Khai thác động cơ toyota 7M-GE

ổi thọ cao, khả năng tạo ra sự kín khít tốt với mặt côn tán nấm supap để tránh lọt khí cũng như phải dẫn nhiệt tốt để giảm được nhiệt độ phần tán nấm. Đế supap của động cơ được chế tạo rời bằng thép hợp kim rồi nắp vào nắp máy. c, Ống dẫn hướng supap Để thuận lợi cho việc gia công, đại tu, sửa chữa và kéo dài tuổi thọ lắp xylanh giữa thân supap và nắp xylanh có một chi tiết trung gian là ống dẫn hướng. Ống dẫn hướng lắp lỏng với thân supap và có chức năng dẫn hướng cho supap chuyển động tịnh tiến qua lại khi đóng mở. Ống được ép căng vào lỗ gia công trong nắp xylanh. Ống được chế tạo bằng gang hợp kim hoặc gang dẻo nhiệt luyện. Ống có kết cấu hình trụ rỗng có vát mặt đầu để dễ lắp ráp. d, Lò xo supap Supap tì chặt lên đế đóng kín đường thông là nhờ lực đẩy của lò xo. Trên mỗi supap có lắp một lò xo. Lò xo supap được chế tạo bằng thép lò xo (thép crom sillic) sau đó được ram cứng. Giúp cho lò xo supap đảm bảo ngay cả ở tốc độ động cơ cao. Lò xo supap có kết cấu hình trụ, hai đầu mài phẳng để lắp ráp với đĩa supap. CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG LÀM MÁT, BÔI TRƠN ĐÁNH LỬA, XỬ LÝ KHÍ THẢI 3.1 Hệ thống làm mát 3.1.1 Nhiệm vụ hệ thống làm mát: Khi động cơ làm việc, các chi tiết của động cơ nhất là các chi tiết trong buồng cháy tiếp xúc với khí cháy nên có nhiệt độ rất cao. Nhiệt độ đỉnh piston có thể đến 6000C còn nhiệt độ supap thải có thể lên đến 9000C. Nhiệt độ các chi tiết cao có thể dẫn đến các tác hại đối với các động cơ: Giảm sức bền, độ cứng vững và tuổi thọ các chi tiết Bó kẹt giữa các cặp chi tiết chuyển động như piston – xylanh, trục khuỷ - bạc lót… Giảm hệ số nạp nên giảm công suất động cơ Kích nổ trong động cơ Hệ thống làm mát có tác dụng tản nhiệt khỏi các chi tiết, giữ cho nhiệt độ của các chi tiết không vượt quá giới hạn cho phép và do đó bảo đảm điều kiện làm việc của động cơ. Tuy nhiên nếu cường độ làm mát lớn quá, nhiệt độ các chi tiết thấp dẫn đến hiện tượng hơi nhiên liệu ngưng tụ và đọng bám trên bề mặt các chi tiết, rửa trôi dầu bôi trơn nên các chi tiết bị mài mòn dữ dội. Đồng thời độ nhớt của dầu bôi trơn thấp nên ma sát giữa các chi tiết chuyển động tăng. 3.1.2 Các chi tiết chính: Trên động cơ Toyota sử dụng hệ thống làm mát bằng nước lưu thông tuần hoàn cưỡng bức nhờ bơm nước có các chi tiết chính trên hình 3.1 Trong hệ thống này tốc độ lưu động của nước chủ yếu do bơm quyết định. Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm mát bằng nước của động cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 3.1 Hình 3.1. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng 1.Thân máy, 2.Náp xylanh, 3. Đường nước ra khỏi động cơ, 4. Ống dẫn bọt nước,5.Van hằng nhiệt, 6.Nắp rót nước, 7.Két làm mát, 8.Quạt gió, 9.puli, 10. Ống nước nối tắt về bơm, 11. Đường nước vào động cơ, 12.Bơm nước, 13.két làm mát dầu, 14. Ống phân phối nước a.Bơm nước và quạt gió Bơm nước trên hệ thống làm mát của động cơ là bơm ly tâm có nhiệm vụ cung cấp nước tuần hoàn cưỡng bức trong hệ thống làm mát của động cơ. Được dẫn động bằng đai từ trục khuỷ động cơ. Quạt gió có nhiệm vụ tạo ra dòng khí hút đi qua két nước để tăng hiệu quả làm nguội nước nóng sau khi đã làm mát cho động cơ. Quạt gió được lắp trên đầu phía trước của trục bơm nước. Các cánh quạt được chế tạo bằng thép lá. Để nâng