Tài liệu Khảo sát và thi công hệ thống phun xăng đánh lửa toyota camry 2002 2005 đồ án tốt nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA TOYOTA CAMRY 2002-2005 Giảng viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Đông Nhóm thực hiện: 1.SV Phạm Thanh Nam MSSV:17032375 2.SV Nguyễn Mạnh Huy MSSV: 17032656 3.SV Đinh Xuân Khanh MSSV:17031426 Lớp: DH17CO Khóa: 2017-2021 Bà Rịa-Vũng Tàu 2021 TRƯỜNG ĐẠI DỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT VÀ NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO ĐỘC LẬP-TỰ DO-HẠNH PHÚC PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP (Đính kèm Quy định về việc tổ chức, quản lý các hình thức tốt nghiệp ĐH, CĐ ban hành kèm quyết định số 585/QĐ-ĐHBRVT ngày 16/7/2013 của Hiệu trưởng Trường Đại Học BR-VT) Họ và tên MSSV Địa chỉ E-mail : Phạm Thanh Nam Ngày sinh: 10/9/1999 : 17032375 Lớp: DH17CO : 907/2/19 Đường Bình Giã, Phường 10, Tp Vũng Tàu : [email protected] Họ và tên MSSV Địa chỉ E-mail : Nguyễn Mạnh Huy Ngày sinh: 22/10/1999 : 17032656 Lớp: DH17CO : 842/18/1Đường Bình Giã, Phường 11, Tp Vũng Tàu : [email protected] Họ và tên :Đinh Xuân Khanh Ngày sinh: 10/9/199 MSSV : 17030426 Lớp: DH17CO Địa chỉ : 90 Tiền Cảng, Thắng Nhất, Tp Vũng Tàu E-mail : [email protected] Trình độ đào tạo : Đại học Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Cơ khí Chuyên ngành : Cơ khí ô tô 1. Tên đề tài : Khảo sát và thi công hệ thống phun xăng đánh lửa toyota camry 2002-2005 2. Giảng viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Đông 3. Ngày giao đề tài:07/09/2020 4. Ngày hoàn thành đồ án/khóa luận tốt nghiệp: 09/01/2021 Bà Rịa-Vũng Tàu, Ngày 07 tháng 09 năm 2020 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ths. Nguyễn Văn Đông SINH VIÊN THỰC HIỆN Phạm Thanh Nam Nguyễn Mạnh Huy Đinh Xuân Khanh NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… Ngày26 tháng1 năm 2021 Xác nhận GVHD Th.s Nguyễn Văn Đông NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… Ngày26 tháng1 năm 2021 XÁC NHẬN GVPB LỜI CAM ĐOAN Trong quá trình thực hiện đồ án , tôi xin cam đoan những số liệu thu được từ quá trình thực nghiệm là hoàn toàn chính xác không sao chép từ bất kì đồ án , công trình nghiên cứu nào . Các phần trích dẫn nội dung từ các tài liệu tham khảo đã được ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo cuối đồ án . Tôi xin cam đoan những điều trên là sự thật và chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan này. Sinh viên Phạm Thanh Nam Nguyễn Mạnh Huy Đinh Xuân Khanh Lời cảm ơn Để hoàn thành chương trình đại học và thực hiên tốt đồ án tốt nghiệp , nem đã nhận được sự hướng dẫn , giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của quý thầy cô khoa công nghệ kỹ thuật và nông nghiệp công nghệ cao- Trường Đại Học Bà RịaVũng Tàu Đặc biệt , em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ths. Nguyễn Văn Đông đã giao đề tài và tận tình giúp đỡ, động viên, chia sẻ hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài khóa luận này. Do hạn chế về thời gian như trình độ hiểu biết nên đề tài nghiên cứu này không tránh khỏi thiếu sót. Em mong nhận được sự chỉ bảo , đóng góp của các thầy để bản báo cáo được hoàn thành hơn . Đồ án tốt nghiệp khóa 2017-2021 Trường ĐH Bà Rịa –Vũng Tàu LỜI NÓI ĐẦU Chuyên ngành “Cơ khí ô tô” là một trong những chuyên ngành mới của khoa Cơ khí-trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu, do vậy để phục vụ cho việc giảng dạy và học tập. Được sự đồng ý của khoa, em cùng nhóm sinh viên lớp: DH17CO: gồm Nguyễn Mạnh Huy, Phạm Thanh Nam, Đinh