượng không khí (cảm biến lưu lượng khí), áp suất đường
ống nạp (cảm biến áp suất đường ống nạp)...

- Hỗn hợp không khí được pha trộn theo tỷ lệ hợp lý hơn, giúp cho quá trình cháy
hoàn hoàn hảo hơn.
1.1.5. Phân loại hệ thống phun xăng.
1.1.5.1. Phân loại theo điểm phun.
- Hệ thống phun xăng đơn điểm (phun một điểm)
- Hệ thống phun xăng đa điểm (phun đa điểm)
1.1.5.2. Phân loại theo phương pháp điều khiển kim phun.
- Phun xăng điện tử
- Phun xăng thủy lực
- Phun xăng cơ khí

15


1.1.5.3. Phân loại theo thời điểm phun xăng.
- Hệ thống phun xăng gián đoạn
- Hệ thống phun xăng đồng loạt
- Hệ thống phun xăng liên tục
1.1.5.4. Phân loại theo mối quan hệ giữa các kim phun.
- Phun theo nhóm đơn
- Phun theo nhóm đôi
- Phun đồng loạt
- Phun theo thứ tự
1.1.6. Sơ đồ khối tổng quát hệ thống phun xăng điện tử.

HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN
ĐIỆN TỬ

HỆ THỐNG

NHIÊN LIỆU

Công tắc định
thời vòi phun
KĐL

Lọc
gió

Nhiên liệu

Các cảm biến
Bơm nhiên liệu
* CB nhiệt độ nước
* CB nhiệt độ khí
nạp

Lọc nhiên liệu

* CB vị trí bướm ga
* Tín hiệu
Tínkhởi
hiệuđộng
đánh lửa(Ne)
* Tín hiệu CB oxy

Vòi phun
khởi
động
lạnh

ECU
Điều khiển lượng
phun nhiên liệu

CB lượng khí
nạp
Cảm nhận lượng
khí

HỆ THỐNG
NẠP KHÍ

CB lưu lượng
gió

Cổ họng
gió

Van khí
phụ

Khoan nạp khí

Bộ ổn áp

Tín
hiệu
phun

Các vòi
phun

Đường ống nạp
Phun
Các Xy Lanh

16


Hình 1.1. Sơ đồ khối tổng quát hệ thống phun xăng điện tử.

1.2. HỆ THỐNG PHUN XĂNG TRÊN ĐỘNG CƠ 2AZ – FE.
1.2.1. Giới thiệu về động cơ TOYOTA 2 AZ - FE

Hình 1.2. Mặt cắt dọc động cơ TOYOTA 2AZ - FE

17


Hình 1.3. Mặt cắt ngang động cơ TOYOTA 2AZ - FE
Một số đặc điểm cơ bản của động cơ như sau:
- Động cơ 2AZ- FE là kiểu động cơ 4 kỳ, 4 xylanh thẳng hàng 2 cam.
- Dung tích công tác của xylanh: 2362cm3
- Công suất lớn nhất của động cơ 150 mã lực ở tốc độ 5600 vòng/ phút.
- Mô men xoắn lớn nhất của động cơ: 22,2 kGm ở 3800 vòng/ phút.
- Kiểu cung cấp nhiên liệu: phun xăng điện tử EFI
- Hệ thống làm mát của động cơ là kiểu tuần hoàn cưỡng bức dưới áp suất của
bơm nước và có van hằng nhiệt ngay cả khi xe phanh hãm đột ngột.
- Hệ thống bôi trơn của động cơ là kiểu cưỡng bức và vung té có lọc dầu toàn

phần, dùng để đưa dầu bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát của các chi tiết chuyển
động.
- Đường kính xylanh/ hành trình làm việc piston: 86/86 mm.
-

Tỷ số nén

.

