Nghiên cứu kỹ thuật mới trên động cơ ECOBOOST
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.73 MB, 107 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT MỚI TRÊN
ĐỘNG CƠ ECOBOOST
SVTH: ĐỒNG QUỐC PHONG
MSSV: 13145190
SVTH: TRẦN CHÍNH LUẬN
MSSV: 13145154
GVHD : ThS. NGUYỄN VĂN LONG GIANG
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật ô tô
NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT MỚI TRÊN
ĐỘNG CƠ ECOBOOST
SVTH: ĐỒNG QUỐC PHONG
MSSV: 13145190
SVTH: TRẦN CHÍNH LUẬN
MSSV: 13145154
GVHD : ThS. NGUYỄN VĂN LONG GIANG
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
TP. Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 3 năm 2017
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: 1. Đồng Quốc Phong
2. Trần Chính Luận
MSSV: 13145190
MSSV: 13145154
Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Mã ngành đào tạo: 52510205
Hệ đào tạo: Đại học chính qui
Mã hệ đào tạo: K131454
Khóa: 2013
Lớp: 131454A
1. Tên đề tài: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT MỚI TRÊN ĐỘNG CƠ ECOBOOST.
2. Nhiệm vụ đề tài: Nghiên cứu tài liệu và tìm hiểu các kỹ thuật mới trên động cơ
ecoboost.
-
Nghiên cứu tổng quan về động cơ ecoboost.
-
Nghiên cứu các hệ thống mới trên động cơ ecoboost.
-
Nghiên cứu các phương pháp chẩn đoán cơ khí trên động cơ ecoboost.
3. Sản phẩm của đề tài:
-
Thuyết minh đề tài
-
File báo cáo
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 29/03/2017
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ đề tài: 25/07/2017
TRƯỞNG BỘ MÔN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn ……………………………..
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên: Đồng Quốc Phong
MSSV: 13145190
Hội đồng:…………
Họ và tên sinh viên: Trần Chính Luận
MSSV: 13145154
Hội đồng:…………
Tên đề tài: Nghiên cứu kỹ thuật mới trên động cơ Ecoboost
Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Họ và tên GV hướng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Long Giang
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(khơng đánh máy)
2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
2.2 Nội dung ĐỒ ÁN:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu
có thể tiếp tục phát triển)
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
2.3.Kết quả đạt được:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
3. Đánh giá:
Mục đánh giá
TT
1.
2.
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm
tối đa
30
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của
các mục
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ
thuật, khoa học xã hội…
5
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần,
hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng
buộc thực tế.
15
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên
ngành…
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
5
10
Điểm đạt
được
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
4. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 07 năm 2017
Giảng viên hướng dẫn
((Ký, ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn ……………………………..
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên: Đồng Quốc Phong
MSSV: 13145190
Hội đồng:…………
Họ và tên sinh viên: Trần Chính Luận
MSSV: 13145154
Hội đồng:…………
Tên đề tài: Nghiên cứu kỹ thuật mới trên động cơ Ecoboost
Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Họ và tên GV phản biện: (Mã GV) ...................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu
có thể tiếp tục phát triển)
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
3. Kết quả đạt được:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
5. Câu hỏi:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
6. Đánh giá:
Mục đánh giá
TT
1.
2.
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm
tối đa
30
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các
mục
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ
thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
7. Kết luận:
Được phép bảo vệ
50
5
10
Điểm
đạt
được
Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc
quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực
tế.