Xuân Khanh tham gia: “Xây dựng mô hình hệ thống phun xăng và đánh lửa điện tử trên động cơ”. Được sự giúp đỡ, hướng dẫn của các thầy giáo, sau một thời gian thực hiện, em cùng các bạn đã hoàn thành nhiệm vụ xây dựng mô hình và lấy đó làm nội dung của đồ án tốt nghiệp. Song song với việc xây dựng mô hình, em đã hoàn thành bản thuyết minh đồ án tốt nghiệp. Tuy nhiên, do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo còn ít và điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp và sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn cùng các bạn sinh viên để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Đông, và các thầy cô giáo trong khoa. Xin chân thành cảm ơn! SV:Phạm Thanh Nam-Nguyễn Mạnh Huy-Đinh Xuân Khanh 1 Đồ án tốt nghiệp khóa 2017-2021 Trường ĐH Bà Rịa –Vũng Tàu MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................................... 1 1. CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ..................................................................... 4 1.1. Mục đích và ý nghĩa của đề tài .............................................................................................. 4 1.1.1. Mục đích của đề tài ........................................................................................................ 4 1.1.2. Ý nghĩa của đề tài ........................................................................................................... 4 1.2. Tổng quan về động cơ 2AZ-FE ............................................................................................. 5 1.2.1. Giới thiệu chung về động cơ 2AZ-FE ............................................................................ 5 1.2.2. Hệ thống nhiên liệu trên động cơ 2AZ-FE ..................................................................... 7 1.2.3. Hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 2AZ-FE....................................................... 11 2. CHƯƠNG II:XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG VÀ ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ TRÊN ĐỘNG CƠ 2AZ-FE. ............................................................................ 15 2.1. Yêu cầu mô hình ................................................................................................................. 15 2.2. Lựa chọn phương án thiết kế cho mô hình .......................................................................... 15 2.3. Thiết kế khung mô hình ...................................................................................................... 17 2.3.1. Yêu cầu khung mô hình ............................................................................................... 17 2.3.2. Lựa chọn vật liệu chế tạo ............................................................................................. 17 2.3.3. Chế tạo bộ khung mô hình ........................................................................................... 18 2.3.4. Bố trí chung trên mô hình ............................................................................................ 19 2.4. Thiết kế chế tạo bánh răng .................................................................................................. 20 2.5. Các chi tiết chính trên mô hình ........................................................................................... 22 2.5.1. Hệ thống cung cấp điện trên mô hình........................................................................... 22 2.5.2. Hệ thống cung cấp nhiên liệu ....................................................................................... 