Thiết kế thi công mô hình hệ thống điều khiển DIESEL điện tử TOYOTA HILUX 2KD FTV
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (8.2 MB, 120 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU
KHIỂN DIESEL ĐIỆN TỬ TOYOTA HILUX 2KD – FTV
SVTH: NGUYỄN HOÀNG
MSSV: 13145093
SVTH: NGUYỄN QUANG KHANG
MSSV: 13145116
GVHD: GVC. ThS. NGUYỄN KIM
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
Chuyên ngành: Cơng Nghệ Kỹ Thuật Ơ Tơ
Tên đề tài
THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU
KHIỂN DIESEL ĐIỆN TỬ TOYOTA HILUX 2KD – FTV
SVTH: NGUYỄN HOÀNG
MSSV: 13145093
SVTH: NGUYỄN QUANG KHANG
MSSV: 13145116
GVHD: GVC. ThS. NGUYỄN KIM
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng
năm
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:
1. Nguyễn Hồng
MSSV: 13145093
2. Nguyễn Quang Khang MSSV: 13145116
Chun ngành: Cơng Nghệ Kỹ Thuật Ơ Tơ Mã ngành đào tạo: 52510205
Hệ đào tạo: Đại Học Chính Quy
Mã hệ đào tạo:
Khóa: 2013 – 2017
Lớp: 131453
1. Tên đề tài
THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DIESEL ĐIỆN TỬ
TOYOTA HILUX 2KD – FTV
2. Nhiệm vụ đề tài
Tìm hiểu, thu thập tài liệu về hệ thống điều khiển động cơ (2KD_FTV) Toyota
Hilux
Giới thiệu mơ hình hệ thống điểu khiển nhiên liệu Diesel điện tử Common Rail
2KD_FTV Toyota Hilux.
Nghiên cứu nguyên lý hoạt động, cấu tạo của hệ thống nhiên liệu, cũng như cấu
tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển điện tử.
Thiết kế, thi công hệ thống truyền động.
Thiết kế, thi công lắp đặt các thiết bị trên mơ hình.
Thiết kế mạch nguồn, bảng cực ECU, bảng cực EDU và thi công hệ thống điều
khiển điện tử trên mơ hình.
Biên soạn tài liệu phục vụ q trình học tập trên mơ hình hệ thống điều khiển
nhiên liệu Diesel điện tử Common Rail 2KD_FTV Toyota Hilux.
3. Sản phẩm đề tài
1 quyển thuyết minh đề tài
Mơ hình hồn chỉnh hệ thống điều khiển nhiên liệu Diesel điện tử Common Rail
2KD - FTV Toyota Hilux.
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 27/03/2017
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 25/07/2017
TRƯỞNG BỘ MÔN
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn Động cơ
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên:
Nguyễn Hoàng
MSSV: 13145093
Hội đồng:…………
Họ và tên sinh viên:
Nguyễn Quang Khang
MSSV: 13145116
Hội đồng:…………
Tên đề tài: THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DIESEL ĐIỆN TỬ
TOYOTA HILUX 2KD - FTV
Ngành đào tạo: Công Nghệ Kỹ Thuật Ơ Tơ
Họ và tên GV hướng dẫn: GVC.ThS Nguyễn Kim
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(không 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:
1.
2.
Điểm
tối đa
Mục đánh giá
TT
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm đạt
được
30
Đúng format với đầ y 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 hợi…
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…
5
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
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
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn Động cơ
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên:
Nguyễn Hoàng
MSSV: 13145093 Hội đồng…………
Họ và tên sinh viên:
Nguyễn Quang Khang
MSSV: 13145116 Hội đồng…………
Tên đề tài: THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DIESEL ĐIỆN TỬ
TOYOTA HILUX 2KD - FTV
Ngành đào tạo: Công Nghệ Kỹ Thuật Ơ Tơ
Họ và tên GV phản biện: (Mã GV): GVC.ThS Châu Quang Hải
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:
1.
2.
