Đồ án tốt nghiệp khai thác hệ thống điều khiển điện tử động cơ xe camry

MỤC LỤC
Trang
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................7
PHẦN MỞ ĐẦU : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI...........................................................8
1. Lý do chọn đề tài.........................................................................................8
2. Mục tiêu đề tài.............................................................................................9
3. Nội dung nghiên cứu...................................................................................9
4. Đối tượng nghiên cứu..................................................................................9
5. Mục đích của đề tài.....................................................................................9
6. Phương pháp nghiên cứu.............................................................................10
7. Giới hạn của đề tài.......................................................................................10
PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ 2AZ-FE TRÊN XE
CAMRY 2.4............................................................................................................11
1.1. Tổng quan về xe camry 2.4.. .........................................................................11
1.1.1.Nội thất...................................................................................................12
1.1.2. Ngoại thất..............................................................................................13
1.1.3. Thiết bị an toàn an ninh.........................................................................13
1.2. Thông số kỹ thuật................................................................................... .......14
1.3. Kết cấu động cơ..............................................................................................15
1.3.1. Bộ phận cố định ....................................................................................15
1.3.2. Bộ phận chuyển động ...........................................................................16
1.3.3. Cơ cấu phân phối khí ............................................................................18
1.3.4. Hệ thống cung cấp nhiên liệu ...............................................................19
1.3.5. Hệ thống làm mát .................................................................................20
1.3.6. Hệ thống bôi trơn .................................................................................21
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC HỆ THỐNG TRÊN ĐỘNG CƠ 2AZ-FE.
1

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ................................................................22
2.1. Mô tả................................................................................................................22
2.2. Điện cực của cảm biến....................................................................................24
2.2.1. Dùng điện áp VC (VTA, VPA)..............................................................24
2.2.2. Dùng một nhiệt điện trở........................................................................25
2.2.3. Dùng điện áp Bật / Tắt..........................................................................25
2.2.4. Sử dụng nguồn điện khác cho ECU động cơ........................................26
2.2.5. Sử dụng điện áp do cảm biến tạo ra (G, NE, OX, KNK ).....................26
2.3. Cảm biến lưu lượng khí nạp..........................................................................27
2.3.1. Cấu tạo của cảm biến lưu lượng kiểu dây sấy.......................................27
2.3.2. Hoạt động và chức năng........................................................................28
2.4. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát và cảm biến nhiệt độ khí nạp................29
2.4.1. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát..........................................................29
2.4.2. Cảm biến nhiệt độ khí nạp.....................................................................30
2.5. Cảm biến vị trí bướm ga................................................................................31
2.6. Cảm biến vị trí bàn đạp ga............................................................................34
2.7. Các bộ tạo tín hiệu G và NE .........................................................................34
2.7.1. Cảm biến vị trí trục cam (bộ tạo tín hiệu G).........................................35
2.7.2. Cảm biến vị trí trục khuỷu (bộ tạo tín hiệu NE)....................................35
2.8. Cảm biến Oxy ................................................................................................36
2.9. Cảm biến tỷ lệ không khí – nhiên liệu (A/F) ...............................................38
2.10. Cảm biến tốc độ bánh xe .............................................................................40
2.11. Cảm biến tiếng gõ (Cảm biến kích nổ) ......................................................40
2.12. Một số tín hiệu khác ....................................................................................41
2.12.1. Tín hiệu khởi động STA......................................................................41
2.12.2. Tín hiệu A/C (Điều hòa không khí).....................................................42
2.12.3. Tín hiệu phụ tải điện............................................................................42
2.12.4. Tín hiệu công tắc vị trí đỗ xe / trung gian NSW.................................42
2