- Thứ tự nổ là 1 – 3 – 4 – 2
- Trục khuỷu được đỡ bởi 5 ổ đỡ của thân máy. Các bạc ổ đỡ đều làm bằng hợp
kim nhôm.
- Nắp máy được làm bằng hợp kim nhôm, có các cửa hút, cửa xả ở hai bên, buồng
cháy hình nệm.
- Nến điện được bố trí bên phải buồng cháy.
- Các lò xo nấm hút làm bằng thép và lò xo có khả năng chịu tải ở mọi chế độ
vòng quay động cơ.
- Trục cam được dẫn động bằng xích. Trục cam có 5 ổ đỡ nằm giữa các con đội
của từng xylanh và ở phía đầu xylanh số 1. Việc bôi trơn các ổ trục cam được thực hiện
nhờ có đường dầu từ nắp máy.

18


1.2.2. Giới thiệu chung về hệ thống phun xăng trên động cơ TOYOTA 2AZ - FE.

Hình 1.4. Sơ đồ bố trí các bộ phận trên hệ thống phun xăng
1.2.3. Sơ đồ hệ thống phun xăng trên động cơ TOYOTA 2AZ - FE.
Động cơ TOYOTA 2AZ- FE dùng hệ thống phun xăng điện tử loại L – EFI

Hình 1.5. Sơ đồ hệ thống phun xăng trên động cơ TOYOTA 2AZ- FE

19


Nguyên lý hoạt động:
Khi động cơ làm việc, bơm xăng sẽ hút xăng từ thùng chứa đẩy qua bầu lọc điền
đầy vào ống dẫn nhiên liệu chính với áp suất. Xăng từ ống nhiên liệu chính sẽ nạp đầy
vào các vòi phun. Đến kỳ nạp, xupap nạp mở không khí sạch được hút vào buồng đốt
của động cơ, lượng không khí nạp và độ mở của bướm ga được cảm biến vị trí bướm ga
báo về cho ECU.
Tại bộ điều khiển trung tâm ECU các thông số về chế độ làm việc của động cơ do
các cảm biến ghi nhận và gửi về sẽ được tình toán theo một chương trình đã được cài
đặt săn. Từ đó ECU sẽ được điều chình lượng xăng phun ra thích hợp nhất với từng chế
độ của động cơ.
Trong quá trình làm việc lưu lượng xăng do bơm cung cấp luôn nhiều hơn lưu
lượng cần thiết của động cơ. Vì vậy nhiên liệu luôn được lưu thông giúp quá trình khởi
động được dễ dàng.

20


Hình 1.6. Sơ đồ mạch điện hệ thống phun xăng

21


1.2.4. Khối nhiên liệu.
1.2.4.1. Khái quát.
- Nhiên liệu được hút từ bình nhiên liệu bằng bơm và đưa (dươí áp suất) qua lọc

nhiên liệu đến các vòi phun. Áp suất nhiên liệu trong đường ống nhiên liệu phải được
điều chỉnh để duy trì việc phun nhiên liệu ổn định bằng bộ điều áp và bộ giảm rung.
- Các vòi phun sẽ phun nhiên liệu vào đường ống nạp tuỳ theo các tín hiệu phun
được ECU tính toán.

Hình 1.7. Sơ đồ cấu tạo hệ thống nhiên liệu động cơ 2AZ-FE

22


1.2.4.2. Các bộ phận chính.
a, Bơm nhiên liệu.
- Bơm nhiên liệu đặt trong bình nhiên liệu, có nhiệm vụ bơm nhiên liệu từ bình
nhiên liệu đến động cơ, do đó cho phép ống nhiên liệu giữ được một áp suất nhất định

Hình 1.8. Cấu tạo bơm nhiên liệu
Điều khiển bơm nhiên liệu.
 Hoạt động cơ bản.
Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động
cơ đang chạy. Thậm chí khi khố điện được
bật đến vị trí ON, nếu động cơ chưa nổ
máy, thì bơm nhiên liệu sẽ không làm
việc. (Hình 1.9)

Hình 1.9. Sơ đồ mạch điện hoạt động cơ
bản của bơm nhiên liệu.

23

• Khóa điện ở vị trí On.
Khi bật khóa điện ở vị trí IG, rơ le
FEI bật mở. (Hình 1.10)

• Khóa điện ở vị trí START.
Khi động cơ quay khởi động, một tín
hiệu STA (tín hiệu máy khởi động) được
truyền đến ECU từ cực ST của khóa điện.
Khi tín hiệu STA được đưa vào ECU
động cơ, động cơ bất ON tranzito và rơ le
mở mạch được bật ON. Sau đó, dòng điện
được chạy vào bơm nhiên liệu để vận hành
bơm. (Hình 1.11)

• Khi động cơ quay khởi động/ nổ máy.