Điểm
tối đa
Mục đánh giá
TT
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm đạt
được
30
Đúng format với đầ y 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 hợi…
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…
5
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
7. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 07 năm 2017
Giảng viên phản biện
((Ký, ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
–––––––––––––––––––
Tp. Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 2017
XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài:
THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DIESEL ĐIỆN TỬ
TOYOTA HILUX 2KD - FTV
Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Hoàng
Nguyễn Quang Khang
MSSV: 13145093
MSSV: 13145116
Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
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 đồng bảo vệ. Đồ án tốt nghiệp 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: ___________________________________ __________________
LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy hướng dẫn ThS Nguyễn Kim đã tận tình hướng
dẫn, cung cấp tài liệu, nêu ra những phương pháp cụ thể, truyền đạt những kinh nghiệm
thực tế và động viên chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp. Chúng em
xin chân thành cảm ơn Thầy phản biện đã nhận xét thật cụ thể và đóng góp những ý kiến
quý báu giúp chúng em hoàn thiện đồ án tốt nghiệp. Trong suốt thời gian thực hiện đề tài
nhóm nghiên cứu đã gặp khơng ít khó khăn trong q trình thực hiện đề tài. Nhóm đã nhận
được sự giúp đỡ hỗ trợ nhiệt tình từ các giảng viên trong khoa và đặc biệt là nhờ sự cố vấn,
định hướng, giải đáp vấn đề khó của đề tài từ Thầy hướng dẫn. Từ sự giúp đỡ đó đã tạo
điều kiện cho chúng em thực hiện thành công đề tài.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy trong khoa Cơ Khí Động Lực
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM và đặt biệt là quý Thầy trong bộ mơn động
cơ đã tận tình chỉ dẫn, trực tiếp giúp đỡ cũng như tạo mọi điều kiện tốt nhất cho chúng em
hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp.
Cuối cùng chúng em xin kính chúc q thầy cơ giáo dồi dào sức khỏe, thành công
trong công việc và cuộc sống để tiếp tục hướng dẫn dìu dắt thế hệ chúng em ngày càng
trưởng thành hơn trong ngành nghề của mình đã chọn lựa.
Chúng em xin chân thành cám ơn!
Nhóm Sinh Viên Thực Hiện
Nguyễn Hoàng
Nguyễn Quang Khang
i
TÓM TẮT
Hệ thống điều khiển phun dầu điện tử là một hệ thống có khả năng làm giảm lượng khí
thải gây ô nhiễm môi trường cũng như tiết kiệm nhiên liệu. Đóng vai trị quan trọng trong
việc cải thiện vấn đề khí thải và tiêu hao nhiên liệu của động cơ Diesel. Chính vì điều này,
mà vấn đề nghiên cứu về động cơ sử dụng hệ thống phun dầu điện tử là một vấn đề cần
thiết với người học ngành cơng nghệ kỹ thuật ơ tơ hiện nay.
Trong q trình thực hiện đề tài, hướng tiếp cận chủ yếu mà chúng em sử dụng là đi
sâu tìm hiểu lý thuyết về nguyên lý, cấu tạo của hệ thống cùng với đó là quan sát, vận hành
thử các động cơ có sử dụng hệ thống phun dầu điện tử để rút ra kinh nghiệm về các hư
hỏng, các lỗi xảy ra trong quá trình hoạt động của hệ thống để từ đó hồn thiện đề tài.
Với hướng tiếp cận này, nhóm đã sử dụng các phương pháp như nghiên cứu lý thuyết,
tiến hành vận hành các động cơ trong thực tế, thu thập số liệu, tham khảo sự tham vấn của
giảng viên hướng dẫn. Kết hợp với các phương pháp về chun mơn này là các phương
pháp gia cơng cơ khí để thực hiện thi cơng khung mơ hình và các chi tiết cơ khí trên mơ
hình.
Sau khi kết thúc q trình thực hiện đồ án, sản phẩm của nhóm là mơ hình điều HỆ
THỐNG ĐIỀU KHIỂN DIESEL ĐIỆN TỬ TOYOTA HILUX 2KD – FTV có khả năng
hoạt động theo đúng yêu cầu của đề tài cũng như đúng nguyên lý hoạt động của hệ thống
trên một động cơ thực tế.
ii
MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... i
TÓM TẮT ......................................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................ vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................. viii
DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................... xii
NỘI DUNG .........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1.
TỔNG QUAN ..........................................................................................2
1.1. Lý do chọn đề tài ....................................................................................................2
1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu ..........................................................................3
Mục tiêu .......................................................................................................3
Nhiệm vụ ......................................................................................................3
1.3. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................4
1.4. Các bước thực hiện .................................................................................................4
1.5. Kế hoạch nghiên cứu ..............................................................................................4
Giai đoạn 1 ...................................................................................................4
Giai đoạn 2 ...................................................................................................4
CHƯƠNG 2.
GIỚI THIỆU ...........................................................................................5
2.1. Sơ lược lịch sử hệ thống Common Rail .................................................................5
2.2. Các dòng xe Toyota ở Việt Nam sử dụng hệ thống Common Rail .......................5
2.3. Thông số kỹ thuật động cơ 2KD - FTV .................................................................6
2.4. Khái quát hệ thống nhiên liệu ................................................................................7
Sơ đồ hệ thống..............................................................................................7
Chức năng ....................................................................................................8
2.5. Sơ đồ hệ thống điều khiển ......................................................................................9
2.6. Sơ đồ chân ECU ...................................................................................................13
2.7. Mạch cấp nguồn ECU ..........................................................................................15
2.8. Mạch đèn Check Engine ......................................................................................15
iii
2.9. Mạch giắc chẩn đốn OBD II ...............................................................................16
2.10.