2.13. Bộ điều khiển trung tâm (ECU) .................................................................43
2.13.1. Bộ phận kết nối...................................................................................43
2.13.2. Bộ nhớ của ECU..................................................................................43
2.13.3. Bộ vi xử lý của ECU...........................................................................44
2.14. BUS (ECU) ...................................................................................................44
2.15. Các thiết bị phụ ............................................................................................44
HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ
2.16. Kết cấu của hệ thống EFI ...........................................................................44
2.17. Các loại EFI .................................................................................................45
2.17.1. L – EFI ( Loại điều khiển lưu lượng khí nạp).....................................46
2.17.2. D – EFI ( Loại điều khiển áp suất đường ống nạp )............................46
2.18. Hệ thống nhiên liệu ......................................................................................46
2.18.1. Bơm nhiên liệu....................................................................................47
2.18.2. Bộ điều áp............................................................................................47
2.18.3. Bộ giảm rung.......................................................................................47
2.18.4. Vòi phun..............................................................................................47
2.18.5. Bộ lọc nhiên liệu và lưới lọc nhiên liệu..............................................49
2.19. Điều khiển bơm nhiên liệu ..........................................................................49
2.20. Điều khiển thời gian phun nhiên liệu .........................................................50
2.20.1. Làm đậm để khởi động........................................................................50
2.20.2. Làm đậm để hâm nóng........................................................................51
2.20.3. Làm đậm để tăng tốc...........................................................................52
2.20.4. Làm đậm để tăng công suất.................................................................52
2.20.5. Hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ không khí- nhiên liệu.................................53
2.20.6. Hiệu chỉnh nhiệt độ của khí nạp..........................................................53
HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN ĐỘNG CƠ 2AZ-FE
2.21. Khái quát.......................................................................................................53
2.22. Nguyên lý làm việc hệ thống đánh lửa trên động cơ toyota 2AZ-FE.......55
3

2.23. Tín hiệu IGT và IGF....................................................................................56
2.23.1. Tín hiệu IGT........................................................................................57
2.23.2. Tín hiệu IGF........................................................................................58
2.24. Sự điều khiển của ESA.................................................................................58
2.24.1. Điều khiển đánh lửa khi khởi động.....................................................59
2.24.2. Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động...............................................59
2.24.3. Điều khiển khi tín hiệu IDL bật ON....................................................59
2.24.4. Điều khiển khi tín hiệu IDL bị ngắt OFF............................................60
2.25. Điều chỉnh góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh...................................................60
2.25.1. Hiệu chỉnh để hâm nóng......................................................................60
2.25.2. Hiệu chỉnh khi quá nhiệt độ................................................................60
2.25.3. Hiệu chỉnh để tốc độ chạy không tải ổn định......................................60
2.26. Hiệu chỉnh tiếng gõ.......................................................................................61
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ KHÔNG TẢI ISC.
2.27. Khái quát.......................................................................................................61
2.28. Kiểu mô tơ bước...........................................................................................63
2.28.1. Hoạt động............................................................................................63
2.28.2. Mở van................................................................................................64
2.28.3. Đóng van.............................................................................................64
CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÁC.
2.29. Khái quát.......................................................................................................64
2.30. Hệ thống ETCS – i (Điều khiển bướm ga điện tử thông minh)................65
2.30.1. Mô tả...................................................................................................65
2.30.2. Cấu tạo và hoạt động của cổ họng gió................................................66
2.30.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển bướm ga điện tử.........67
2.30.4. Các chế độ điều khiển.........................................................................67
2.30.5. Các điều khiển khác............................................................................68
2.30.6. Chức năng dự phòng ( Chức năng an toàn )........................................68

4


2.31. Hệ thống VVT – i ( Điều khiển thời điểm phối khí – thông minh)...........69
2.31.1. Mô tả...................................................................................................69
2.31.2. Hoạt động của hệ thống biến đổi thời điểm phối khí VVT - i.............69
2.31.3. Bộ chấp hành của hệ thống VVT - i....................................................70
2.32. Hệ thống điều khiển sấy nóng cảm biến ô xy/ cảm biến tỷ lệ không khí
nhiên liệu A/F.........................................................................................................73
2.33. Điều khiển quạt làm mát..............................................................................74
2.34. Hệ thống kiểm soát nhiên liệu.....................................................................74
CHƯƠNG 3. NHỮNG HƯ HỎNG, CÁCH CHẨN ĐOÁN VÀ MỘT SỐ
CHỨC NĂNG KHÁC CỦA ECU.
3.1. Khái quát.........................................................................................................75
3.2. Nguyên lý chẩn đoán......................................................................................75
3.3. Chức năng của đèn MILL.............................................................................75
3.3.1. Chức năng kiểm tra đèn (Động cơ ngừng)............................................76
3.3.2. Chức năng báo hư hỏng (Động cơ hoạt động)......................................76
3.3.3. Chức năng báo lỗi..................................................................................76
3.3.4. Chức năng chọn chế độ chẩn đoán........................................................76
3.4. Quy trình vào chế độ kiểm tra hệ thống điều khiển động cơ 2AZ-FE......76
3.4.1. Các triệu chứng hư hỏng của hệ thống điều khiển động cơ 2AZ-FE....78
3.4.2. Kiểm tra do chập chờn..........................................................................80
3.4.3. Bảng chức năng dự phòng.....................................................................80
3.5. Quy trình cách khắc phục các hư hỏng........................................................82
3.6. Kiểm tra và xóa mã DTC...............................................................................83
3.6.1. Quy trình kiểm tra mã DTC (Dùng máy chẩn đoán).............................83
3.6.2. Quy trình xóa mã DTC (Dùng máy chẩn đoán)....................................83
3.6.3. Quy trình xóa mã DTC (Không dùng máy chẩn đoán).........................83
3.7. Quy trình kiểm tra một số hệ thống trên động cơ 2AZ-FE........................84