15
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên
ngành…
5
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
Không được phép bảo vệ
100
TP.HCM, ngày
tháng 07 năm 2017
Giảng viên phản biện
((Ký, ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: Nghiên cứu kỹ thuật mới trên động cơ Ecoboost
Họ và tên Sinh viên: Đồng Quốc Phong
Trần Chính Luận
MSSV: 13145190
MSSV: 13145154
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản
biện và các thành viên trong Hội động bảo vệ. Đồ án đã được hoàn chỉnh đúng theo yêu
cầu về nội dung và hình thức
Chủ tịch Hội đồng: ____________________________
____________________
Giảng viên hướng dẫn: ________________________
____________________
Giảng viên phản biện: _________________________
____________________
Tp. Hồ Chí Minh, ngày
tháng
năm 2017
LỜI CẢM ƠN
Sau quá trình học và rèn luyện nghiêm túc tại Khoa Cơ Khí Động Lực trường
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh cùng với sự hướng dẫn và đôn
đốc tận tình của Thầy ThS.Nguyễn Văn Long Giang, chúng tơi đã hồn thành Đồ án tốt
nghiệp Đại học.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến Thầy ThS.Nguyễn Văn Long Giang,
người thầy đã động viên và giúp đỡ chúng tôi về mặt tinh thần cũng như kiến thức để
chúng tôi vượt qua những ngày tháng khó khăn trong sự tìm tòi, hiểu biết về lĩnh vực
các kỹ thuật mới trên động cơ ecoboost để rồi cuối cùng hoàn thành được Đồ án tốt
nghiệp ngày hôm nay. Một lần nữa xin gửi lời cảm ơn đến Thầy, chúc Thầy ln khỏe
mạnh và có những tháng năm công tác tốt.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô trong trường cũng như các thầy
cô khoa Cơ Khí Động Lực ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô và những người đã dìu dắt
chúng tôi, cho chúng tôi những kiến thức chuyên ngành và những kinh nghiệm quý báu
để cùng với sự nổ lực của chính bản thân chúng tơi đã hồn thành Đồ án tốt nghiệp ngày
hôm nay.
Chúng tôi cũng xin chân thành cảm ơn đến gia đình, bạn bè và tất cả những người
thân của tôi đã tạo điều kiện và giúp đỡ chúng tơi có được kết quả đồ án ngày hơm nay.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người.
i
LỜI MỞ ĐẦU
Với sự phát triển không ngừng nghỉ trong lĩnh vực chế tạo động cơ đốt trong. Và
những đòi hỏi khắt khe về vấn đề môi trường. Thì việc chế tạo ra một động cơ nhỏ gọn,
tiết kiệm nhiên liệu nhưng vẫn bảo đảm công suất đầu ra lớn để cho sự trãi nghiệm tuyệt
vời sau tay lái là một điều tất yếu. Và động cơ Ecoboost của Ford ra đời và đã làm được
những điều đó. Nó mang trên mình nhưng công nghệ tiên tiến và với hệ thống điều khiển
thông minh cùng kết cấu vô cùng nhỏ gọn vì đã tinh giảm rất nhiều các chi tiết. Động
cơ Ecoboost của Ford đã mang lại cuộc cách mạng trong lĩnh vực chế tạo động cơ. Thay
đổi hoàn toàn suy nghĩ trong chúng ta từ trươc đến nay là “Một động cơ mạnh mẽ thì đi
đôi với dung tích động cơ lớn”.
I. Mục đích nghiên cứu
Đồ án nhằm nghiên cứu các kỹ thuật mới trên động cơ Ecoboost thông qua các hệ
thống đã được Ford cải tiến. Giúp hiểu rõ tại sao động cơ Ecoboost có thể tiết kiệm
nhiên liệu một cách tối đa nhưng vẫn cho công suất đầu ra lớn hơn so với các mẫu động
cơ có dung tích lớn hơn hiện nay.
Đồ án còn nghiên cứu về chẩn đoán các hư hỏng cơ khí chung trên động cơ và
chẩn đoán các hư hỏng cơ khí của các hệ thống khác trên động cơ.
II. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu chủ yếu là động cơ Ecoboost 1.0L.
Nghiên cứu các hệ thống được cải tiến trên động cơ Ecoboost là các hệ thống mới
và khác so với các hệ thống trên những động cơ thông thường khác hiện nay.