Mạch cầu chì - relay ..........................................................................................16
2.11.
u cầu khi sử dụng mơ hình ...........................................................................16
2.12.
Hướng dẫn sử dụng mơ hình .............................................................................17
CHƯƠNG 3.
THIẾT KẾ MƠ HÌNH .........................................................................18
3.1. Mơ hình 3D của khung mơ hình...........................................................................18
3.2. Trình tự thiết kế mơ hình ......................................................................................19
3.3. Bản vẽ khung mơ hình .........................................................................................20
3.4. Thiết kế hệ thống truyền động..............................................................................23
Motor dẫn động ..........................................................................................23
Tính toán tỉ số truyền của hệ thống truyền động và đường kính các puly .....
....................................................................................................................24
Thiết kế mạch cấp nguồn cho hệ thống truyền động và hệ thống điều khiển
....................................................................................................................27
Biến tần ......................................................................................................28
3.5. Sơ đồ khối bố trí các thiết bị trên mơ hình ...........................................................29
3.6. Giới thiệu các thiết bị được trang bị trên mơ hình ...............................................30
3.7. Mơ hình hồn chỉnh..............................................................................................41
CHƯƠNG 4.
HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU ............................................43
4.1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu .....................................................................................43
4.2. Cấu tạo và hoạt động của các chi tiết của hệ thống nhiên liệu.............................43
Thùng nhiên liệu ........................................................................................43
Lọc nhiên liệu .............................................................................................44
Bơm cao áp.................................................................................................45
Ống phân phối ............................................................................................50
Kim phun ....................................................................................................53
CHƯƠNG 5.
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ ...............................................54
5.1. Các cảm biến sử dụng trên mơ hình .....................................................................54
Bộ đo gió dây nhiệt (MAF SENSOR) .......................................................54
Cảm biến vị trí van EGR ............................................................................56
Cảm biến nhiệt độ khí nạp sau tăng áp ......................................................58
Cảm biến áp suất đường ống nạp ...............................................................60
iv
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ...............................................................62
Cảm biến áp suất nhiên liệu .......................................................................64
Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu .....................................................................66
Cảm biến vị trí bàn đạp ga .........................................................................68
Cảm biến vị trí trục cam (Cảm biến G) ......................................................71
Cảm biến vị trí trục khuỷu (Cảm biến Ne).................................................73
5.2. Các cơ cấu chấp hành ...........................................................................................76
EDU ............................................................................................................76
Bướm ga Diessel ........................................................................................79
Van EGR và EGR cut ................................................................................82
Bugi xông ...................................................................................................84
Van điều khiển hút (Van SCV) ..................................................................85
Van xả áp....................................................................................................89
Kim phun ....................................................................................................92
Các xung tín hiệu trên hệ thống .................................................................95
CHƯƠNG 6.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................98
6.1. Kết luận ................................................................................................................98
6.2. Kiến nghị ..............................................................................................................98
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................99
v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
B+
BATT
Điện áp dương cung cấp cho ECU sau relay chính
Dương thường trực của ECU
ECD
Diesel điều khiển điện tử
ECU
Bộ điều khiển điện tử
EDU
Bộ dẫn động điện tử
GND
Mass
DLC3
Giắc truyền dữ liệu 3
DTC
Mã chẩn đoán hư hỏng
ECM