23 2.5.3. Hệ thống điều khiển điện tử ......................................................................................... 28 3. CHƯƠNG III:CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN KIM PHUN CỦA ECU ................... 45 3.1. Chức năng điều khiển thời điểm phun ................................................................................ 45 3.2. Điều khiển lượng phun (khoảng thời gian phun) ................................................................ 46 3.2.1. Điều khiển phun khi khởi động .................................................................................... 48 3.2.2. Điều khiển sau khi khởi động....................................................................................... 50 3.2.3. Hiệu chỉnh theo điện áp ................................................................................................ 61 4. CHƯƠNG IV:LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ VÀ QUÁ TRÌNH TÍNH TOÁN LƯỢNG PHUN NHIÊN LIỆU TRONG HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ (EFI) .............................................................................................................................................. 63 4.1. Lý thuyết điều khiển động cơ xăng điện tử ......................................................................... 63 SV:Phạm Thanh Nam-Nguyễn Mạnh Huy-Đinh Xuân Khanh 2 Đồ án tốt nghiệp khóa 2017-2021 Trường ĐH Bà Rịa –Vũng Tàu 4.1.1. Mô hình hệ thống điều khiển phun xăng điện tử .......................................................... 63 4.1.2. Không khí nạp .............................................................................................................. 64 4.1.3. Động học đường ống nạp. ............................................................................................ 67 4.1.4. Phun nhiên liệu gián đoạn ............................................................................................ 70 4.1.5. Tính toán thời gian phun .............................................................................................. 71 4.1.6. Lượng không khí theo kỳ ............................................................................................. 73 4.1.7. Lượng khí nạp trong một chu trình: ............................................................................. 74 4.2. Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng tới lượng phun và thời gian mở kim phun ........................ 76 4.2.1. Lượng không khí nạp và tốc độ động cơ ...................................................................... 76 4.2.2. Nhiệt độ và áp suất khí nạp .......................................................................................... 78 4.2.3. Nhiệt độ nước làm mát ................................................................................................. 80 4.2.4. Nồng độ oxy trong khí xả............................................................................................. 82 4.2.5. Điện áp ắc quy .............................................................................................................. 83 4.3. Các yêu cầu và hướng dẫn khi sử dụng ............................................................................... 84 4.3.1. Yêu cầu trước khi sử dụng mô hình ............................................................................. 84 4.3.2. Hướng dẫn khởi động mô hình..................................................................................... 84 4.4. Các bài thực hành trên mô hình .......................................................................................... 