Những hệ thống được nghiên cứu: hệ thống nạp và kiểm soát nhiên liệu với kim
phun trực tiếp vào buồng đốt, hệ thống định thời trục cam biến thiên TI-VCT, hệ thống
đánh lửa trực tiếp, hệ thống Turbo tăng áp, hệ thống bơm nhớt biến thiên và hệ thống
điều khiển công suất động cơ.
III. Nội dung nghiên cứu
-
Nghiên cứu tổng quan về động cơ ecoboost.
-
Nghiên cứu các hệ thống mới trên động cơ ecoboost.
-
Nghiên cứu các phương pháp chẩn đoán cơ khí trên động cơ ecoboost.
ii
IV. Phương pháp nghiên cứu
Dịch và nghiên cứu tài liệu Petrol Engine Management – Ford Training APA,
Fordtechservice – Ford Motor Company. Từ đó tìm hiểu các ưu điểm vượt trội trên
các hệ thống mới của động cơ Ecoboost.
V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Có được cơ sở lý thuyết chung về các kỹ thuật mới trên động cơ Ecoboost. Hiểu
được lý do tại sao động cơ Ecoboost với thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm nhiên liệu như vậy
nhưng vẫn cho cơng śt đầu ra lớn như thế.
Từ đó áp dụng vào việc tối ưu hóa cũng như phát triển động cơ theo hướng giảm
kích thước động cơ, giảm tiêu thụ nhiên liệu, khí thải, nhưng vẫn tăng được công suất
cũng như cải thiện cảm giác lái.
Biết được nguyên nhân hư hỏng cơ khí trên động cơ từ đó có thể tự chẩn đoán các
lỗi cơ khí của động cơ khi hư hỏng xảy ra.
VI. Các nội dung chính của đề tài
-
Mở đầu
-
Chương 1: Tổng quan về về động cơ Ecoboost
-
Chương 2: Các hệ thống cải tiến trên động cơ Ecoboost
-
Chương 3: Chẩn đoán hư hỏng cơ khí trên động cơ Ecoboost
-
Kết luận
iii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ i
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................... ii
MỤC LỤC .................................................................................................................... iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ ............................................................... ix
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ECOBOOST .......................................1
1. Giới thiệu..................................................................................................................1
2. Quá trình phát triển của công nghệ EcoBoost..........................................................1
3. Phương án kỹ thuật của Ecoboost ............................................................................6
4. Những ưu điểm vượt trội trên Ecoboost ..................................................................7
5. Công nghệ EcoBoost trong tương lai .......................................................................9
2. Thông số và vị trí các chi tiết trên động cơ Ecoboost ............................................10
2.1. Các thông số trên động cơ ...............................................................................10
2.2. Vị trí các chi tiết trên động cơ .........................................................................11
CHƯƠNG 2: CÁC HỆ THỐNG CẢI TIẾN TRÊN ĐỘNG CƠ ECOBOOST .....12
1. Hệ thống phun xăng trực tiếp .................................................................................12
1.1. Khái quát hệ thống ...........................................................................................12
1.2. Cấu tạo của hệ thống........................................................................................12
1.2.1. Hệ thống áp suất thấp ................................................................................12
1.2.2. Hệ thống áp suất cao .................................................................................16
1.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng trực tiếp ..................................24
2. Hệ thống TI-VCT (Twin Independent Variable Camshaft Timing) ......................26
2.1. Khái quát hệ thống ...........................................................................................26
2.2. Cấu tạo của hệ thống........................................................................................27
2.2.1. Van solenoid điều chỉnh ............................................................................27
2.2.2. Cụm VCT ..................................................................................................30
2.3. Nguyên lý hoạt động ........................................................................................34
2.3.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ............................................................34
2.3.2. Tính tốn góc điều chỉnh trục cam ............................................................35
3. Hệ thống đánh lửa ..................................................................................................37
3.1. Tổng quan hệ thống đánh lửa ..........................................................................37
3.2. Cấu tạo hệ thốnglửa ............................................................................................37