Bộ điều khiển động cơ
OBD
Tự chẩn đốn
IGSW
Khóa điện (Nguồn (+) IG)
STA
Tín hiệu máy khởi động
INJ1, 2, 3, 4
Tín hiệu điều khiển kim phun dầu
INJF
Tín hiệu xác nhận phun dầu
COM
Cực cấp nguồn cho các kim phun
EDUREL
Relay nguồn EDU
EGR
Hệ thống tuần hồn khí xả
G+
Tín hiệu góc độ trục khuỷu
G-
Cực âm tín hiệu góc độ trục khuỷu
NE+
Tín hiệu số vịng quay động cơ
NE-
Cực âm tín hiệu số vịng quay động cơ
VCP1
Điện áp khơng đổi 1 cấp cho cảm biến vị trí bàn đạp ga
vi
VPA1
Tín hiệu vị trí bàn đạp ga thứ nhất
EP1
Nối mass cảm biến vị trí bàn đạp ga
VCP2
Điện áp khơng đổi 2 cấp cho cảm biến vị trí bàn đạp ga
VPA2
Tín hiệu vị trí bàn đạp ga thứ 2
EP2
Nối mass 2 cảm biến vị trí bàn đạp ga
SREL
Relay mạch bugi xơng
E1
Mass thân xe
E2
Mass cảm biến
SPD
Tín hiệu tốc xe từ bảng đồng hồ táplô
CG
Mát thân xe (chân trên giắc OBD)
SG
Mát cảm biến (chân trên giắc OBD)
TACH
Tốc độ động cơ
PCV+
Nguồn dương cấp cho van SCV
PCV-
Nguồn âm van SCV
E01
Mass kim phun
E02
Mass kim phun
SIL
Đường truyền tín hiệu
rpm
Số vịng quay động cơ
vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hin
̀ h 2.1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Common Rail theo nhà sản xuất ................................7
Hin
̀ h 2.2: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu. ...................................................................................7
Hin
̀ h 2.3: Sơ đồ mạch điện hệ thống theo nhà sản xuất.....................................................10
Hình 2.4: Sơ đồ mạch điện hệ thống được dịch lại............................................................12
Hin
̀ h 2.5: Sơ đồ chân giắc A ..............................................................................................13
Hin
̀ h 2.6: Sơ đồ chân giắc B ..............................................................................................13
Hình 2.7: Sơ đồ chân giắc D ..............................................................................................14
Hình 2.8: Sơ đồ chân giắc E ..............................................................................................14
Hin
̀ h 2.9: Mạch cấp nguồn ECU ........................................................................................15
Hin
̀ h 2.10: Mạch đèn Check Engine ..................................................................................15
Hình 2.11: Mạch giắc chẩn đoán OBD ..............................................................................16
Hin
̀ h 2.12: Mạch cầu chì relay ...........................................................................................16
Hin
̀ h 3.1: Mơ hình 3D của khung ......................................................................................18
Hình 3.2: Bản vẽ khung mơ hình .......................................................................................20
Hin
̀ h 3.3: Hình chiếu đứng của khung ...............................................................................21
Hin
̀ h 3.4: Hình chiếu bằng của khung ...............................................................................21
Hình 3.5: Hình chiếu cạnh của khung................................................................................22
Hình 3.6: Motor 3 pha ........................................................................................................23
Hin
̀ h 3.7: Thông số motor ..................................................................................................23
Hin
̀ h 3.8: Bộ truyền động từ motor đến bánh răng trục khuỷu ..........................................24
Hình 3.9: Bộ truyền động từ bánh răng trục khuỷu đến bánh răng trục cam ....................26
Hin
̀ h 3.10: Mạch điện cấp nguồn cho mơ hình ..................................................................27
Hin
̀ h 3.11: Biến tần và relay điều khiển ............................................................................28
Hình 3.12: Mạch điều khiển biến tần .................................................................................28
Hình 3.13: Bố trí các thiết bị trên bảng mơ hình ...............................................................29
Hin
̀ h 3.14: Bố trí thiết bị cấp nguồn và thu tín hiệu cho mơ hình .....................................29
Hình 3.15: Bố trí giắc chẩn đốn và các cơng tắc cấp nguồn cho mơ hình .......................30
Hình 3.16: Bộ đo gió dây nhiệt ..........................................................................................30
Hin
̀ h 3.17: Bướm ga ...........................................................................................................30
Hin
̀ h 3.18: Van EGR và Cảm biến vị trí van EGR ............................................................31
Hình 3.19: Cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ khí nạp và cơng tắc cắt EGR ................31
Hin
̀ h 3.20: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát .....................................................................32
Hin
̀ h 3.21: Bugi xông .........................................................................................................32
Hình 3.22: Ống phân phối..................................................................................................33
Hình 3.23: Kim phun .........................................................................................................33
Hin
̀ h 3.24: Ống nghiệm......................................................................................................34
Hình 3.25: EDU và bảng cực EDU ....................................................................................34
viii
Hin
̀ h 3.26: Hộp ECU..........................................................................................................35