3.7.1. Hệ thống điều khiển động cơ................................................................84
3.7.2. Cơ cấu cơ khí động cơ 2AZ-FE............................................................86
5


3.7.3. Hệ thống bôi trơn..................................................................................93
3.7.4. Hệ thống làm mát..................................................................................94
KẾT LUẬN....................................................................................................…...95
PHỤ LỤC.......................................................................................................……96
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................…..104
NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT, KÍ HIỆU..........................................................…..105

6


LỜI NÓI ĐẦU
Ô tô là một trong những phương tiện giao thông quan trọng đối với sự phát
triển của nền kinh tế - xã hội hiện nay. Lịch sử ra đời và phát triển của nó đã trải
qua nhiều năm với những giai đoạn thăng trầm để tiến tới sự hoàn thiện và tiện
nghi hơn như tăng công suất động cơ, tăng tính kinh tế nhiên liệu, đảm bảo tính
năng an toàn tăng tính tiện nghi và bảo mật...Các hãng xe đã áp dụng các tiến bộ
khoa học vào những chiếc ô tô của mình như điều khiển điện tử, kỹ thuật bán dẫn,
công nghệ nano….Từ đó nhiều hệ thống hiện đại ra đời: Hệ thống phun xăng điện
tử (EFI), hệ thống phun diesel điện tử CRDI, hệ thống đánh lửa lập trình ESA, hệ
thống phanh ABS, hệ thống đèn tự động, sử dụng bộ chìa khóa nhận dạng…
Ở Việt Nam, với ngành công nghiệp ô tô còn non trẻ thì hầu hết những công
nghệ về ô tô đều đến từ các nước trên thế giới. Chúng ta cần phải tiếp cận với công
nghệ tiên tiến này để không những tạo tiền đề cho nền công nghiệp ô tô mà còn
phục vụ cho công tác bảo dưỡng, sửa chữa.
Qua thời gian học tập và nghiên cứu về chuyên ngành “ Công nghệ kỹ thuật ô

tô ” tại trường Đại Học, em được khoa tin tưởng giao cho đề tài tốt nghiệp
“Nghiên cứu khai thác hệ thống điều khiển điện tử động cơ 2AZ-FE trên ô tô
Camry 2.4”. Đây là một đề tài rất thiết thực nhưng còn nhiều khó khăn.
Với sự cố gắng của em và dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Song trong
quá trình làm đồ án tốt nghiệp, với khả năng và kinh nghiệm còn hạn chế nên
không thể tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy em rất mong sự đóng góp, chỉ bảo của quý
thầy để đề tài của em được hoàn thiện hơn và đó chính là những kinh nghiệm nghề
nghiệp cho em sau khi ra trường.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy trong khoa, đặc biệt là thầy đã tận tình
chỉ bảo và hướng dẫn em để đề tài của em được hoàn thành.
Em xin trân trọng cảm ơn !
Sinh viên thực hiện

PHẦN MỞ ĐẦU
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
7


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 vấn đề 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 đất 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 khai
thác hệ thống điều khiển điện tử động cơ 2AZ-FE trên ô tô Camry 2.4”. 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 điện tử 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.