85 4.4.1. Kiểm tra điện trở .......................................................................................................... 85 4.4.2. Kiểm tra điện áp ........................................................................................................... 86 4.4.3. Kiểm tra mạch cấp nguồn............................................................................................. 88 4.4.4. Kiểm tra bôbine ............................................................................................................ 90 4.4.5. Kiểm tra cảm biến vị trí cánh bướm ga ........................................................................ 93 4.4.6. Kiểm tra cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nhiệt ................................................... 95 4.4.7. Kiểm tra tín hiệu Ne, G. ............................................................................................... 97 4.4.8. Kiểm tra cảm biến ô xy. ............................................................................................... 99 4.4.9. Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát. ................................................................ 100 KẾT LUẬN .................................................................................................................... 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................. 104 SV:Phạm Thanh Nam-Nguyễn Mạnh Huy-Đinh Xuân Khanh 3 Đồ án tốt nghiệp khóa 2017-2021 Trường ĐH Bà Rịa –Vũng Tàu 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1. Mục đích và ý nghĩa của đề tài 1.1.1. Mục đích của đề tài Chuyên ngành “Cơ khí ô tô” là một trong những chuyên nghành mới của khoa Cơ khí, trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu. Do vậy, trang thiết bị phục vụ cho việc giảng dạy và học tập của sinh viên chưa có mô hình phun xăng và đánh lửa điện tử. Vì vậy để phục vụ cho việc giảng dạy và học tập là việc làm rất cần thiết. Việc làm mô hình hệ thống phun xăng và đánh lửa điện tử trên động cơ có các mục đích sau: - Thuận tiện cho công tác giảng dạy và học tập của sinh viên. - Giúp sinh viên hiểu một cách tổng quan, sâu sắc hơn và thực tế hơn toàn bộ hệ thống điện và điện tử trên động cơ (đặc biệt là hệ thống phun xăng và đánh lửa). - Thực hành kiểm tra, chuẩn đoán hư hỏng hệ thống điện-điện tử của động cơ ngay trên mô hình. 1.1.2. Ý nghĩa của đề tài Việc tìm hiểu hệ thống phun xăng điện tử và đánh lửa đối với đa số sinh viên chuyên ngành “cơ khí oto” chủ yếu là trên lý thuyết, không thực tế. Vì vậy, thông qua mô hình này sẽ là công cụ học tập rất thiết thực của sinh viên để có điều kiện nhận thức và hiểu biết thực tế hơn. Dựa vào mô hình, sinh viên có thể thực hành làm các thí nghiệm, các bài kiểm tra, nghiên cứu, chuẩn đoán hư hỏng các chi tiết trên mô hình. SV:Phạm Thanh Nam-Nguyễn Mạnh Huy-Đinh Xuân Khanh 4 Đồ án tốt nghiệp khóa 2017-2021 Trường ĐH Bà Rịa –Vũng Tàu 1.2. Tổng quan về động cơ 2AZ-FE 1.2.1. Giới thiệu chung về động cơ 2AZ-FE Hình 1.1: Mặt cắt ngang động cơ 2AZ-FE 1-Các te; 2- Hộp trục khuỷu ; 3- Bánh răng chủ động; 4- Thanh truyền; 5Pittông;6-Áo nước; 7-Vòi phun; 8-Cam nạp; 9-Bôbin đánh lửa; 10-Cam xả; 11Nắp đậy; 12-Nắp xylanh; 13-Que thăm dầu; 14-Thân xylanh; 15-Van hằng nhiệt; 16-Thân xylanh . Động cơ 2AZ-FE được lắp trên xe Camry 2.4 của hãng TOYOTA. Đây là một trong những thế hệ động cơ hiện đại của hãng Toyota. Trên động cơ, người ta đã thiết kế và trang bị rất nhiều thiết bị điều