Hin
̀ h 3.27: Đèn Check Engine ...........................................................................................35
Hình 3.28: Giắc nối dây (mass) .........................................................................................36
Hin
̀ h 3.29: Giắc nối dây (Vc, E2, +B) ...............................................................................36
Hin
̀ h 3.30 Bảng cực ECU ..................................................................................................37
Hình 3.31: Bảng cầu chì.....................................................................................................38
Hin
̀ h 3.32: Bộ nguồn 220V - 12V......................................................................................38
Hin
̀ h 3.33: Bộ thu thập tín hiệu..........................................................................................39
Hình 3.34: Bảng các công tắc cấp nguồn...........................................................................39
Hình 3.35: Bàn đạp ga .......................................................................................................40
Hin
̀ h 3.36: Bơm cao áp ......................................................................................................40
Hin
̀ h 3.37: Lọc nhiên liệu và thùng nhiên liệu ..................................................................41
Hình 3.38: Hệ thống nhiên liệu và hệ thống điều khiển của mô hình ...............................41
Hin
̀ h 3.39: Mơ hình tổng thể ..............................................................................................42
Hin
̀ h 4.1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Common Rail ...........................................................43
Hình 4.2: Thùng nhiên liệu ................................................................................................43
Hin
̀ h 4.3: Cấu tạo lọc nhiên liệu ........................................................................................44
Hin
̀ h 4.4: Hệ thống cảnh báo nhiên liệu khi ON và OFF ..................................................45
Hình 4.5: Hoạt động của đèn cảnh báo nhiên liệu .............................................................45
Hình 4.6: Bơm cao áp HP3 ................................................................................................46
Hin
̀ h 4.7: Hoạt động của bơm cao áp ................................................................................47
Hin
̀ h 4.8: Cấu tạo và hoạt động của bơm tiếp vận .............................................................47
Hình 4.9: Cấu tạo van hạn chế áp xuất của bơm tiếp vận..................................................48
Hin
̀ h 4.10: Van SCV ..........................................................................................................49
Hin
̀ h 4.11: Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu ...........................................................................49
Hình 4.12: Cấu tạo ống phân phối .....................................................................................50
Hin
̀ h 4.13: Mặt cắt của ống phân phối ...............................................................................50
Hin
̀ h 4.14: Hoạt động của bộ giới hạn áp suất ...................................................................51
Hình 4.15: Hai trạng thái hoạt động của van xả áp............................................................52
Hình 4.16: Cảm biến áp suất nhiên liệu .............................................................................52
Hin
̀ h 4.17: Cấu tạo kim phun .............................................................................................53
Hin
̀ h 4.18: Hoạt động của kim phun ..................................................................................53
Hình 5.1: Bộ đo gió dây nhiệt ............................................................................................54
Hin
̀ h 5.2: Cấu tạo và đặc tính hoạt động của bộ đo gió .....................................................54
Hin
̀ h 5.3: Sơ đồ chân giắc bộ đo gió ..................................................................................56
Hình 5.4: Cảm biến vị trí van EGR ...................................................................................56
Hình 5.5: Mạch điện cảm biến vị trí van EGR ..................................................................57
Hin
̀ h 5.6: Độ nâng van EGR ..............................................................................................57
Hình 5.7: Sơ đồ giắc cảm biến vị trí van EGR ..................................................................58
Hình 5.8: Cảm biến nhiệt độ khí nạp sau tăng áp ..............................................................58
ix
Hin
̀ h 5.9: Mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp sau tăng áp .............................................58
Hin
̀ h 5.10: Đường đặc tính của điện trở cảm biến nhiệt độ khí nạp sau tăng áp ...............59
Hình 5.11: Sơ đồ giắc cảm biến nhiệt độ khí nạp sau tăng áp ...........................................59
Hin
̀ h 5.12: Cảm biến áp suất đường ống nạp.....................................................................60
Hin
̀ h 5.13: Cấu tạo cảm biến áp suất đường ống nạp ........................................................60
Hình 5.14: Mạch điện và đường đặc tính của cảm biến áp suất đường ống nạp ...............61
Hin
̀ h 5.15: Sơ đồ giắc cảm biến áp suất đường ống nạp ...................................................61
Hin
̀ h 5.16: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát .....................................................................62
