Tài liệu Đồ án hệ thống đánh lửa trực tiếp trên xe toyota vios

LỜI MỞ ĐẦU Chiếc ô tô không còn xa lạ với tất cả mọi ngƣời, nó có tính cơ động cao và phạm vi hoạt động rộng. Do vậy, trên toàn thế giới ô tô đóng vai trò rất quan trọng, phục vụ cho sự phát triển kinh tế xã hội và an ninh quốc phòng. Năm 1885, đánh dấu sự ra đời của chiếc ô tô đầu tiên do Kral Benz chế tạo. Năm 1891, ô tô điện ra đời ở Mỹ. Năm 1892, Rudolf Diesel cho ra đời động cơ Diesel và chế tạo hàng loạt. Cuộc cách mạng ô tô thực sự bắt đầu năm 1896 khi Henry Ford hoàn thiện và cho lắp ráp hàng loạt lớn. Cho tới nay, ô tô không ngừng đƣợc chế tạo và phát triển, ngành ô tô đã trở thành ngành công nghiệp đa ngành. Ở Việt Nam, ngành ô tô đã trở thành ngành công nghiệp trọng điểm và đạt đƣợc nhiều bƣớc tiến vƣợt bậc với nhiều nhà máy lắp ráp, các trung tâm dịch vụ bảo dƣỡng, sửa chữa và trung tâm phụ tùng lớn của nhiều hãng xe lớn nhƣ Toyota, Ford, GM, Mazda, Hyundai, Kia, Misubishi, Mecxedec Benz, Renault, ... Vì vậy nguồn nhân lực cho ngành ô tô rất lớn, đòi hỏi phải có trình độ và khả năng làm việc trong môi trƣờng công nghiệp. Nên việc đào tạo nguồn nhân lực rất đƣợc chú trọng. Sau ba năm học tập tại trƣờng, em đã đƣợc các thầy cô trang bị cho những kiến thức cơ bản về chuyên ngành. Để tổng kết và đánh giá quá trình rèn luyện em đƣợc khoa cơ khí và bộ môn ô tô giao cho nhiệm vụ hoàn thành đồ án môn học với nội dung: “ Hệ thống đánh lửa trực tiếp trên xe Toyota Vios”. Với kinh nghiệm ít ỏi và kiến thức còn hạn chế nhƣng với sự tận tình chỉ bảo của thầy ............ em đã hoàn thành đƣợc đồ án này. Đồ án gồm có 4 chƣơng, bao gồm: - Chƣơng 1: Tổng quan về xe Toyota. Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết về hệ thống đánh lửa. Chƣơng 3: Hệ thống đánh lửa trực tiếp trên xe Toyota Vios. Chƣơng 4: . Bảo dƣỡng và sửa chữa hệ thống đánh lửa trực tiếp trên xe Toyota Vios. Mặc dù đã hết sức cố gắng và đƣợc sự chỉ bảo tận tình của thầy ...... và các bạn nhƣng do khả năng của bản thân em có hạn nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, em mong nhận đƣợc sự chỉ đạo và góp ý của các thầy cô và các bạn để đồ án của em đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin trân thành cảm ơn thầy ...... đã tận tình chỉ bảo, các thầy cô trong bộ môn đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án này. Hà nội, ngày ..... tháng 6 năm 2015 Sinh viên thực hiện: MỤC LỤC CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XE TOYOTA. 1.1 . Giới thiệu chung về xe toyota vios. 1.2 . Các thông số của xe toyota vios. 1.2.1. Xuất sứ, kích thƣớc, hình dáng. 1.2.2. Động cơ 1NZ-FE (DOHC 16 xu páp với VVT-I). 1.2.3. Hệ thống truyền lực. 1.2.4. Hệ thống trang bị điện. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA. 2.1. Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống đánh lửa. 2.1.1. Nhiệm vụ. 2.1.2. Yêu cầu. 2.2 . Phân loại hệ thống đánh lửa. 2.2.1. Hệ thống đánh lửa thƣờng. 2.2.2. Hệ thống đánh lửa Manhêtô. 2.2.3. Hệ thống đánh lửa bán dẫn. 2.2.3.1. Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm điều khiển. 2.2.3.2. Hệ thống đánh lửa bán dẫn không có tiếp điểm. 2.2.4. Hệ thống đánh lửa điện tử. 2.2.4.1. Hệ thống đánh lửa gián tiếp. 2.2.4.2. Hệ thống đánh lửa trực tiếp. 2.2.5. Góc đánh lửa sớm và điều chỉnh góc đánh lửa sớm. 2.2.5.1. Góc đánh lửa sớm. 2.2.5.2. Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm. 2.2.5.3. Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo sự ổn định của động cơ ở chế độ cầm chừng. CHƢƠNG 3. HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP TRÊN XE TOYOTA VIOS. 3.1 . Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống đánh lửa trực tiếp trên xe Toyota Vios. 3.1.1. Cấu tạo. 3.1.1.1 .Vị trí lắp đặt. 3.1.1.2. Cuộn đánh lửa có IC. a. Cấu tạo. b. Nguyên lý hoạt động. c. Hoạt động của IC đánh lửa. 3.1.1.3. Buji. 3.1.1.4 . Bộ sử lý và điều khiển trung tâm ECU. a. Vai trò của ECU (ELECTRIC CONTROL UNIT) b. Sự điều khiển thời điểm đánh lửa. c. Điều khiển góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh. d. Nguyên lý hoạt động. CHƢƠNG 4. BẢO DƢỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP TRÊN XE TOYOTA VIOS. 4.1. Những hƣ hỏng của hệ thống. 4.2. Quy trình kiểm tra chẩn đoán. 4.2.1. Kiểm tra hệ thống đánh lửa ngay trên xe. 4.3.2. Kiểm tra buji. 4.3.3. Kiểm tra mạch điều khiển điện tử. 4.3.4. Chức năng tự chẩn đoán bằng đèn báo lỗi (check conector). 4.3.5. Chẩn đoán hƣ hỏng bằng phần mềm chẩn đoán OBD II. 4.3.5.1. Giới thiệu thiết bị đọc lỗi động cơ OBD II của Toyota. 4.3.5.2. Đọc mã chẩn đoán OBD II. 4.3.5.3. Hƣớng dẫn sử dụng máy chẩn đoán. KẾT LUẬN. TÀI LIỆU THAM KHẢO. Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ XE TOYOTA 1.1. Giới thiệu chung về xe toyota vios. - Toyota Vios là phiên bản Sedan cỡ nhỏ ra đời năm 2003 để thay thế cho dòng Soluna ở thị trƣờng Đông Nam Á và Trung Quốc. Thế hệ đầu là một phần trong dự án hợp tác giữa các kỹ sƣ Thái Lan và những nhà thiết kế Nhật Bản của công ty Toyota và đƣợc sản xuất tại nhà máy Toyota Gateway, tỉnh Chachoengsao, Thái Lan. Thế hệ thứ 2 ra đời năm 2007. Nhƣng không chỉ dừng lại ở thị trƣờng Châu Á, những chiếc Sedan này dần đƣợc Toyota ra mắt tại các thị trƣờng khác. - Thế hệ đầu 2003-2007. - Kiểu thiết kế: Sedan 4 chỗ. - Động cơ: 1.3 và 1.5 lít. - Phần lớn các xe Vios tại thị trƣờng Đông Nam Á trong đó có Việt Nam đƣợc trang bị động cơ 1.5 