iv
3.2.1. Cuộn COP không tích hợp bộ truyền động ...............................................38
3.2.2. Cuộn đánh lửa có tích hợp bộ điều khiển ..................................................38
3.2.3. Cảm biến kích nổ Knock Sensor ...............................................................39
3.3. Nguyên lí hoạt động.........................................................................................40
3.3.1. Tính tốn góc đánh lửa ..............................................................................40
3.3.2. Điều khiển kích nổ ....................................................................................41
3.3.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ............................................................42
4. Turbocharger ..........................................................................................................43
4.1. Tổng quan về turbocharger ..............................................................................43
4.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của turbocharger. .........................................44
4.2.1. Cấu tạo. ......................................................................................................44
4.2.2. Nguyên lý hoạt động của turbocharger. ....................................................45
4.2.3. Nguyên lý điều khiển áp suất tăng áp. ......................................................46
4.2.4. Nguyên lý giảm áp suất khí nạp phía sau turbin nạp. ...............................48
5. Bơm dầu biến thiên ................................................................................................51
5.1. Giới thiệu chung ..............................................................................................51
5.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ......................................................................51
5.2.1. Cấu tạo của bơm dầu. ................................................................................51
5.2.2. Nguyên lý hoạt động của bơm. .................................................................52
6. Hệ thống điều khiển công suất động cơ .................................................................55
6.1 Bộ điều khiển dẫn động bướm ga điện (TAC) .................................................55
6.2. Bộ điều khiển bướm ga điện (ETC).................................................................57
6.3. Hệ thống quản lý động cơ ................................................................................58
6.3.1. Tính lưu lượng khí nạp ..............................................................................59
6.3.2. Điều chỉnh lượng khí nạp ..........................................................................62
6.3.3. Ngắt khí nạp ở chế độ không tải................................................................63
6.3.4. Các chế độ phun xăng trực tiếp .................................................................63
6.3.4. Điều chỉnh lượng nhiên liệu ......................................................................65
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG CƠ KHÍ TRÊN ĐỘNG
CƠ ECOBOOST ..........................................................................................................69
1. Triệu chứng gây ra tiếng ồn trên động cơ. .............................................................69
2. Triệu chứng gây ảnh hưởng hiệu suất động cơ: .....................................................73
3. Chẩn đoán và kiểm tra turbocharger ......................................................................75
v
3.1. Các bộ phận có thể kiểm tra bằng mắt thường ................................................75
3.2. Sơ đồ triệu chứng hư hỏng...............................................................................76
3.3 Kiểm tra rò dầu phía trong Turbocharger .........................................................79
3.4. Kiểm tra quay tự do turbocharger. ...................................................................79
4. Chẩn đoán hệ thống nhiên liệu ...............................................................................79
KẾT LUẬN ..................................................................................................................86
vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Tên viết tắt
Tên tiếng anh
Ý nghĩa
Mơ-đun kiểm sốt hệ thống
truyền lực
PCM
Powertrain control module
PWM
Pulse Width Modulation
Điều chế độ rộng xung
FPCM
Fuel Pump Control Module
Bộ điều khiển bơm nhiên liệu
FP PWR
Fuel Pum Power
Điều khiển bơm nhiên liệu
FLP
Fuel Line Pressure
Áp suất đường nhiên liệu
FMV
Fuel Metering Valve
Van định lượng nhiên liệu
FRP
Fuel Rail Pressure
Áp suất nhiên liệu ở ống phân
phối
RWD
Rear wheel drive
Dẫn động bánh sau
4WD
4 wheel drive
Dẫn động 4 bánh
AWD
All wheel drive
Dẫn động tất cả các bánh
TI-VCT