Hình ảnh về xe toyota Camry 2.4

8


2. Mục tiêu 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 điều khiển điện tử động cơ Toyota Camry 2.4, cụ thể
hơn ở đây là động cơ 2AZ-FE.
Qua tìm hiểu, ta có thể nắm được tổng quan về kết cấu các bộ phận của hệ
thống điều khiển điện tử động cơ 2AZ-FE của Toyota Camry 2.4, nắm được
nguyên lý làm việc của từng hệ thống trên động cơ. Từ đó có thể so sánh, rút ra các
kết luận và ưu nhược điểm của động cơ 2AZ-FE.
Nhờ những hiểu biết này, những người kỹ sư 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 điều khiển động cơ Toyota Camry 2AZ-FE một cách hiệu quả nhất, trong
thời gian lâu nhất với tính kinh tế và năng suất cao nhất. Cuối cùng, nắm vững và
khai thác hiệu quả động cơ Toyota Camry 2AZ-FE, chúng ta sẽ có thể khai thác tốt
các loại động cơ mới hơn, được ra đời sau này và có các hệ thống tiên tiến hơn.
Khai thác và sử dụng tốt 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. Nội dung nghiên cứu.
Đề tài chủ yếu nghiên cứu về hệ thống điều khiển điện tử động cơ 2AZ-FE
trên xe Toyota Camry 2.4. Nội dung nghiên cứu bao gồm:
- Mở đầu. Giới thiệu đề tài.
- Chương 1. Đặc điểm kỹ thuật của động cơ 2AZ-FE trên xe Camry 2.4

- Chương 2. Nghiên cứu các hệ thống trên động cơ 2AZ-FE.
- Chương 3. Những hư hỏng, cách chẩn đoán và một số chức năng khác của
ECU.
- Kết luận.
4. Đối tượng nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài chính là động cơ 2AZ-FE trên xe Toyota
Camry 2.4.
5. 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.
Ngoài ra, em 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.
9


Ngoài ra, thực hiện đồ án 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 nghành.
Cuối cùng, việc hoàn thành đồ án 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.
6. 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 tài liệu, giáo trình kỹ thuật, sách vở, đặc biệt là cuốn cẩm
-

nang khai thác, bảo dưỡng sửa chữa của chính hãng Toyota.
Tìm kiếm thông tin trên mạng Internet, các website trong và ngoài nước.

-

So sánh và chắt lọc để sử dụng những thông tin cần thiết và đáng tin cậy.
Tham khảo ý kiến của quý thầy giảng viên trong Khao Ô Tô. Trong đó
phải kể đến Thầy Trần Anh Tuấn, 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, nhận xét của riêng mình.

7. Giới hạn của đề tài.
Do thời gian làm đồ án có hạn nên chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu hệ thống
điều khiển điện tử động cơ. Nếu thời gian cho phép thì có thể nghiên cứu tất cả các
hệ thống của động cơ 2AZ-FE trên xe Camry 2.4.
PHẦN NỘI DUNG.
CHƯƠNG 1.
ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ 2AZ-FE
TRÊN XE CAMRY 2.4
1.1. Tổng quan về xe camry 2.4.

10


Động cơ 2AZ-FE được sử dụng trên xe Camry 2.4 của Toyota. Tính đến hiện

tại, hơn 10 triệu chiếc xe Camry tới tay khách hàng kể từ năm khai sinh 1983 và
hầu hết trong số đó được bán tại Mỹ.
Tính năng, chất lượng và độ an toàn cao có thể sẽ là bí quyết giúp nó kéo dài
thành công trên đất Mỹ.

Hình 1.1: Mặt cắt ngang động cơ 2AZ-FE

Hình 1.2: Mặt cắt dọc động cơ 2AZ-FE

11


Hình 1.3: Mặt cắt dọc động cơ 2AZ-FE
1. Các te, 2. Hộp trục khuỷu, 3. Bánh răng chủ động, 4. Thanh truyền, 5. Pitong, 6. Áo

nước, 7. Vòi phun, 8. Cam nạp, 9. Bôbin đánh lửa, 10. Cam xả, 11. Nắp đậy, 12. Nắp
xylanh, 13. Que thăm dầu, 14. Thân xylanh, 15. Van hằng nhiệt, 16. Thân xylanh
-



2AZ-FE là loại động cơ sử dụng nhiên liệu là xăng, tổng dung tích công

tác là 2362 cc ( tương đương gần 2.4 lít).
Giải thích về ký hiệu động cơ 2AZ-FE.
- “2” Ký tự đầu tiên cho ta biết về thế hệ của động cơ.
- “AZ” Một hoặc 2 ký tự tiếp cho ta biết về chủng loại của động cơ.
- “FE” Các ký tự sau cùng nằm sau dấu gạch (-) cho ta biết về đặc điểm
•

động cơ. Ví dụ : FE có nghĩa là.
F : Economy narrow- angle DOHC ( kiểm soát chặt chẽ góc mở cam, nâng

•

cao tính kinh tế trong sử dụng nhiên liệu).
E : Electronic Fuel Injection ( phun nhiên liệu điện tử).