Hình 5.17: Mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát ....................................................62
Hình 5.18: Đường đặc tính của điện trở cảm biến nhiệt độ nước làm mát ........................63
Hin
̀ h 5.19: Sơ đồ giắc cảm biến nhiệt độ nước làm mát ....................................................63
Hin
̀ h 5.20: Cảm biến áp suất nhiên liệu .............................................................................64
Hình 5.21: Cảm biến áp suất nhiên liệu và đường đặc tính ...............................................64
Hin
̀ h 5.22: Mạch điện cảm biến áp suất nhiên liệu............................................................65
Hin
̀ h 5.23: Sơ đồ giắc cảm biến áp suất nhiên liệu............................................................66
Hình 5.24: Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu ...........................................................................66
Hin
̀ h 5.25: Mạch điện cảm biến nhiệt độ nhiên liệu ..........................................................67
Hin
̀ h 5.26: Đường đặc tính của điện trở cảm biến nhiệt độ nhiên liệu ..............................67
Hình 5.27: Sơ đồ giắc cảm biến nhiệt độ nhiên liệu ..........................................................68
Hình 5.28: Bàn đạp ga .......................................................................................................68
Hin
̀ h 5.29: Cấu tạo cảm biến vị trí bàn đạp ga ..................................................................69
Hin
̀ h 5.30: Mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga ..............................................................69
Hình 5.31: Đường đặc tính hoạt động của cảm biến vị trí bàn đạp ga ..............................70
Hin
̀ h 5.32: Sơ đồ giắc cảm biến vị trí bàn đạp ga ..............................................................71
Hin
̀ h 5.33: Cảm biến vị trí trục cam ..................................................................................71
Hình 5.34: Mạch cảm biến G và xung của cảm biến .........................................................72
Hin
̀ h 5.35: Sơ đồ giắc cảm biến G .....................................................................................73
Hin
̀ h 5.36: Cảm biến vị trí trục khuỷu ...............................................................................73
Hình 5.37: Mạch điện cảm biến Ne và xung của cảm biến Ne .........................................74
Hình 5.38: Cảm biến Ne và cảm biến G trên động cơ .......................................................74
Hin
̀ h 5.39: Xung tín hiệu Ne và G .....................................................................................75
Hin
̀ h 5.40: Sơ đồ giắc cảm biến Ne ...................................................................................75
Hình 5.41: EDU .................................................................................................................76
Hin
̀ h 5.42: Cấu tạo EDU ....................................................................................................76
Hin
̀ h 5.43: Sơ đồ chân EDU ..............................................................................................77
Hình 5.44: Mạch cấp nguồn cho EDU ...............................................................................78
Hình 5.45: Cấu tạo bướm ga ..............................................................................................79
Hin
̀ h 5.46: Biểu đồ điều khiển bướm ga của ECU ............................................................80
Hình 5.47: Mạch điện của bướm ga ...................................................................................81
Hình 5.48: Sơ đồ giắc bướm ga ........................................................................................81
x
Hin
̀ h 5.49: Van EGR ..........................................................................................................82
Hin
̀ h 5.50: Cấu tạo van EGR .............................................................................................82
Hình 5.51: Công tắc cắt EGR ............................................................................................83
Hin
̀ h 5.52: Sơ đồ giắc công tắc cắt EGR ...........................................................................84
Hin
̀ h 5.53: Bugi xông .........................................................................................................84
Hình 5.54: Cấu tạo bugi xông ............................................................................................84
Hin
̀ h 5.55: Mạch điều khiển bugi xông .............................................................................85
Hin
̀ h 5.56: Van SCV ..........................................................................................................85
Hình 5.57: Mạch điện của van SCV ..................................................................................86
Hình 5.58: Cấu tạo van SCV .............................................................................................86
Hin
̀ h 5.59: Trạng thái đóng và mở của van SCV ...............................................................87
Hin
̀ h 5.60: Hoạt động của van SCV khi van mở lớn .........................................................87
Hình 5.61: Hoạt động của van SCV khi van mở nhỏ ........................................................88
Hin
̀ h 5.62: Sơ đồ chân giắc van SCV ................................................................................89
Hin
̀ h 5.63: Va xả áp ...........................................................................................................89
Hình 5.64: Mạch điện van xả áp ........................................................................................90