Twin Independent Variable Định thời trục cam biến thiên
Camshaft Timing
độc lập
WOT
Wide Open Throttle
Bướm ga mở rộng
IPS
Intake Phase Shifting
Hệ thống chuyển dịch pha nạp
EGR
exhaust gas recirculation
hệ thống tuần hoàn khí thải
VCT
Variable Camshaft Timing
Định thời trục cam biến thiên
CMP
Camshaft Position sensor
Cảm biến vị trí trục cam
CKP
CranKshaft Position sensor
Cảm biến vị trí trục khuỷu
Coil On Plug
Cuồn đánh lửa
COP
vii
Cảm biến kích nổ
KS
Knock Sensor
TAC
Electronic Throttle Actuator Bộ điều khiển dẫn động bướm
Control
ga điện
ETC
Electronic Throttle Control
Bộ điều khiển bướm ga điện
MAF
Mass Air Flow Sensor
cảm biến khối lượng dòng khí
MAP
Manifold Absolute Pressure
Một cảm biến áp suất tuyệt đối
Sensor
IAT
Intake Air Temperature
MAPT
Manifold Absolute Pressure cảm biến nhiệt độ và áp suất
and Temperature Sensor
tuyệt đối
TP
Throttle Position Sensor
APP
Accelerator Pedal Position
Cảm biến vị trí bàn đạp ga
Sensor
KAM
Keep Alive Memory
Bộ nhớ giữ lại
TWC
Three Way Catalytic
bộ chuyển đổi khí thải ba chiều
SHRTFT
Short term fuel trim
Ngắt nhiên liệu ngắn hạng
LONGFT
Long term fuel trim
Ngắt nhiên liệu dài hạn
GTDI
Gasoline turbochaged direct Động cơ tăng Áp Phun Xăng
injection
Trực Tiếp
CAC
Charge air cooler
EVRV
Electronic vacuum regulator
Van điện tử điều tiết chân không
valve
cảm biến nhiệt độ không khí
Cảm biến vị trí bướm ga
Bộ làm mát khí nén
viii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ
Hình 1.1: Động cơ EcoBoost 3.5L của Lincoln MKS....................................................1
Hình 1.2: Lincoln MKS ..................................................................................................2
Hình 1.3: Ford EcoBoost 2.0L........................................................................................3
Hình 1.4: Ford EcoBoost 1.6L........................................................................................4
Hình 1.5: Mơ men xoắn của động cơ EcoBoost 1.0 khi so với các loại động cơ 1.6L ..4
Hình 1.6: Ford EcoSport được trang bị động cơ EcoBoost 1.0L ...................................5
Hình 1.7: Phương án kỹ thuật của Ecoboost ..................................................................6
Hình 1.8: Hướng phát triển trong tương lai của Ecoboost .............................................9
Hình 1.9: Mặt trước động cơ Ecoboost 1.0L ................................................................11
Hình 2.1: Hệ thống áp thấp ...........................................................................................12
Hình 2.2: Mạch điều khiển FPCM của PCM ...............................................................13
Hình 2.3: Mạch điều khiển cảm biến áp suất nhiên liệu ..............................................14
Hình 2.4: Bơm nhiên liệu .............................................................................................14
Hình 2.5: Bơm nhiên liệu trong bình nhiên liệu ...........................................................15
Hình 2.6: Mạch điều khiển bơm áp thấp ......................................................................15
Hình 2.7: Vị trí các chi tiết trên hệ thống áp cao ..........................................................16
Hình 2.8: Cấu tạo Bơm áp cao......................................................................................18
Hình 2.9: Sơ đồ điều khiển quá trình mở van FMV .....................................................18
Hình 2.10: Sơ đồ điều khiển đóng van FMV ...............................................................19
Hình 2.11: Mạch kích hoạt van FMV của PCM ...........................................................19
Hình 2.12: Tín hiệu điện áp trong quá trình điều khiển van FMV ...............................20
Hình 2.13: Mạch điều khiển cảm biến FRP của PCM. ................................................21
Hình 2.14: Kim phun bố trí trên thân máy ...................................................................21
Hình 2.15: Kim phun nhiên liệu trực tiếp .....................................................................22
Hình 2.16: Tín hiệu điện áp trong quá trình PCM điều khiển kim phun.....................23
Hình 2.17: Mạch điều khiển kim phun của PCM .........................................................24
Hình 2.18: Sơ đồ hoạt động của hệ thống nhiên liệu ...................................................25
Hình 2.19: Vị trí các chi tiết của hệ thống VCT trên động cơ......................................27
Hình 2.20: Vị trí van solenoid VCT trên động cơ ........................................................28
Hình 2.21: Cấu tạo của Van solenoid tích hợp điều khiển dầu. ...................................28
Hình 2.22: Điều khiển van solenoid VCT tích hợp điều khiển thủy lực ......................29
ix
Hình 2.23: Cấu tạo cụm VCT .......................................................................................29