lít trừ ở Philippines. Ngƣời dân nƣớc này ƣa chuộng phiên bản sử dụng động cơ nhỏ hơn với dung tích 1.3 lít. - Phiên bản đầu tiên đƣợc chế tạo dựa trên mẫu Toyota Platz. Nhờ cải tiến về ngoại thất, những chiếc Vios mang một dáng vẻ khác biệt, đặc biệt là phiên bản 2006. Phiên bản này đƣợc chỉnh sửa khá nhiều với lƣới tản nhiệt, đèn pha, đèn hậu đƣợc làm mới cùng với vành đúc và nội thất mới. - Thế hệ thứ 2 ( từ năm 2007 đến nay). Kiểu thiết kế: Sedan 4 chỗ. Động cơ 1.5 lít. - Chiếc Vios mới là sự tái hiện lại mẫu Toyota Belta sedan ra mắt năm 2005. Toyota Belta còn có tên khác là Toyota Yaris (tên này chỉ có ở Mỹ, Nhật, Australia), Toyota Echo (tên gọi tại Canada) và Toyota Vitz. Nếu Vios chỉ có phiên bản sedan thì Belta có thêm phiên bản hachtback. - Toyota Vios 2007 vẫn sử dụng động cơ cũ (năm 2003) I4, ký hiệu 1NZ-FE 1.5L DOHC tích hợp công nghệ điều khiển van biến thiên VVT-i. Công suất cực đại của 1 động cơ là 107 mã lực, mô men xoắn tối đa 144 Nm. Tuy nhiên, khung gầm thiết kế hoàn toàn mới. - Phiên bản Vios mới 1.5E 5 số sàn đƣợc nâng cấp từ Vios 2003 1.5G 5 số sàn, còn phiên bản 1.5G mới 4 số tự động lần đầu tiên đƣợc ra mắt tại thị trƣờng Việt Nam. - Toyota Vios 2007 có kích thƣớc lớn hơn xe đời cũ. Trang bị an toàn và tiện nghi có nhiều cải tiến. Về ngoại thất, thay đổi lớn nhất là lƣới tản nhiệt có cấu trúc hình chữ V, cụm đèn hậu nhô ra ngoài, đèn xi nhan tích hợp trên gƣơng, vành hợp kim thiết kế mới,... 1.2 . Các thông số của xe toyota vios. 1.2.1.Xuất sứ, kích thƣớc, hình dáng. Xuất sứ: Thái Lan. Kích thƣớc: (dài x rộng x cao) 4300 x 1700 x 1460 (mm). Hình 1.2 .Hình dáng xe Toyota Vios. 2 3 1.2.2.động cơ 1NZ-FE (DOHC 16 xu páp với VVT-I). Động cơ sử dụng trên xe Toyota Vios là động cơ xăng 4 kỳ, 4 xy lanh đặt thẳng hàng, thứ tự làm việc 1 – 3 – 4 – 2. Động cơ 1NZ-FE 4 Kết cấu động cơ Sử dụng trục cam kép, dẫn động bằng đai với công nghệ điều khiển đóng mở xu páp thông minh VVT-i, giúp cho xe tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trƣờng. Hệ thống VVT-i Vios. - Công suất tối đa: 107 HP / 6000 rpm. - Mô men xoắn tối đa: 144 NM / 4200 rpm. 5 - 1.2.5. - Tỷ số nén: 10,5 : 1. Dung tích công tác 1497 cc. Mức tiêu hao nhiên liệu: 5,5L / 100 Km (trong điều kiện thử nghiệm). Hệ thống cung cấp nhiên liệu: phun xăng điện tử đa điểm MPI, sử dụng các loại xăng có chỉ số octan là RON 95, 92. Dung tích bình xăng là 42 lít. Hệ thống làm mát: tuần hoàn cƣỡng bức nhờ bơm nƣớc. Hệ thống bôi trơn: theo nguyên lý hoạt động hỗn hợp bao gồm bôi trơn cƣỡng bức kết hợp với vung té. Xe sử dụng các loại dầu bôi trơn: API SM, API SL, ILSAC. Hệ thống truyền lực. Ly hợp: loại 1 đĩa ma sát khô, thƣờng đóng, dẫn động bằng áp suất