khiển điện tử để nó làm việc tối ưu SV:Phạm Thanh Nam-Nguyễn Mạnh Huy-Đinh Xuân Khanh 5 Đồ án tốt nghiệp khóa 2017-2021 Trường ĐH Bà Rịa –Vũng Tàu hơn. Một số các đặc điểm cơ bản của động cơ như sau: - Động cơ 2AZ-FE là kiểu động cơ 4 kì, 4 xylanh, thẳng hàng 2 cam kép. - Dung tích công tác của xylanh: 2316 (cm3). - Công suất lớn nhất của động cơ: 150 (mã lực) ở tốc độ 5600 (vòng/phút) - Mômen xoắn lớn nhất của động cơ: 22,2 (kGm) ở 3800 (vòng/phút). - Kiểu cung cấp nhiên liệu: phun xăng điện tử (EFI). - Đường kính xylanh/ hành trình làm việc piston: 86/86 (mm). - Tỷ số nén ε = 9.8. - Trục khuỷu được đỡ bởi 5 ổ đỡ của thân máy. Các bạc ổ đỡ này đều làm bằng hợp kim nhôm. - Trục khuỷu được đúc liền với 8 đối tượng để cân bằng. Các đường dầu được khoan bên trong trục khuỷu để đưa dầu lên thanh truyền, ổ đỡ, piston và các chi tiết khác. - Thứ tự nổ là 1 – 3 – 4 – 2. - Nắp máy được làm bằng hợp kim nhôm có các cửa hút xả ở hai bên, buồng cháy hình nệm. - Nến điện được bố trí ở bên phải buồng cháy. - Trên động cơ 2AZ-FE, nước làm mát được đưa vào áo nước của cụm đường nạp không khí để làm tăng khả năng vận hành xe khi động cơ đang còn nguội. - Các lò xo nấm hút và làm bằng thép lò xo có khả năng chịu tải ở tất cả các chế độ vòng quay động cơ. - Trục cam được dẫn động bằng xích. Trục cam có 5 ổ đỡ nằm giữa các con đội của từng xylanh và ở phía đầu xylanh số 1. Việc bôi trơn các ổ trục cam được thực hiện nhờ có đường dầu từ nắp máy. - Việc điều chỉnh khe hở nhiệt được tiến hành bằng cách thay đĩa đệm ở trên con đội mà không cần phải tháo trục cam. SV:Phạm Thanh Nam-Nguyễn Mạnh Huy-Đinh Xuân Khanh 6 Đồ án tốt nghiệp khóa 2017-2021 Trường ĐH Bà Rịa –Vũng Tàu - Nắp hộp xích cam bằng hợp kim nhôm chịu nhiệt, trên đỉnh piston có chỗ lõm để tránh bị xupap va đập. - Chốt piston kiểu bơi toàn phần không ép chặt vào piston hoặc đầu nhỏ thanh truyền mà có vòng hãm ở hai đầu để tránh bị tuột ra ngoài. - Vòng găng hơi số 1 làm bằng thép không gỉ, vòng găng hơi số 2 làm bằng gang. Vòng găng hơi số 1 và 2 ngăn khí cháy từ bên trong buồng cháy ra ngoài. - Vòng găng dầu làm bằng thép không gỉ. Đường kính bên ngoài của vòng găng hơi lớn hơn đường kính piston, độ bung tự do của vòng găng cho phép chúng tự ép sát vào thành xylanh khi bị lắp trên piston. Vòng găng dầu có tác dụng gạt dầu bám trên thành xylanh tránh làm lọt dầu vào trong buồng cháy. - Thân máy làm bằng gang. Tất cả có 4 xylanh, chiều dài mỗi ống gần gấp đôi chiều dài piston. Bên trên xylanh là nắp máy, bên dưới xylanh là trục khuỷu có 5 ổ đỡ. Ngoài ra, thân máy còn có áo nước bên trong có nước được dẫn từ bơm nước lên làm mát xylanh. - Cacte dầu được bắt bằng bu lông vào mặt dưới thân máy. Trong cacte dầu có vách ngăn để giữ lượng dầu đủ cần thiết khi xe bị nghiêng. Tấm vách ngăn còn tránh cho bơm dầu khỏi hút không khí và bọt, giữ tuần hoàn dầu trong hệ thống được ổn định ngay cả khi xe phanh hãm đột ngột. - Hệ thống làm mát của động cơ là kiểu tuần hoàn cưỡng bức dưới áp suất của bơm nước và có van hằng nhiệt ở đường nước vào bơm. - Hệ thống bôi trơn của động cơ là kiểu cưỡng bức và vung té có lọc dầu toàn phần, dùng để đưa dầu bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát của các chi tiết chuyển động. 1.2.2. Hệ thống nhiên liệu trên động cơ 2AZ-FE Ngày nay, trên hầu hết các động cơ xăng đều được trang bị hệ thống phun xăng điện tử. Hệ thống nhiên liệu trên động cơ 2AZ-FE là hệ thống phun xăng điện SV:Phạm Thanh Nam-Nguyễn Mạnh Huy-Đinh Xuân Khanh 7 Đồ án tốt nghiệp khóa 2017-2021 Trường ĐH Bà Rịa –Vũng Tàu tử (EFI) được