cao năng suất và tạo hướng cho dòng khí vành quạt gió có hom khí. b.Két nước làm mát Két nước là thiết bị trao đổi nhiệt dùng để truyền nhiệt từ nước làm mát cho dòng không khí chuyển động qua. Két làm măt nước của động cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 3.2 Hình 3.2. Két nước làm mát 1. Nắp két nước, 2. Ống nước hồi, 3. Ống nước đi. Két nước làm mát bao gồm các ống dẫn bằng đồng đỏ. Các ống này được hàn với các cánh tản nhiệt hình gợn sóng nhằm tăng tiết diện tiếp xúc với không khí để tăng khả năng toả nhiệt của két làm mát. Ngăn trên có miệng đổ nước và được đậy bằng nắp.. Nắp két nước có hai van (hình2.20). Van xả 1 có tác dụng giảm áp khi áp suất trong hệ thống cao (khoảng 1,15 1.25 kG/cm2) do bọt hơi sinh ra trong hệ thống, nhất là khi động cơ quá nóng. Còn van hút 2 sẽ mở để bổ sung không khí khi áp suất chân không trong hệ thống lớn hơn giá trị cho phép (khoảng 0,05 0,1 kG/cm2). Lắp két nước của động cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình Hình 3.3. Nắp két nước 1.Van xả, 2.Van hút c.Van hằng nhiệt Van hằng nhiệt có nhiệm vụ rút ngắn thời gian sấy nóng khi động cơ bắt đầu khởi động và tự động duy trì chế độ nhiệt của động cơ trong giới hạn cho phép. Van hằng nhiệt của động cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 3.4. Hình 3.4.Van hằng nhiệt 1.Hộp xếp, 2. Đường về bơm, 3.Van về bơm, 4.Van ra két, 5.Đường ra két, 6. Đường nước nóng đến từ động cơ, 7.Thân van Trên hệ thống làm mát của động cơ sử dụng van hằng nhiệt với chất giãn nở là hỗn hợp gồm 30% rượu Etylic và 70% nước cất. Khi nhiệt độ nước làm mát thấp hơn 750C, hỗn hợp chất lỏng trong hộp (1) chưa bị giãn nở, van đóng (4) và nước sẽ đi qua đường dẫn (2) trở về bơm mà không qua két làm mát. Khi nhiệt độ nước tăng cao hơn 750C, hỗn hợp chất lỏng trong hộp giãn nở, áp suất tăng nên đẩy cán lên làm mở van (4) và nước theo đường ống đến két làm mát. Khi nhiệt độ nước băng 900c thì van được mở hoàn toàn. 3.2 Hệ thống bôi trơn. 3.2.1 Nhiệm vụ hệ thống bôi trơn. Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa dầu bôi trơn đến các bề mặt làm việc của các chi tiết để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của động cơ cũng như tăng tuổi thọ của các chi tiết. Dầu bôi trơn có nhiều công dụng trong đó một số công dụng quan trọng nhất của dầu bôi trơn là: Bôi trơn các bề mặt có chuyển động trượt giữa các chi tiết nhằm giảm ma sát do đó giảm mài mòn tăng tuổi thọ các chi tiết. Rửa sạch bề mặt ma sát của các chi tiết. Trên bề mặt ma sát trong quá trình làm việc thường có các vẩy rắn tróc ra khỏi bề mặt. Dầu bôi trơn sẽ cuốn trôi các vảy tróc, sau đó được giữ lại trong các phần tử lọc của hệ thống bôi trơn, tránh cho bề mặt ma sát bị cào xước. Làm mát một số chi tiết. Bao kín khe hở giữa các chi tiết như cặp piston – xylanh – xecmăng để giảm lọt khí. Động cơ Toyota 7MGE sử dụng phương pháp bôi trơn cưỡng bức. Dầu trong hệ thống bôi trơn được bơm đẩy đến các bề mặt ma sát với áp suất nhất định, do đó hoàn toàn có thể đủ lưu lượng để bảo đảm bôi trơn làm mát và tẩy rửa các bề mặt ma sát. Sơ dồ cấu tạo HT bôi trơn của động cơ Toyota 7M-GE được gới thiệu trên hình 3.5. Hình 3.5 Sơ đồ cấu tạo hệ thống bôi trơn 1.Cốc lọc 2.Két làm mát dầu, 3.Bơm dầu, 4. Lưới lọc 3.2.2 nguyên lý làm việc: Dầu trong các te dầu được hút vào bơm qua