Hình 2.24: Bên trong Cụm VCT ..................................................................................30
Hình 2.25: Cụm VCT của cam nạp ..............................................................................30
Hình 2.26: Cụm VCT của cam xả ................................................................................31
Hình 2.27: Các loại cảm biến trục cam ........................................................................32
Hình 2.28: Mạch điều khiển cảm biến trục cam ...........................................................32
Hình 2.29: Tín hiệu điện áp đầu ra từ cảm biến CKP ..................................................33
Hình 2.30: Cảm biến CKP cho ra tín hiệu điện áp .......................................................33
Hình 2.32: Sơ đồ điều khiển hệ thống VCT của PCM .................................................34
Hình 2.33: Các giai đoạn điều khiển của hệ thống Ti-VCT .........................................34
Hình 2.34: Cấu tạo của cuộn đánh lửa COP không tích hợp bộ điều khiển. ................38
Hình 2.35: Mạch điều khiển cuộn đánh lửa COP khơng tích hợp mạch điều khiển ....38
Hình 2.37: Vị trí cảm biến kích nổ ...............................................................................39
Hình 2.39: So sánh tín hiệu điện áp của cảm biến kích nổ trong điều kiện hoạt động
bình thường và khi kích nổ của động cơ. ......................................................................41
Hình 2.40: Sơ đồ mơ tả hoạt động của hệ thống đánh lửa ...........................................42
Hình 2.41: Nhận và điều khiển xung đánh lửa của PCM .............................................43
Hình 2.42: Các bộ phận của Turbocharger ...................................................................44
Hình 2.43: Các chi tiết của turbocharger ......................................................................44
Hình 2.44: Bộ làm mát khí nén (CAC: charge air cooler) ............................................45
Hình 2.45: Nguyên lý hoạt động của turbocharger ......................................................45
Hình 2.46: Các bộ phận điều khiển áp suất tăng áp .....................................................46
Hình 2.48: Trạng thái cửa xả ........................................................................................47
Hình 2.49: Sơ đồ điều khiển áp suất tăng áp ................................................................47
Hình 2.50: Sơ đồ điều khiển van EVRV ......................................................................48
Hình 2.52: Vị trí van rẽ và van điện từ .........................................................................49
Hình 2.53: Cấu tạo van điện từ .....................................................................................49
Hình 2.54: Sơ đồ điều khiển van rẽ ..............................................................................50
Hình 2.55: Sơ đồ điều khiển van điều khiển van rẽ .....................................................50
Hình 2.56: Vị trí bơm dầu trên động cơ .......................................................................51
Hình 2.57: Cấu tạo bơm dầu .........................................................................................52
Hình 2.58: Sơ đồ hoạt động của bơm lúc van solenoid đóng .......................................53
Hình 2.59: Sơ đồ hoạt động của bơm lúc van solenoid mở..........................................54
x
Hình 2.60: Bộ TAC ......................................................................................................55
Hình 2.61: Cấu tạo TAC ...............................................................................................55
Hình 2.62: Sơ đồ điều khiển motor điện TAC .............................................................56
Hình 2.63: Sơ đồ điều khiển bướm ga điện ..................................................................57
Hình 2.64: Chiến lược điều khiển động cơ của PCM ...................................................58
Hình 2.65: Hiệu ứng khí nạp điền đầy..........................................................................60
Hình 2.66: Hiệu ứng làm cạn khí nạp ...........................................................................61
Hình 2.67: Sơ đồ tính tốn khối lượng khí nạp bằng cảm biến MAP ..........................61
xi
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ECOBOOST
1. Giới thiệu
Với sự phát triển không ngừng nghỉ cùng với những đột phá vượt bậc trong lĩnh
vực công nghệ chế tạo động cơ đốt trong. Đồng thời với những yêu cầu khắt khe về khí
thải để đảm bảo vấn đề môi trường. Từ đó yêu cầu làm sao phải chế tạo ra một mẫu
động cơ vừa có khả năng tiết kiệm nhiên liệu, lại vừa cho ra công suất mạnh mẽ để đáp
ứng trãi nghiệm lái tuyệt vời. Và các kỹ sư của Ford đã làm được điều đó. Họ đã cho ra
đời mẫu động cơ Ecoboost, đặc biệt là phiên bản động cơ Ecoboost 1.0L 3 xi lanh.