1.1.1. Nội thất.






Khóa cửa điều khiển từ xa
Tay lái : Da
Tay lái điều chỉnh 4 hướng, chỉnh tay
Điều hòa.
Màn hình hiện thị đa thông tin.
12




Cửa sổ điều chỉnh điện với chức năng chống kẹt (cả 4 cửa)

Hình 1.4: Nội thất xe Camry 2.4





Hệ thống âm thanh AM/FM, CD 6 đĩa, 6 loa, MP3, WMA.
Hệ thống điều hòa điều chỉnh độc lập với công nghệ Plasma Cluster.
Ghế trước : Trượt, ngả và điều chỉnh độ cao, chỉnh , có nút điều chỉnh bên




hông ghế hành khách.
Ghế sau cố định.
Rèm che nắng phía sau chỉnh tay.

1.1.2. Ngoại thất.
 Đèn trước HID.
 Chế độ tự động điều chỉnh góc chiếu (ALS) loại tĩnh
 Kính chiếu hậu ngoài gập điện.
 Gạt nước gián đoạn điều chỉnh thời gian.

Hình 1.5: Ngoại thất
1.1.3. Thiết bị an toàn an ninh.
Hệ thống chống bó cứng phanh ABS.
Hỗ trợ lực phanh khẩn cấp (BA).
Hệ thống điều khiển ổn định xe (VSC).
Cảm biến lùi và cảm biến 4 góc.
Thông số kỹ thuật.





1.2.

Bảng 1.a: Bảng thông số kỹ thuật của xe Toyota Camry 2.4
Tên thông số

Đơn vi

Giá trị - Kiểu
13


Động cơ 2.4 lít, 4 xylanh thẳng hàng, 16 xupap, DOHC, VVT-i
Dung tích công tác (cc)

2362

Công suất tối đa (HP/rpm)

165/6000

Tỷ số nén

9,8 : 1

Đường kính Xylanh (mm)

88.5

Hành trình Piston (mm)

96

Hệ thống phun nhiên liệu

EFI

Hệ thống đánh lửa

DIS

Điều khiển cam hút- cam xả

VVT-i

Dài (mm)

4825

Rộng (mm)

1820

Cao (mm)

1480

Chiều dài cơ sở (mm)

2775

Chiều rộng cơ sở trước/ sau

1575/1565 mm

Trọng lượng không tải (kg)

1530 kg

Dung tích bình nhiên liệu

70 lít

Mô men xoắn tối đa (EEC)

224 Nm với 4000 v/p

1.3. Kết cấu động cơ.
1.3.1. Bộ phận cố định.
1.3.1.1. Thân máy.
Thân máy có tác dụng duy trì áp suất nén của pít tông và tiếp nhận áp suất nổ.
Thân máy bao gồm thân xylanh làm bằng nhôm và áo xy lanh. Tuy nhiên
cũng có động cơ không có áo xylanh (động cơ 2ZZ – GE).
14


Thân máy 2AZ-FE được làm bằng gang. Tất cả có 4 xylanh. Chiều dài mỗi
ống gần gấp đôi chiều dài mỗi pít tông . Bên trên xylanh là nắp máy, bên dưới
xylanh là trục khuỷu có 5 ổ đỡ. Ngoài ra bên thân máy còn có nước được dẫn từ
bơm nước lên làm mát xylanh.

.

Hình 1.6: Thân máy.

1.3.1.2. Xylanh

Hình 1.7: Xylanh.
Lòng của xy lanh có hình trụ. Tuy nhiên, nó trở nên dạng côn ở phần trên của
xylanh vì có nhiệt độ và áp suất cao hơn, và là phía nén ép của pittong nên nó bị
mòn.
Vì thế, xylanh có thể trở nên có dạng ô van hoặc côn do bị mài mòn từng
phần. Sự mài mòn xylanh có thể dẫn đến một số khuyết điểm như : tiếng gõ cạnh
pít tông, tiêu hao nhiều dầu động cơ bất thường, lọt khí nén.
Đường kính xylanh động cơ 2AZ-FE là : 86mm.
1.3.1.3. Nắp quy lát.
15


Nắp quy lát nằm trên thân máy. Mặt dưới của nắp quy lát lõm vào, cùng với
pít tông tạo thành buồng đốt. Bên trong nắp quy lát có lỗ dầu và áo nước để làm
mát các xu páp và bugi.
Hầu hết các động cơ xăng đều có nắt quy lát làm bằng hợp kim nhôm. Hợp
kim nhôm nhẹ hơn gang và dẫn nhiệt tốt.
Giữa thân máy và nắp máy quy lát là tấm gioăng nắp quy lát, nó có tác dụng
làm kín mối liên kết giữa hai khối để chống lọt các khí áp suất cao, khí cháy, nước
làm mát và dầu động cơ.