trang bị thêm các hệ thống thu hồi xăng và thu hồi hơi xăng (EVAP) trong thùng xăng nên gọi là hệ thống nhiên liệu SFI. Nguyên lí làm việc của hệ thống phun xăng điện tử như sau: Một bơm nhiên liệu cung cấp đủ nhiên liệu dưới áp suất không đổi đến các vòi phun (ở động cơ 2AZ-FE áp suất nhiên liệu là từ 3,1 kG/cm2 đến 3,5 kG/cm2 ). Các vòi phun sẽ phun một lượng nhiên liệu định trước vào đường ống nạp theo các tín hiệu từ ECU động cơ. ECU nhận các tín hiệu từ nhiều cảm biến thông báo về sự thay đổi các chế độ hoạt động của động cơ. ECU sử dụng các tín hiệu này để xác định khoảng thời gian cần thiết nhằm đạt được hòa khí với tỉ lệ tối ưu phù hợp với từng điều kiện hoạt động của động cơ. Khi nhiên liệu được phun ra, áp suất nhiên liệu bị thay đổi một chút. Mỗi vòi phun được lắp ở phía trước của xupap nạp. Lượng nhiên liệu phun ra được điều khiển bằng độ dài khoảng thời gian dòng điện chạy qua vòi phun. SV:Phạm Thanh Nam-Nguyễn Mạnh Huy-Đinh Xuân Khanh 8 Đồ án tốt nghiệp khóa 2017-2021 Trường ĐH Bà Rịa –Vũng Tàu Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu trên động cơ 2AZ-FE. 1:Bình Xăng; 2:Bơm xăng điện; 3:Cụm ống của đồng hồ đo xăng và bơm; 4:Lọc Xăng; 5:Bộ lọc than hoạt tính; 6:Lọc không khí; 7:Cảm biến lưu lượng khí nạp; 8:Van điện từ; 9: Môtơ bước; 10:Bướm ga; 11:Cảm biến vị trí bướm ga; 12:Ống góp nạp; 13:Cảm biến vị trí bàn đạp ga; 14:Bộ ổn định áp suất; 15:Cảm biến vị trí trục cam; 16:Bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu;17:Ống phân phối nhiên liệu; 18:Vòi phun; 19:Cảm biến tiếng gõ; 20:Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 21:Cảm biến vị trí trục khuỷu; 22:Cảm biến oxy. Để tối ưu hóa quá trình cấp nhiên liệu, động cơ 2AZ-FE được trang bị hệ thống nhiên liệu không có ống hồi xăng (fuel returnless system) với việc sử dụng SV:Phạm Thanh Nam-Nguyễn Mạnh Huy-Đinh Xuân Khanh 9 Đồ án tốt nghiệp khóa 2017-2021 Trường ĐH Bà Rịa –Vũng Tàu tích hợp bộ điều áp, lọc xăng và bơm xăng thành một cụm ngay trong thùng xăng như hình vẽ 1.3. Điều này giúp cho nhiên liệu trong thùng xăng tăng hay giảm theo sự bay hơi của nhiên liệu, đồng thời đã loại bỏ được đường hồi xăng ra khỏi khu vực động cơ. Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống cấp nhiên liệu động cơ 2AZ – FE Ngoài ra, trên trong thùng xăng còn trang bị thêm hệ thống thu hồi hơi xăng trong thùng gọi là hệ thống EVAP. Sự hoạt động của hệ thống thu hồi xăng bằng cách sử dụng một bầu than hoạt tính để hấp thụ lại lượng xăng đã bị bay hơi trong quá trình cấp xăng vào thùng. Điều này giúp làm giảm sự thất thoát xăng do không khí. SV:Phạm Thanh Nam-Nguyễn Mạnh Huy-Đinh Xuân Khanh 10 Đồ án tốt nghiệp khóa 2017-2021 Trường ĐH Bà Rịa –Vũng Tàu Hình 1.4: Sơ đồ hệ thống thu hồi hơi xăng trên động cơ 2AZ – FE 1.2.3. Hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 2AZ-FE Động cơ 2AZ-FE được trang bị hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS- direct ignition system) hay còn gọi là hệ thống đánh lửa không có bộ chia điện được phát triển từ những năm giữa thập kỉ 80, trên các loại xe sang trọng. So với các hệ thống đánh lửa thông thường, thì hệ thống này có ưu điểm là: ưu điểm lớn nhất của hệ thong phun xăng PI so với bộ chế hòa khí là sự hòa trội giữa không khí và xăng diễn ra tốt hơn trong buồng đốt. Việc bố trí kim phun gầi suppap hút cho phép tăng chiều dài đường ống nạp mà không sợ xăng bám vào nó, giúp tăng vận tốc khí nạp, tạo ra xoáy lốc giúp việc hòa trộn tôt hơn khiến hỗn hợp đồng nhất hơn. Thêm vào đó, dòng khí nạp trên ống góp hút có khối lượng