Hin
̀ h 5.65: Van xả áp khi không hoạt động .......................................................................90
Hin
̀ h 5.66: Van xả áp khi hoạt động ..................................................................................91
Hình 5.67: Sơ đồ chân van xả áp .......................................................................................91
Hình 5.68: Kim phun .........................................................................................................92
Hin
̀ h 5.69: Mạch điều khiển kim phun ..............................................................................92
Hin
̀ h 5.70: Kim phun trạng thái mở ...................................................................................93
Hình 5.71: Kim phun trạng thái đóng ................................................................................94
Hin
̀ h 5.72: Xung tín hiệu Ne ..............................................................................................95
Hin
̀ h 5.73: Xung tín hiệu G ...............................................................................................95
Hình 5.74: Xung tín hiệu van SCV ....................................................................................96
Hin
̀ h 5.75: Xung tín hiệu kim phun ...................................................................................96
Hin
̀ h 5.76: Xung tín hiệu IJF .............................................................................................97
xi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Các dòng xe sử dụng hệ thống Common Rail tại Việt Nam ...............................5
Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật động cơ 2KD - FTV ..............................................................6
Bảng 2.3: Chức năng các chi tiết của hệ thông nhiên liệu ...................................................8
Bảng 3.1: Bảng thông số motor .........................................................................................24
Bảng 3.2: Bảng điều chỉnh tốc độ motor theo tín hiệu bàn đạp ga ....................................29
Bảng 5.1: Bảng giá trị điện áp kiểm tra bộ đo gió .............................................................55
Bảng 5.2: Bảng giá trị kiểm tra điện trở của cảm biến vị trí van EGR ..............................58
Bảng 5.3: Bảng giá trị kiểm tra điện trở của cảm biến nhiệt độ khí nạp sau tăng áp ........59
Bảng 5.4: Bảng giá trị kiểm tra điện áp của cảm biến áp suất đường ống nạp..................61
Bảng 5.5: Bảng giá trị kiểm tra điện trở của cảm biến nhiệt độ nước làm mát .................63
Bảng 5.6: Bảng giá trị kiểm tra điện trở của cảm biến áp suất nhiên liệu .........................65
Bảng 5.7: Bảng thông số kiểm tra áp suất cảm biến áp suất nhiên liệu.............................66
Bảng 5.8: Bảng giá trị kiểm tra điện trở của cảm biến nhiệt độ nhiên liệu .......................68
Bảng 5.9: Bảng thông số kiểm tra điện áp của cảm biến vị trí bàn đạp ga........................70
Bảng 5.10: Bảng giá trị kiểm tra điện trở của cảm biến G ................................................72
Bảng 5.11: Bảng giá trị kiểm tra điện trở của cảm biến Ne ..............................................75
Bảng 5.12: Bảng ký hiệu tên và chứa năng các chân của EDU .........................................77
Bảng 5.13: Bảng giá trị kiểm tra điện trở của motor bướm ga ..........................................81
Bảng 5.14: Bảng giá trị kiểm tra điện trở của van vị trí EGR ...........................................83
Bảng 5.15: Bảng giá trị kiểm tra điện trở của EGR cut .....................................................83
Bảng 5.16: Bảng giá trị kiểm tra điện trở của bugi xông..................................................85
Bảng 5.17: Bảng giá trị kiểm tra điện trở của van SCV ....................................................89
Bảng 5.18: Bảng giá trị kiểm tra điện trở của van xả áp ..................................................91
xii
NỘI DUNG
1
CHƯƠNG 1.
TỔNG QUAN
1.1. Lý do chọn đề tài
Công nghệ ô tô là một ngành khoa học kỹ thuật phát triển nhanh chóng trên tồn cầu.
Sự tiến bộ trong thiết kế, vật liệu và kỹ thuật sản xuất đã góp phần tạo ra những chiếc xe ô
tô hiện đại với đầy đủ tiện nghi, tính an tồn cao, và đáp ứng được các yêu cầu về tiêu
chuẩn môi trường. Trong xu thế phát triển ấy, nhiều hệ thống và trang thiết bị trên ô tô
ngày nay được điều khiển bằng điện tử, đặc biệt là các hệ thống an toàn như hệ thống
phanh, hệ thống điều khiển ổn định ô tô… Ngồi ra, để đảm bảo đạt tiêu chuẩn về ơ nhiễm
mơi trường, về tính năng hoạt động, các cải tiến liên quan đến động cơ cũng không kém
phần quan trọng, đó là các hệ thống điều khiển liên quan đến việc xử lí nguồn khí thải trên
ơ tơ nhằm giảm thiểu sự ơ nhiễm mơi trường do khí thải ơ tơ mang lại. Trong đó, hệ thống
điều khiển phun dầu điện tử cũng là một hệ thống có khả năng làm giảm lượng khí thải gây
ơ nhiễm mơi trường cũng như tiết kiệm nhiên liệu. Đóng vai trị quan trọng trong việc cải
thiện vấn đề khí thải và tiêu hao nhiên liệu của động cơ Diesel.
Chính vì điều này, mà vấn đề nghiên cứu về động cơ sử dụng hệ thống phun dầu điện
tử là một vấn đề cần thiết với người học ngành công nghệ kỹ thuật ô tô hiện nay. Để giải
quyết vấn đề này, đã có rất nhiều mơ hình động cơ sử dụng hệ thống nhiên liệu phun dầu
điện tử được thi công và đưa vào dạy học tại xưởng động cơ, khoa cơ khí động lực. Đây là
nguồn tài liệu thực tế vô cùng quý giá với sinh viên đang học tại khoa. Tuy nhiên, việc
quan sát mơ hình động cơ, vẫn cịn gây nhiều khó khăn cho các sinh viên tìm hiểu cụ thể
để hiểu rõ cấu tạo, cũng như quá trình hoạt động của hệ thống phun dầu điện tử.