phao hút dầu. Phao hút dầu có lưới chắn để lọc sơ bộ những tạp chất có kích thước lớn. Dầu được bơm đẩy qua bộ làm mát dầu 2, tại đây dầu được làm mát rồi tiếp tục đến đường dầu chính . rồi đến cốc lọc, dầu theo các nhánh đi bôi trơn trục khuỷ sau đó lên bôi trơn đầu to thanh truyền, chốt piston, và đi bôi trơn trục cam… 3.2.3 các chi tiết chính. a.Bơm dầu Bơm dầu có nhiệm vụ cung cấp dầu dưới áp suất cao vào đường dầu chính của động cơ và đến két làm mát. Hệ thống bôi trơn của động cơ Toyota 7MGE sử dụng kiểu bơm bánh răng ăn khớp ngoài. Bơm dầu của đông cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 3.6. Hình3.6. Bơm bánh răng ăn khớp ngoài b.Bầu lọc dầu Bầu lọc dầu có nhiệm vụ lọc sạch các tạp chất cơ học do sự mài mòn cơ học các chi tiết của động cơ, các loại bụi từ không khí lẫn vào các sản vật cháy có chứa trong dầu. Hệ thống bôi trơn của động cơ Toyota 7M-GE sử dụng bầu lọc thô. Kiểu bầu lọc được dùng là kiểu bầu lọc cơ khí loại bầu lọc thấm dùng tấm kim loại. Cấu tạo bầu lọc dầu của động cơ toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 3.7. Hình3.7 Bầu lọc thấm dùng tấm kim loại 1.Nắp bầu lọc, 2. Đường dầu ra, 3.Thân bầu lọc, 4. Đường dầu vào, 5.Phiến lọc, 6.Phiến gạt, 7.Phiến cách, 8. Trục của lưới lọc. Bầu lọc có lõi lọc gồm các phiến kim loại dập (5) và (7) sắp xếp xen kẽ nhau tạo thành khe lọc có kích thước bằng chiều dày của phiến cách (7) (khoảng 0,07 ¸ 0,08mm). Các phiến gạt cặn (6) có cùng chiều dày với phiến cách (7) và được lắp với nhau trên một trục cố định trên nắp bầu lọc. Còn các tấm (5) và (7) được lắp trên trục (8) có tiết diện vuông và có tay vặn nên có thể xoay được. Dầu bẩn theo đường dầu (4) vào bầu lọc, đi qua các khe hở giữa các tấm (5) để lại các cặn bẩn có kích thước lớn hơn khe hở rồi theo đường dầu (2) ra đi bôi trơn.Khi xoay tay vặn của trục (8), lõi lọc quay theo nên các phiến gạt (6) sẽ gạt cặn bẩn bám bên ngoài lõi lọc tránh cho lõi lọc bị tắc. c. Két làm mát dầu. Ở chế độ nhiệt làm việc ổn định của động cơ, nhiệt độ của dầu bôi trơn cần nằm trong giới hạn 80 ¸ 900C. Nhưng trong sử dụng do nhiệt độ của môi trường tương đối cao, do động cơ thường phải làm việc ở những chế độ phụ tải cao trong thời gian dài , nhiệt độ của dầu bôi trơn sẽ vượt quá giới hạn cho phép và do đó cần được làm mát trong két làm mát dầu. Trên hệ thống bôi trơn của động cơ sử dụng két làm mát dầu kiểu ống được làm mát bằng không khí, bố trí trước két nước của động cơ. d. Đồng hồ đo áp suất dầu. Đồng hồ áp suất dầu nối với đường dầu chính để kiểm tra tình hình hoạt động của hệ thống. 3.3 Hệ thống đánh lửa. 3.3.1 Nhiệm vụ hệ thống đánh lửa. Hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ tạo tia lửa điện cao áp từ 12 14 kV để đốt cháy hoà khí trong động cơ vào cuối kỳ nén. Để giúp cho sự cháy đạt hiệu quả cao, hệ thống đánh lửa phải đốt cháy hỗn hợp không khí nhiên liệu ngay tức thì. Thời điểm đánh lửa chính xác được tạo ra vào đúng ngay thời điểm liên quan đến vị trí của piston. Bộ ECU động cơ nhận các tín hiệu từ các cảm biến liên quan và điều chỉnh thời điểm đánh lửa. 2.3.2 Các chi tiết chính: Sơ đồ hệ thống đánh lửa của động cơ Toyota được thể hiện trên hình 3.8 Hình 3.8 .Sơ đồ hệ thống đánh lửa của động cơ toyota 7M-GE Khi động cơ nguội hoặc làm việc ở vùng cao thời điểm đánh lửa được điều khiển hơi sớm hơn để tối ưu hoá đặc tính của động cơ. 3.4 Hệ thống kiểm soát khí thải. 3.4.1 Nhiệm vụ của hệ thống kiểm xoát khi thải. Hệ thống kiểm soát khí thải của động cơ bao gồm hệ thống kiểm soát khí thoát ra từ cacte , hệ thống điều khiển sự bốc hơi nhiên liệu , hệ thống hồi lưu khí xả và bộ xử lý khí thải. Nhiệm vụ chung của toàn bộ hệ thống là giảm đến mức tối đa lượng khí độc hại gây ô nhiễm môi trường như: oxit cacbon , Hidrocacbon , oxit nitơ , và các chất khí khác . 