thấp (chưa trộn với nhiên liệu) sẽ đạt tốc độ xoáy lốc cao, nhờ vậy, nhiên liệu sẽ không còn thất thoát trên đường ống nạp và hòa khí sẽ được trộn tốt hơn. Có thể cấp hỗn hợp khí nhiên liệu đồng đều đến từng xylanh. Có thể đạt được tỉ lệ khí nhiên liệu chính xác với tất cả các dải tốc độ động cơ. Đáp ứng kịp thời với sự thay đổi góc mở bướm ga. Khả năng hiệu chỉnh hỗn hợp khí nhiên liệu dễ dàng: có thể SV:Phạm Thanh Nam-Nguyễn Mạnh Huy-Đinh Xuân Khanh 11 Đồ án tốt nghiệp khóa 2017-2021 Trường ĐH Bà Rịa –Vũng Tàu làm đậm hỗn họp khi nhiệt độ thấp hoặc cắt nhiên liệu khi giảm tốc. Hiệu suất nạp hỗn họp không khí - nhiên liệu cao. - Không sử dụng dây cao áp nên giảm được sự mất mát năng lượng, giảm điện dung ký sinh và giảm nhiễu vô tuyến trên mạch thứ cấp. - Không sử dụng bộ chia điện nên không có khe hở giữa mỏ quẹt và dây cao áp. - Bỏ được các chi tiết cơ khí dễ hư hỏng và phải chế tạo bằng vật liệu tốt như mỏ quẹt, chổi than, nắp delco… - Loại bỏ được những hư hỏng thường gặp do hiện tượng phóng điện trên mạch cao áp và giảm chi phí bảo dưỡng. - Nhờ sử dụng mỗi bugie-một bôbine tương ứng nên kích thước mỗi bôbine, IC đánh lửa sẽ nhỏ gọn hơn, tần số hoạt động ít hơn nên nên bôbin ít bị nóng hơn. Quá trình điều khiển góc đánh lửa được thực hiện bởi hệ thống đánh lửa sớm điện tử (ESA) là một hệ thống điều khiển thời điểm đánh bằng ECU. So với các hệ thống đánh lửa trước đó, hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử (ESA) có những ưu điểm hơn hẳn. Do vậy, ngày nay hệ thống đánh lửa với cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử kết hợp với hệ thống phun xăng đã thay thế hoàn toàn hệ thống đánh lửa thông thường, giải quyết yêu cầu ngày càng khắt khe về nồng độ khí thải độc hại. SV:Phạm Thanh Nam-Nguyễn Mạnh Huy-Đinh Xuân Khanh 12 Đồ án tốt nghiệp khóa 2017-2021 Trường ĐH Bà Rịa –Vũng Tàu Hình 1.5: Sơ đồ điều khiển của hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) Sơ đồ hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử có thể chia thành ba phần: tín hiệu vào (tốc độ động cơ, vị trí piston, tín hiệu tải, vị trí bướm ga, nhiệt độ nước làm mát, điện áp ắcquy, tín hiệu kích nổ), ECU và tín hiệu từ ECU để điều khiển IC đánh lửa. Sự hoạt động của hệ thống ESA như sau: ECU sẽ căn cứ theo số liệu lưu trong bộ nhớ và các số liệu do các cảm biến theo dõi hoạt động của động cơ gửi về, ECU tính toán và gửi tín hiệu điều khiển IGT (thời điểm đánh lửa) đến IC đánh lửa để đánh lửa tại thời điểm chính xác. Khi có tín hiệu đánh lửa IGT từ ECU thì đồng thời sức điện động xoay chiều tạo ra khi dòng điện trong cuộn sơ cấp bị ngắt sẽ làm cho mạch điện này gửi một tín hiệu IGF đến ECU, tín hiệu này được dùng để xác nhận việc đánh lửa đã diễn ra và được dùng cho mục đích chuẩn đoán và chức năng an toàn. Do được điều khiển bằng vi sử lý nên ESA luôn đảm bảo được thời điểm đánh lửa tối ưu, cũng như tính kinh tế nhiên liệu và công suất ra của động cơ đều được duy trì ở mức tối ưu. Để có thể xác định chính xác thời điểm đánh lửa cho từng xilanh của động cơ theo thứ tự nổ thì ECU cần phải nhận được các tín hiệu cần thiết từ cảm biến SV:Phạm Thanh Nam-Nguyễn Mạnh Huy-Đinh Xuân Khanh 13 Đồ án tốt nghiệp khóa 2017-2021 Trường ĐH Bà Rịa –Vũng Tàu như: tốc độ động cơ, vị trí cốt máy (vị trí piston), lượng gió nạp, nhiệt độ động cơ… Số tín hiệu vào càng nhiều thì việc xác định góc đánh lửa sớm tối ưu càng chính xác. Trong đó, tín hiệu tốc độ động cơ, vị trí piston và tín hiệu tải là những tín hiệu quan trọng nhất. SV:Phạm Thanh Nam-Nguyễn Mạnh Huy-Đinh Xuân Khanh 14