Hình 1.10. Sơ đồ mạch điện hoạt động
của bơm nhiên liệu (khóa điện ở vị trí
ON).

Hình 1.11. Sơ đồ mạch điện hoạt
độngcủa bơm nhiên liệu (khóa điện ở vị
trí START).

Cùng một lúc khi động cơ quay khởi động, ECU động cơ nhận tín hiệu NE từ cảm
biến vị trí của trục khuỷu, làm cho tranzito này tiếp tục duy trì hoạt động của bơm
nhiên liệu.
• Nếu động cơ tắt máy:
Thậm chí khi khóa điện bật ON, nếu động cơ tắt máy, tín hiệu NE sẽ không còn
được đưa vào ECU động cơ nên ECU động cơ sẽ ngắt tranzito này, nó ngắt rơ le mở

mạch làm cho bơm nhiên liệu ngừng lại.
 Điều khiển tốc độ của bơm nhiên liệu.
- Việc điều khiển này sẽ làm giảm tốc độ của bơm nhiên liệu để giảm độ mòn của
bơm và điện năng không cần nhiều nhiên liệu, như khi động cơ đang chạy ở tốc độ thấp.

24


- Khi dòng điện chạy vào bơm
nhiên liệu qua tiếp điểm của rơ le điều
khiển bơm và điện trở, bơm nhiên liệu
làm việc ở tốc độ thấp.
- Khi động cơ đang quay khởi
động, khi động cơ chạy ở tốc độ cao
hoặc tải trọng lớn. ECU động cơ chuyển
mạch tiếp điểm của rơ le điều khiển bơm
nhiên liệu sang A để điều khiển bơm
nhiên liệu ở tốc độ cao.

Hình 1.12. Sơ đồ mạch điện điều khiển
tốc độ của bơm nhiên liệu.
b, Bộ ổn định áp suất.
Điều chỉnh áp suất nhiên liệu đến một áp suất nhất định, do vậy việc cung cấp nhiên
liệu luôn được ổn định đến các vòi phun. Lượng phun nhiên liệu được điều khiển bằng
chu kỳ của tín hiệu cung cấp đến các vòi phun, mặc dù vậy, do sự thay đổi độ chân
không trong đường ống nạp, lượng phun nhiên liệu sẽ thay đổi một chút thậm chí nếu
tín hiệu phun & áp suất nhiên liệu không đổi. Do đó, để đạt được lượng phun nhiên liệu
chính xác, tổng áp suất nhiên liệu & độ chân không đường ống nạp phải được duy trì tại
304 đến 343 kPa (3.1 đến 3.5 kgf/cm2, 44.1 đến 49.7 psi).
 Hoạt động:

Nhiên liệu có áp suất từ ống phân phối sẽ ấn vào màng làm mở van. Một phần nhiên
liệu sẽ chảy ngược trở lại bình chứa qua đường ống hồi. Lượng nhiên liệu trở về phụ
thuộc vào độ căng của lò xo màng và áp suất nhiên liệu thay đổi tuỳ theo lượng nhiên
liệu hồi.
Độ chân không của đường ống nạp được dẫn vào buồng phía lò xo màng ,làm giảm
sức căng của lò xo và tăng lượng nhiên liệu hồi,làm giảm áp suất, Nói tóm lại, khi độ
chân không của đường nạp tăng lên (giảm áp), áp suất nhiên liệu chỉ giảm tương ứng
với sự giảm áp suất đó. Vì vậy tổng áp suất của nhiên liệu và độ chân không đường nạp
được duy trì không đổi.
Van đóng lại bằng lò xo khi bơm nhiên liệu ngừng hoạt động, kết quả là van một
chiều bên trong bơm nhiên liệu và van bên trong độ ổn định áp suất duy trì áp suất dư
trong đường ống nhiên liệu.

25