2. Quá trình phát triển của công nghệ EcoBoost
EcoBoost là dòng động cơ tăng áp, phun nhiên liệu trực tiếp, được Ford phát triển
cách đây 10 năm, với mục tiêu tạo ra một thế hệ động cơ mới, cùng một lúc đạt được 3
yếu tố: giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm mức độ phát thải khí ô nhiễm trong khi vẫn giữ
vững sức mạnh của động cơ. Đây không phải là một công nghệ “diễu võ dương oai”,
chứng minh khả năng công nghệ hay áp dụng giới hạn trên một số mẫu xe đặc biệt, mà
theo chiến lược dài hạn của Ford thì động cơ EcoBoost sẽ được áp dụng đại trà trên tất
cả các dòng xe của mình từ đây đến năm 2020.
Ban đầu, Ford phát triển công nghệ động cơ này dựa trên nền tảng là động cơ
Duratec V6 dung tích 3.5 lít, bởi vào thời điểm năm 2007, việc trang bị bộ turbo tăng áp
kép trên các loại động cơ dung tích bé vẫn còn là chụn khơng đơn giản.
Hình 1.1: Động cơ EcoBoost 3.5L của Lincoln MKS
1
Đầu năm 2007, tại Triển lãm ô tô Bắc Mỹ, chiếc Lincoln MKR concept được trưng
bày với quả tim là loại động cơ V6 3.5L tăng áp kép, có tên tạm gọi là TwinForce. Cũng
tại triển lãm này một năm sau đó, cơng nghệ động cơ mới của Ford được giới thiệu một
lần nữa và chính thức mang tên EcoBoost.
Giữa năm 2009, Ford tung ra thị trường Bắc Mỹ mẫu xe Lincoln MKS, trang bị
động cơ V6 EcoBoost 3.5L. Theo đại diện của Ford lúc ấy thì cỗ máy này có cơng śt
và mơ-men xoắn tương đương các loại động cơ V8 4.0L, nhưng mức tiêu hao nhiên liệu
chỉ ngang với 1 loại động cơ V6 thông thường. EcoBoost V6 lúc ấy tạo ra công suất cực
đại 340 mã lực và mô-men xoắn tối đa lên đến 460Nm, khiến cho Lincoln MKS trở
thành một trong những chiếc xe sang dẫn động 4 bánh mạnh mẽ và tiết kiệm nhiên liệu
nhất ở thị trường Mỹ.
Hình 1.2: Lincoln MKS
Khơng chỉ thành cơng qua doanh số, từ khi được giới thiệu, EcoBoost của Ford
cũng là một chủ đề được giới công nghệ bàn tán rôm rả, tại các cuộc triển lãm ô tô cũng
như trên một loạt các kênh truyền thông. Theo số liệu của Ford thì công nghệ động cơ
này giúp các mẫu xe của họ tiết kiệm được 20% lượng nhiên liệu tiêu thụ, giảm 15%
lượng phát thải CO2 khi so với các loại động cơ công suất tương đương nhưng có dung
tích lớn hơn.