Hình 1.8: Nắp quy lát.
1.3.2. Bộ phận chuyển động.
1.3.2.1. Pít tông.

Phần đỉnh pít tông có chỗ lõm để tránh bị xu páp va đập. Chốt pít tông kiểu
bơi toàn phần không ép chặt vào pít tông hoặc đầu nhỏ thanh truyền mà có vòng
hãm ở 2 đầu để tránh bị tuột ra ngoài.
Pít tông của 2AZ-FE được làm bằng hợp kim nhôm, khu vực đáy được làm
nhỏ gọn với trọng lượng rất nhẹ.
Phần đầu pít tông sử dụng một hình dạng côn để nâng cao hiệu quả đốt nhiên
liệu.

16


Hình 1.9: Pít tông
Vì phần vấu (chốt) của pít tông dày hơn nên nó dễ bị tác động bởi giãn nở vì
nhiệt. Vì thế, pít tông được chế tạo có dạng hơi ô van, với đường kính theo hướng
chốt pít tông (A) nhỏ hơn đường kính theo hướng vuông góc (B), sao cho khi giản
nỡ theo hướng (A) thì pít tông trở thành tròn.
Đầu pít tông chịu nhiệt độ cao trong kỳ nổ và nó không được làm mát trực
tiếp bởi nước làm mát và không khí. Vì thế đầu pít tông có nhiệt độ cao hơn phần
thân pít tông. Tính đến giãn nở vì nhiệt, pít tông được chế tạo hơi côn về phía đầu.
 Chú

ý : Hành trình làm việc pít tông : 86mm

1.3.2.2.Thanh truyền.

Hình 1.10: Thanh truyền
Kết nối giữa pít tông và trục khuỷu. Nó dùng để biến chuyển động lên xuống
của pít tông thành chuyển động quay tròn của trục khuỷu và ngược lại.

17

Số thanh truyền sử dụng đúng bằng số xy lanh động cơ. Thanh truyền được
chia làm 3 phần: Đầu nhỏ thanh truyền kết nối với trục pít tông, đầu to thanh
truyền chia làm 2 nữa được lắp ghép với chốt khuỷu, phần nối giữa đầu nhỏ và đầu
to thanh truyền được gọi là thân thanh truyền.
1.3.2.3. Trục khuỷu.
Trục khuỷu dùng để biến đổi chuyển động tịnh tiến của píttông thành chuyển
động quay. Để tiếp nhận những ứng lực lớn và quay với tốc độ cao, trục khuỷu có
đủ độ bền, cứng vững, chịu mài mòn, và phải được cân bằng tĩnh cũng như như
động để quay êm.

Hình 1.11: Trục khuỷu
Đối trọng được gắn vào trục khuỷu để giữ cân bằng khi quay. Cổ biên và cổ
trục khuỷu được gia công tăng cứng để làm cho nó cứng chắc và chịu được mài
mòn.
Cổ biên và cổ trục khuỷu có một lỗ dầu. Dầu từ thân máy chảy vào lỗ dầu của
cổ trục khuỷu và chảy qua cổ biên.
Trục khuỷu được đỡ bởi 5 ổ đỡ của thân máy. Các bạc ổ đỡ đều làm bằng hợp
kim nhôm
1.3.3. Cơ cấu phân phối khí.
Cơ cấu để đóng, mở các xu páp nạp và xả vào đúng thời điểm đã định để hút
hỗn hợp không khí – nhiên liệu vào xy lanh và xả khí nổ ra ngoài.