3.4.2 Các chi tiết chính. a, Hệ thống kiểm soát hơi khí thoát từ cacte trục khuỷu. Là hệ thống có nhiệm vụ giảm tối đa lượng hỗn hợp khí từ các te động cơ thoát ra bầu khí quyển. Khi động cơ hoạt động , không khí sạch được đưa từ bộ lọc gió vào trong cacte trục khuỷu qua ống thông hơi để được hoà trộn với các khí lọt ở bên trong cacte trục khuỷu. Các khí lọt xuống ở bên trong cacte trục khuỷu được rút vào của họng nạp qua van thông hơi (PCV). Van PCV được thiết kế để điều hòa lượng khí thông hơi thích hợp , piston của van PVC có thể dịch chuyển tương ứng với độ chân không của họng nạp. Khi động cơ hoạt động ở chế độ tải thấp hay hoạt động ở chế độ cầm chừng, lượng khí đi qua van PVC được hạn chế để duy trì sự hoạt động ổn định của động cơ. Khi động cơ hoạt động ở tải lớn hay toàn tải, lượng không khí đi qua van PVC tăng lên đảm bảo cho quá trình thông hơi trong các te động cơ. Sơ đồ hệ thống kiểm soát khí thoát từ các te trục khuỷu của động cơ toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 3.9. Hình 3.9 sơ đồ hệ thống kiểm soát khí thoát từ các te trục khuỷu. b, Hệ thống hồi lưu khí xả (EGR): Hệ thống hồi lưu khí xả có nhiệm vụ giảm lượng ôxit nitơ (NOx) sinh ra trong quá trình cháy thoát ra ngoài môi trường. Khi nhiệt độ cháy của hỗn hợp cháy cao, một lượng lớn khí oxit nitơ sẽ được tạo ra ở trong buồng cháy. Vì vậy hệ thống ERG hồi lại một phần khí xả từ đường ống xả đoạn lắp trên nắp máy vào trong buồng đốt thông qua họng nạp. Khi khí xả được trộn lẫn với hỗn hợp cháy thì sự lan truyền ngọn lửa trong buồng đốt bị chậm lại, bởi vì phần lớn khí xả là trơ không cháy được. Nhiệt độ cháy do đó giảm xuống và làm giảm lượng NOx sinh ra vì khí trơ hấp thụ nhiệt toả ra. Hệ thống hồi lưu khí xả của động cơ toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 3.10. Hình 3.10 Sơ đồ hệ thống hồi lưu khí xả. c, hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu. Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu(EVAP) tạm thời hấp thụ hơi nhiên liệu vào bộ lọc than hoạt tính và dẫn nó vào động cơ để đốt cháy, nhờ thế mà ngăn không cho nhiên liệu bay hơi từ thùng nhiên liệu lọt ra ngoài khí quyển. Hoạt động theo nguyên lý: hơi nhiên liệu bốc lên từ bình nhiên liệu(4), đi qua van một chiều (1) và đi vào bộ lọc than hoạt tính, than sẽ hấp thụ hơi nhiên liệu lượng hơi đựoc hấp thụ này sẽ được hút vào cửa lọc của họng gió vào xylanh để đốt cháy khi động cơ đang chạy. Van một chiều (2) và van chân không(3) của nắp bình nhiên liệu được mở ra để hút không khí từ bên ngoài vào bình nhiên liệu khi trong thùng có áp suất chân không (do nhiệt độ bên ngoài thấp) Trên động cơ toyota 7M-GE ECU điều khiển dòng khí bằng cách điều chỉnh độ mở của van VSV. Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu trên động cơ toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 3.11 Hình 3.11 hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu trên động cơ toyota 7M-GE 1,5. van một chiều, 2. thùng chứa than hoạt tính, 3.van chân không của thùng nhiên liệu, 4.Thùng nhiên liệu. CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU 4.1 Giới thiệu về hệ thống : Đông cơ toyota 7MGE sử dụng hệ thống phun nhiên liệu điện tử (EFI) hệ thống này có các ưu điểm chính là các thông số được đo và kiểm soát được đưa vào xử lý cho quá trình cung cấp nhiên liệu và bảo vệ động cơ nhiều hơn(Lượng không khí nạp, nhiệt độ nước làm mát, tốc độ xe...). Các đại lượng vật lý được đo với nguyên lý hiện đại, đô chính xác cao, công cụ xử lý điều khiển hiện đại và chính xác cao. Đặc điểm chính của hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ toyota 7M-GE là: Phun đơn điểm,phun gián tiếp (vòi phun đặt trước supap nạp). Ưu điểm so với các loại động cơ có HT phun nhiên liệu điện tử trực tiếp là không đòi hỏi khắt khe về thời điểm phun. Kết cấu đơn giản và dễ sử dụng hơn. Lưu lượng không khí đo trực tiếp nhờ cảm biến lưu lượng không khí kiểu van lật. Điều khiển qua ECU, theo phương pháp hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ không khí nhiên liệu. Từ tín hiệu cảm biến oxy. Hệ thống làm nhiệm vụ cung cấp hoà khí (hỗn hợp xăng và không khí) sạch đồng đều về số lượng và thành phần vào các xi lanh của động cơ theo yêu cầu về tốc độ và tải của máy. Hệ thống có bao gồm 3 phấn cơ bản, nhiên liệu, dẫn nạp không khí và điều khiển điện tử. 4.2 Sơ đồ nguyên lý và nguyên lý làm việc của hệ thống EFI trên động cơ toyota 7M-GE. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống EFI động cơ Toyota 7M-GE được thể hiện trên hình 4.1. Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp nhiên liệu EFI 1. Công tắc khởi động trung gian; 2.Cảm biến tốc độ, 3. Máy nén khí, 4. Bộ liên kết điều khiển, 5. Đèn báo tín hiệu khởi động động cơ ,6. Bình điện, 7 .Rơ le mở mạch ,8. Rơ le bơm nhiên liệu ,9 Điện trở, 10.Bơm xăng, 11. Lọc xăng, 12. Giảm chấn thủy lực, 13. Van mạch điều chỉnh tốc dộ không tải, 14.Vòi phun khởi động,15. Cơ cấu chấp hành kiểu màng, 16.Van điều áp, 17.Vòi phun, 18. Thùng chân không,19.Van VSV hệ thống thay đổi chiều dài hiệu dụng của đường ống nạp, 20. Cảm biến tiếng gõ động cơ, 21.Cảm biến nhiệt độ nước làm mát, 22.Công tắc nhiệt thời gian vòi phun khởi động, 23.BVVS van của hệ thống tuần hoàn khí xả, 24.Cảm biến ôxy, 25. Cuộn dây đánh lửa, 26. bộ chia điện, 27. Cảm biến nhiệt độ khí nạp, 28. Cảm biến lưu lượng không khí, 29. Cảm biến vị trí bướm ga. Nguyên lý làm việc: nhiên liệu được bơm nhiên bơm từ thùng chứa vào đường ống dẫn, trên đường ống này nhiên liệu được lọc nhờ một bầu lọc thấm, và được dảm rung động nhờ một bộ dảm chấn thủy lực, nhiên liệu tiếp tục đến vòi phun, ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến khác nhau để phát hiện tình trạng của động cơ và điều kiện chạy của xe, tính toán lượng nhiên liệu tối ưu và làm cho các vòi phun phun lượng nhiên liệu cần thiết. Van điều áp (16) giữ cho áp suất của hệ thống ở một giá trị xác định từ đó lượng nhiên liệu phun vào chỉ phụ thuộc vào thời gian mở kim phun của vòi phun. 4.3 Chi tiết chính của hệ thống : a, Bơm nhiên liệu Nhiệm vụ: Bơm xăng có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu có áp suất không đổi vào các vòi phun. Những vòi phun