thủy lực. - Hộp số: Đối với phiên bản 1.5G là tự động 4 cấp. Hộp số tự động U430E đƣợc thiết kế gọn nhẹ và điều khiển điện tử linh hoạt, sử dụng dầu ATF WS. 6 Hộp số tự động U340E Vios. + Đối với phiên bản 1.5E là hộp số thƣờng 5 cấp. 7 Hộp số thƣờng C50 Vios. - Truyền lực chính và vi sai: đây là loại xe du lịch động cơ và hộp số đặt ngang, cầu trƣớc chủ động nên cặp bánh răng truyền lực chính và vi sai đƣợc bố trí chung trong cụm hộp số. Xe Toyota Vios sử dụng truyền lực chính 1 cấp, loại bánh răng trụ răng nghiêng. 1.2.4.Hệ thống trang bị điện. - Điện áp mạng: 12V. Máy phát: 12V – 65A. Động cơ khởi động: kiểu SD 80, công suất 0,8 KW. Ắc quy: (MF) 12V – 35Ah. Hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS. 8 - Hệ thống đèn chiếu sáng và đèn báo hiệu bao gồm: đèn pha, đèn xi nhan, đèn sƣơng mù, đèn phanh, đèn soi biển số, đèn trần trong xe, đèn báo áp suất dầu, đèn báo nạp ắc quy, đèn báo mức xăng thấp,... Cụm đèn sau 9 Đèn xi nhan tích hợp trên gƣơng Cụm đèn trƣớc - Hệ thống gạt mƣa, nâng hạ kính. - Hệ thống âm thanh gồm có: radio, cassette, và dàn loa. 10 Đài xe Vios mới 11 CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA. 2.1. Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống đánh lửa. 2.1.1 Nhiệm vụ. Hệ thống đánh lửa (HTĐL) có nhiệm vụ biến dòng điện một chiều thế hiệu thấp (6, 12 hay 24) hoặc các xung điện xoay chiều thế hiệu thấp thành các xung điện cao thế (12000 ÷ 24000V) đủ để tạo nên tia lửa đốt cháy hỗn hợp làm việc trong các xi lanh của động cơ vào những thời điểm thích hợp và tƣơng ứng với trình tự xi lanh và chế độ làm việc của động cơ. Trong một số trƣờng hợp, hệ thống đánh lửa còn dùng để hỗ trợ khởi động tạo điều kiện khởi động động cơ đƣợc dễ dàng ở nhiệt độ thấp. 2.1.2. Yêu cầu. Hệ thống đánh lửa phải đáp ứng các yêu cầu chính sau: - Phải đảm bảo thế hiệu đủ để tạo ra đƣợc tia lửa điện phóng qua khe hở giữa các điện cực của buji. - Tia lửa điện phải có năng lƣợng đủ lớn để đốt cháy đƣợc hỗn hợp làm việc trong mọi điều kiện làm việc của động cơ. - Thời điểm đánh lửa phải tƣơng ứng với góc đánh lửa sớm hợp lý nhất ở mọi chế độ làm việc của động cơ. - Độ tin cậy làm việc của hệ thống đánh lửa phải tƣơng ứng với độ tin cậy làm việc của động cơ. - Kết cấu đơn giản, bảo dƣỡng, sửa chữa dễ dàng, giá thành rẻ. 2.2. Phân loại hệ thống đánh lửa. 2.2.1. Hệ thống đánh lửa thƣờng. Biến áp đánh lửa có hai cuộn dây: cuộn sơ cấp W1 có khoảng 250 ÷ 400 vòng, cuộn thứ cấp W2 có khoảng 19000 ÷ 26000 vòng. Cam 1 của bộ chia điện đƣợc dẫn động quay từ trục phân phối, làm nhiệm vụ đóng mở tiếp điểm KK’, tức là nối ngắt mạch sơ cấp của biến áp đánh lửa. 12 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đánh lửa thƣờng. 