Đây chính là lý do để chúng em chọn đề tài tốt nghiệp “ THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ
THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ COMMON RAIL TOYOTA
HILUX 2KD – FTV”. Trong đề tài này chúng em tập trung thiết kế hệ thống nhiên liệu,
nguyên lý điều khiển của hệ thống, tìm hiểu nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu
nhằm giúp các bạn học sinh, sinh viên dễ dàng tiếp thu để việc học tập đạt được hiệu quả
cao.
Vì thế, đề tài: “THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIÊN LIỆU
DIESEL ĐIỆN TỬ COMMON RAIL TOYOTA HILUX 2KD – FTV” nhằm cung cấp
thêm nguồn tài liệu tham khảo, giúp sinh viên có một cái nhìn cụ thể về hoạt động của hệ
2
thống nhiên liệu phun dầu điện tử, giúp các bạn sinh viên có thể hiểu được cơ bản nguyên
lý hoạt động và một số lưu ý trong khi bảo dưỡng, chẩn đoán, sửa chữa hệ thống.
1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
Mục tiêu
Củng cố những kiến thức đã được học.
Rèn luyện kỹ năng kiểm tra, chẩn đoán hệ thống điều khiển động cơ .
Giúp sinh viên kiểm tra và đo đạc các thông số của hệ thống nhiên liệu Common
Rail trên xe Toyota Hilux.
Giúp sinh viên quan sát một cách trực quan quá trình phun nhiên liệu của hệ thống
Common rail.
Rút ra những kinh nghiệm cho bản thân trong thực tế, cách phối hợp thực hiện
công việc giữa các thành viên và giữa các nhóm, cách lập và thực hiện kế hoạch,
học hỏi kinh nghiệm thực tế từ bạn bè và thầy cơ.
Góp phần hiện đại hóa phương tiện và phương pháp dạy thực hành trong giáo dục
đào tạo.
Giúp sinh viên tiếp thu bài tốt hơn.
Nhiệm vụ
Tìm hiểu, thu thập tài liệu về hệ thống điều khiển động cơ (2KD_FTV) Toyota
Hilux
Giới thiệu mơ hình hệ thống điểu khiển nhiên liệu dieiesel điện tư Common Rail
2KD_FTV Toyota Hilux.
Nghiên cứu nguyên lý hoạt động, cấu tạo của hệ thống nhiên liệu, cũng như cấu
tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển điện tử.
Thiết kế, thi công hệ thống truyền động.
Thiết kế, thi công lắp đặt các thiết bị trên mơ hình.
Thiết kế mạch nguồn, bảng cực ECU, bảng cực EDU và thi công hệ thống điều
khiển điện tử trên mơ hình.
Biên soạn tài liệu phục vụ q trình học tập trên mơ hình hệ thống điều khiển
nhiên liệu Diesel điện tử Common Rail 2KD_FTV Toyota Hilux.
3
1.3. Phương pháp nghiên cứu
Để hoàn thành để tài, chúng em đã kết hợp nhiều phương pháp. Trong đó nổi bật là
phương pháp tham khảo tài liệu từ các mô hình liên quan có trước cùng với đó là các nguồn
tài liệu nước ngồi do nhóm tự tìm hiểu và được cung cấp từ giảng viên hướng dẫn.
Bên cạnh đó là quá trình tìm hiểu, học hỏi kinh nghiệm từ thầy hướng dẫn, các thầy
trong xưởng động cơ, và các bạn cùng làm chung trong kì làm đồ án để hình thành ý tưởng
thiết kế khung cho mơ hình, cách bố trí, sắp xếp thiết bị của mơ hình.
Cuối cùng là quá trình quan sát thực tế hoạt động của động cơ mẫu có trong xưởng kết
hợp với q trình chạy thử mơ hình chế tạo để sửa chữa các chi tiết chưa hoạt đúng nguyên
lý hoạt động, khắc phục các lỗi chẩn đốn được trong q trình chẩn đốn lỗi để từ đó hồn
thiện mơ hình.
1.4. Các bước thực hiện
Tham khảo tài liệu
Thiết kế khung cho mô hình
Thiết kế bộ truyền
Thiết kế hệ thống bảng cầu chì, bảng cực cho mơ hình.
Thiết kế hệ thống ống nghiệm cho mơ hình
Lắp các thiết bị lên khung
Tiến hành kết nối mạch điện cho các hệ thống
Tiến hành vận hành hệ thống, chẩn đoán lỗi và sữa lỗi
Viết báo cáo
1.5. Kế hoạch nghiên cứu
Giai đoạn 1
Thu thập tài liệu, xác định nhiệm vụ, đối tượng nghiên cứu, xác định mục tiêu
nghiên cứu, phân tích tài liệu.
Thiết kế và thi cơng mơ hình.
Giai đoạn 2
Hồn thiện đề tài.
Viết thuyết minh
4