Ngay sau khi hồn thiện động cơ EcoBoost 3.5L, Ford đã nhanh chóng triển khai
ứng dụng cơng nghệ này trên các dòng động cơ dung tích bé hơn, đây cũng là một phần
của kế hoạch đã được vạch ra từ đầu.
Tháng 9 năm 2009, tại Triển lãm ô tô Frankfurt, Ford đã xác nhận sẽ áp dụng cơng
nghệ EcoBoost vào hai dòng động cơ 4 xi-lanh có kích cỡ dung tích 2.0L và 1.6L.
2
Hình 1.3: Ford EcoBoost 2.0L
Giữa năm 2010, phiên bản EcoBoost 2.0L với công suất cực đại 240 mã lực và
mô-men xoắn cực đại 366Nm, chính thức được công bố cùng với chiếc Ford Explorer.
So sánh về sức mạnh, EcoBoost 2.0 mặc dù có cơng śt và mơ-men xoắn tương đương
với các dòng động cơ V6 3.5 của các đối thủ, nhưng mức tiêu hao nhiên liệu lại thấp
hơn tới 30%. Thậm chí, kết quả kiểm tra cho thấy, khi đặt cạnh động cơ V6 4.0L của
chiếc Ford Explorer 2010, động cơ mới của Ford còn nhỉnh hơn về mô-men
xoắn. EcoBoost 2.0L trong 2 năm sau đó liên tục được điểm tên trong danh sách 10 động
cơ tốt nhất năm do WardsAuto World bình chọn.
Ông Drew Winter, Tổng biên tập của WardsAuto lúc ấy cho biết: “Hiện nay có rất
nhiều dòng động cơ turbo 2.0 trên thị trường. Tuy nhiên, loại ấn tượng nhất đối với
chúng tôi trong năm nay chính là EcoBoost. Cỗ máy này rất thú vị khi được trang bị trên
một mẫu xe thể thao như Focus ST, nhưng cũng gây ngạc nhiên lớn cho chúng tôi khi
được lắp trên mẫu sedan Taurus. Ngay cả khi chạy với tải nặng, động cơ luôn tạo ra sức
mạnh cần thiết, trong khi lại tiết kiệm nhiên liệu hơn nhiều so với động cơ V6.”
Khơng lâu sau đó, cuối năm 2010, phiên bản 1.6L của EcoBoost cũng được giới
thiệu, và Ford đã gọi động cơ mới này là “Hero”. Tương tự như các phiên bản 3.5 và 2.0
trước đó, về mặt sức mạnh, với công suất cực đại 180 mã lực, EcoBoost 1.6 cũng bỏ xa
các đối thủ cùng dung tích, xếp ngang ngửa, thậm chí vượt trội các động cơ 2.0 thông
thường, trong khi tiết kiệm nhiên liệu tới hơn 20%.
3
Hình 1.4: Ford EcoBoost 1.6L
Mặc dù thành cơng ngồi mong đợi, và Ford gần như cũng đã đặt cược tương lai
của tập đồn hồn tồn vào cơng nghệ động cơ này. Tuy nhiên, thành tích của 3 phiên
bản nói trên vẫn chưa là gì so với đàn em EcoBoost 1.0L.
Cuối năm 2011, phiên bản EcoBoost dung tích bé nhất với 1.0L chính thức được
giới thiệu. Dung tích “tí hon” và chỉ có 3 xi-lanh, nhưng "Baby" EcoBoost của Ford lại
cho công suất cực đại lên tới 125 mã lực và mô-men xoắn cực đại 170Nm. Đây cũng là
dòng động cơ 3 xi lanh đầu tiên trong lịch sử của Ford.
Hình 1.5: Mô men xoắn của động cơ EcoBoost 1.0 khi so với các loại động cơ 1.6L
Nếu so sánh về sức mạnh, thì EcoBoost 1.0L thậm chí còn qua mặt nhiều dòng
động cơ 1.6L thông thường hiện nay. Tuy nhiên, điều mà giới công nghệ ngạc nhiên là
4