1- cam; 2- cần tiếp điểm; 3- bobin đánh lửa; 4- bộ chia điện 5- buji; R- điện trở; C- tụ điện; W1- cuộn sơ cấp; W2- cuộn thứ cấp + Khi KK’ đóng: trong mạch sơ cấp xuất hiện dòng điện sơ cấp i1. Dòng này tạo nên một từ trƣờng khép mạch qua lõi thép và hai cuộn dây của biến áp đánh lửa. + Khi KK’ mở: mạch sơ cấp bị ngắt, dòng i1 và từ trƣờng do nó tạo nên mất đi. Do đó, trong cả hai cuộn dây sẽ xuất hiện các sức điện động tự cảm tỷ lệ thuận với tốc độ biến thiên của từ thông. Bởi vì cuộn W2 có số vòng dây lớn nên sức điện động cảm ứng sinh ra trong nó cũng lớn, đạt giá trị khoảng 12000 ÷ 24000V. Điện áp cao này truyền từ cuộn thứ cấp qua rô to của bộ chia điện 4 và các dây dẫn cao áp đến các biji đánh lửa 5 theo thứ tự nổ của động cơ. Khi thế hiệu thứ cấp đạt giá trị Udl thì sẽ xuất hiện tia lửa điện phóng qua khe hở buji đốt cháy hỗn hợp làm việc trong xi lanh. Vào thời điểm tiếp điểm mở, trong cuộn W1 cũng xuất hiện một sức điện động tự cảm khoảng 200 ÷ 300V. Nếu nhƣ không có tụ điện C mắc song song với tiếp điểm KK’, thì sức điện động sẽ gây ra tia lửa mạnh phóng qua tiếp điểm, làm cháy rỗ các má vít, đồng thời làm cho dòng sơ cấp và từ trƣờng của nó mất đi chậm hơn và vì thế thế hiệu thứ cấp cũng sẽ không lớn. Khi có tụ C dòng sơ cấp và sức điện động tự cảm e1 đƣợc dập tắt nhanh chóng, không gây ra tia lửa ở tiếp điểm và U2 tăng lên. 13 2.2.2. Hệ thống đánh lửa Manhêtô. Hệ thống mạch từ của Manheto. Sơ đồ mạch điện của Manheto. 1 – lõi thép; 2 – cuộn sơ cấp; 3 – cuộn thứ cấp; 4 – má cực; 5 – kim đánh lửa phụ; 6 – điện cực bộ chia điện; 7 – rô to; 14 8,9 – bánh răng; 10 – buji; 11 – rô to nam châm; 12 – cam; 13 – tiếp điểm chính; 14 – tiếp điểm động; 15 – công tắc điện; 16 – cam Nguyên lý tạo nên điện cao thế tƣơng tự nhƣ ở hệ thống đánh lửa thƣờng dùng ắc quy, chỉ khác là dòng điện trong cuộn dây sơ cấp sinh ra là do sức điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây khi nam châm quay tƣơng tự nhƣ ở máy phát xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu. Các quá trình vật lý xảy ra trong Manheto cũng tƣơng tự nhƣ trong hệ thống đánh lửa thƣờng, tức là cũng có thể chia làm ba giai đoạn và mô tả bằng những phƣơng trình toán học giống nhau. 2.2.3. Hệ thống đánh lửa bán dẫn. 2.2.3.1. Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm điều khiển. Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm điều khiển. B, C, E - Các cực của transistor SW - Công tắc W1, W2 - Cuộn sơ cấp, cuộn thứ cấp Rb, Rf - Các điện trở; K – Khóa điện; → Chiều dòng điện, Z – Đến buji Khi bật công tắc máy IG/SW thì cực E của transistor đƣợc cấp nguồn dƣơng, cực C của transistor đƣợc nối trực tiếp với nguồn âm. 15