Hệ thống đóng và mở xupáp.
Chuyển động quay của trục khuỷu được truyền cho trục cam thông qua



xích cam (đai cam), làm cam quay.
Số răng của đĩa xích của trục cam bằng 2 lần số răng của đĩa trên trục



khuỷu, vì thế, trục khuỷu quay 2 vòng thì trục cam quay 1 vòng.
Khi trục cam quay, các cam sẽ đóng hoặc mở các xupáp.
18


Hình 1.12: Sơ đồ hệ thống phân phối khí.
Trên động cơ 2AZ-FE dùng cơ cấu pha phối khí điều khiển điện tử VVT-i. Hệ
thống VVT-i bao gồm bộ chấp hành VVT-i lắp trên đầu trục cam nạp dùng để xoay
trục cam nạp một góc độ cho phép so với vị trí tương đối của đĩa xích cam.
Áp suất dầu dùng làm lực xoay cho bộ chấp hành VVT-i. Van điện từ dùng để
điều khiển dòng dầu tới bộ chấp hành.
1.3.4. Hệ thống cung cấp nhiên liệu.
1.3.4.1 Bơm nhiên liệu.
Bơm nhiêu liệu là loại bơm cánh gạt được đạt trong thùng xăng, nên loại này
ít sinh ra tiếng ồn và rung động hơn so với các loại trên đường ống. Các chi tiết
chính của bơm bao gồm : mô tơ, cánh bơm, van một chiều, van an toàn và bộ lọc
được gắn liền thành một khối đặt chìm trong thùng xăng.

Hình 1.13: Kết cấu của bơm xăng điện.

19


1. Van một chiều, 2. Van an toàn, 3. Chổi than, 4. Rôto, 5. Stato, 6,8. Vỏ bơm, 7,9. Cánh bơm,

10. Cửa xăng ra, 11. Cửa xăng vào.

1.3.4.2. Bộ lọc nhiên liệu.
Bộ lọc nhiên liệu có nhiệm vụ là : lọc tất cả các chất bẩn và tạp chất khác ra
khỏi nhiên liệu. Nó được lắp tại phía có áp suất cao của bơm nhiên liệu. Ưu điểm
của loại lọc thấm kiểu dùng giấy là rẻ, lọc sạch. Tuy nhiên, loại lọc này cũng có
nhược điểm là tuổi thọ thấp, chu kỳ thay thế trung bình khoảng 4500km.

Hình 1.14: Kết cấu bộ lọc nhiên liệu
1.Thân lọc nhiên liệu, 2. Lõi lọc, 3. Tấm lọc, 4. Cửa xăng, 5. Tấm đỡ, 6. Cửa xăng vào.

1.3.4.3. Bộ giảm rung động.
Áp suất nhiên liệu được duy trì từ 3,1 ÷ 3,5 (kG/cm 2) tùy theo độ chân không
đường nạp. Tuy vậy, do phun nhiên liệu nên vẫn có sự dao động nhỏ trong đường
ống. Bộ giảm rung động có tác dụng hấp thụ các dao động này bằng một lớp mang.
1.3.5. Hệ thống làm mát.

Hình 1.15: Hệ thống làm mát

20


1. Thân máy, 2. Nắp máy, 3. Đường kính ra khỏi động cơ, 4. ống dẫn bọt nước, 5. Van

hằng nhiệt, 6. Nắp két nước, 7. Két làm mát, 8. Quạt gió, 9. Puly, 10. ống nước nối tắt
về bơm, 11. Đường nước vào động cơ, 12. Bơm nước, 13. Két làm mát dầu, 14. ống
phân phối nước.

Hệ thống làm mát của động cơ là kiểu tuần hoàn cưỡng bức dưới áp suất của

bơm nước và có van hằng nhiệt ở đường nước vào bơm.
1.3.6. Hệ thống bôi trơn.
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.

Hình 1.16: Sơ đồ hệ thống quạt làm mát
1.Cacte dầu, 2. Phao hút dầu, 3. Bơm dầu, 4. Van an toàn bơm dầu, 5. Bầu lọc thô, 6. Van an
toàn lọc dầu, 7. Đồng hồ báo áp suất dầu, 8. Đường kính dầu, 9. Đường dầu bôi trơn trục
khuỷu, 10. Đường dầu bôi trơn trục cam, 11. Bầu lọc tinh, 12. Két làm mát dầu, 13. Van
khống chế lưu lượng dầu qua két làm mát, 14. Đồng hồ báo nhiệt độ dầu, 15. Nắp rót dầu,
16. Thước thăm dầu.

21


CHƯƠNG 2.
NGHIÊN CỨU CÁC HỆ THỐNG TRÊN ĐỘNG CƠ 2AZ-FE.
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ.
2.1. Mô tả.
Hệ thống điều khiển điện tử động cơ gồm các cảm biến, ECU động cơ, và các
bộ chấp hành. Chương này giải thích các cảm biến (các tín hiệu), sơ đồ mạch điện
và các điện áp cực của cảm biến.
Các chức năng của ECU động cơ được chia thành điều khiển EFI, điều khiển
DIS, điều khiển ISC, chức năng chẩn đoán, các chức năng an toàn, dự phòng và
các chức năng khác.

Hình 2.1: Hệ thống điều khiển điện tử động cơ


Mạch nguồn
Mạch nguồn là các mạch điện cung cấp điện cho ECU của động cơ. Cách

mạch điện này bao gồm khóa điện, rơle chính EFI…
22


Khi bật khóa điện ON, điện áp dương ắc quy được cấp đến cực IGSW của
ECU. Tín hiệu ra từ cực MREL của ECU làm cho dòng điện chạy đến cuộn dây,
đóng các tiếp điểm của hộp đầu nối khoang động cơ (Rơle EFI) và cấp nguồn đến
một trong các cực +B hay +B2 của ECU.

Ắc
quy

Hình 2.2: Sơ đồ mạch nguồn của ECU


Mạch ra của VC.
ECU cấp điện áp 5V từ các điện áp ắcquy cấp đến cực +B (BATT) để hoạt

động bộ vi xử lý. ECU sẽ cấp điện áp này đến các cảm biến qua mạch ra VC.

Hình 2.3: Sơ đồ mạch ra VC

23


Khi mạch VC bị ngắt mạch, bộ vi xử lý trong ECU và các cảm biến được cấp
nguồn qua mạch VC bị vô hiệu hóa vì điện áp nguồn không cấp được cho mạch

VC. Dưới điều kiện này, hệ thống không khởi động được và đèn MILL sẽ không
sáng thậm chí nếu hệ thống bị hư hỏng (Dưới điều kiện bình thường, MILL sáng
lên trong vài giây khi lần đầu tiên chuyển lên vị trí ON. Đèn MILL tắt khi động cơ
nổ máy).
Thí dụ: Mạch ra VC của cảm biến vị trí bướm ga và cảm biến vị trí bàn đạp
ga.

Hình 2.4: Mạch ra VC của cảm biến vị trí bướm ga và vị trí bàn đạp ga.
2.2. Điện cực của cảm biến.
Các cảm biến này biến đổi các thông tin khác nhau thành những thay đổi điện
áp mà ECU động cơ có thể phát hiện. Có nhiều loại tín hiệu cảm biến, nhưng có 5
loại phương pháp chính để biến đổi thông tin thành điện áp. Hiểu đặc tính của các
loại này để có thể xác định trong khi đo điện áp ở cực có chính xác hay không.
2.2.1. Dùng điện áp VC (VTA, VPA).
Một điện áp không đổi 5V (điện áp VC) để điều khiển bộ vi xử lý ở bên trong
ECU động cơ bằng điện áp của Ắcquy. Điện áp không đổi này, được cung cấp như
nguồn điện cho cảm biến, là điện cực VC. Sau đó cảm biến này thay góc mở bướm
ga đã được phát hiện bằng điện áp thay đổi giữa 0 và 5V để truyền tín hiệu đi.
Nam châm

24


Mạch IC
điện trở
từ
Hình 2.5: Cảm biến vị trí bướm ga dùng điện áp VC
2.2.2. Dùng một nhiệt điện trở.
Giá trị điện trở của nhiệt điện trở thay đổi theo nhiệt độ. Vì vậy các nhiệt điện
trở được sử dụng trong các thiết bị như cảm biến nhiệt độ nước và cảm biến nhiệt

độ khí nạp, để phát hiện các thay đổi của nhiệt độ.

Cảm biến
nhiệt độ
nước làm
mát
Hình 2.6: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát sử dụng nhiệt điện trở
Như trình bày trong hình minh họa, điện áp được cấp vào nhiệt điện trở của
cảm biến từ mạch điện áp không đổi (5V) trong ECU động cơ qua điện trở. Các
đặc tính của nhiệt điện trở này được ECU động cơ sử dụng để phát hiện nhiệt độ
bằng sự thay đổi điện áp tại điểm cực THW.
Khi nhiệt điện trở hoặc mạch của dây dẫn này bị hở, điện áp tại điểm THW sẽ
là 5V, và khi có ngắt mạch từ điểm THW đến cảm biến này, điện áp sẽ là 0V. Vì
vậy, ECU động cơ sẽ phát hiện một sự cố bằng chức năng chẩn đoán.
2.2.3. Dùng điện áp Bật/ Tắt.
25