này sau đó phun một lượng xăng nhất định vào cụm ống hút theo tín hiệu – lệnh từ hộp ECU. Cứ một vòng quay động cơ các vòi phun lại đồng thời phun một lượng xăng bằng một nửa lượng xăng cần thiết cho quá trình cháy lý tưởng. Nhiên liệu được rút ra khỏi từ thùng chứa bằng bơm nhiên liệu và vòi phân phối dưới áp suất đến từ ống phân phối nhiên liệu. Sự phân phối áp suất và thể tích của bơm nhiên liệu được thiết kế vượt qua yêu cầu tối đa của động cơ. Bộ điều hoà áp suất cho phép một số nhiên liệu trở về thùng chứa khi cần thiết để duy trì áp suất nhiên liệu đến tại các vòi phun. Cấu tạo: Bơm nhiên liệu trên động cơ Toyota 7M-GE là loại bơm cánh gạt. Bơm này được đặt ở trong thùng xăng có lợi trong việc cản lại sự hoá hơi nhiên liệu và rò rỉ nhiên liệu. Bơm nhiên liệu của động cơ toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 4.2 Hình 4.2 Bơm nhiên liệu 1. Van điều khiển, 2. Van an toàn, 3.Bạc lót, 4. Ống lót, 5. Phần cảm, 6. Phần ứng, 7. Cánh bơm, 8. Lưới lọc, 9. Giảm chấn được đệm lót cao su, 11 đường nhiên liệu ra, 12. đường nhiên liệu vào. Nguyên lý làm việc : Cánh bơm được mô tơ quay để nén đẩy nhiên liệu, Van một chiều đóng lại khi nhiên liệu dừng để duy trì áp suất trong đường ống nhiên liệu và làm cho việc khởi động động cơ dễ dàng hơn, nếu không có áp suất dư dễ sảy ra hiện tượng khóa hơi ở nhiệt độ cao làm cho việc khởi động lại khó khăn. Van an toàn mở ra khi áp suất phía cửa ra trở lên quá cao, nhằm ngăn áp suất nhiên liệu trở lên quá cao này. b, Bình chứa xăng Bình chứa xăng được làm bằng kim loại, được đặt ở phía sau xe. Trên bình chứa xăng có miệng và ống đổ xăng vào bình, ống thông hơi, bầu lọc xăng, bơm xăng, bộ báo mức xăng trong bình và nút xả cặn. Nắp bình xăng lắp ở miệng đổ xăng vào bình, trên nắp có van hút không khí và van xả hơi xăng để duy trì áp suất ổn định trong thùng xăng. Hơi xăng xả ra được dẫn về thùng than hoạt tính và được hấp thụ tại đây tránh gây ô nhiễm cho môi trường. c, Bộ lọc nhiên liệu. Vai trò của bộ lọc: Lấy đi ôxit kim loại, chất rỉ sét và các chất rắn lạ khác chứa trong nhiên liệu được đưa đến động cơ, vì thế ngăn ống nhiên liệu, kim phun,.. bị nghẹt, mòn phần cơ khí để bảo đảm sự hoạt động ổn định và hoạt động lâu dài của động cơ. Bộ lọc nhiên liệu được bắt trong đường ống của bơm Bởi vì áp suất từ 200 đến 300 kPa luôn luôn được cung cấp ở bên trong của bộ lọc, cho nên bộ lọc phải có một sức chịu đựng áp suất cao là 540 kPa hoặc lớn hơn. Bầu lọc nhiên liệu của động cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 4.3. Hình4.3. Bầu lọc d, Bộ điều hoà áp suất nhiên liệu. Nhiệm vụ: Bộ điều hoà áp suất nhiên liệu (hình 3.4) là một van điều hoà áp suất với chức năng duy trì sự không đổi của áp suất nhiên liệu theo chân không của cổ góp nạp. Đặc điểm cấu tạo: Vùng không gian bên trong của bộ điều hoà áp suất nhiên liệu được phân chia bởi một màng bên trong là buồng lò xo và buồng nhiên liệu. Nhiên liệu cung cấp từ bơm đi vào buồng nhiên liệu qua ống phân phối. Áp suất nhiên liệu ở trong buồng nhiên liệu đẩy van vào màng cho đến khi nó tiến đến mức cân bằng với lực lò xo. Nhiên liệu thừa di chuyển về thùng chứa qua van. Buồng lò xo được nối với cổ góp nạp động cơ qua một ống cao su. Bộ điều tiết áp suất nhiên liệu của động cơ toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 4.4 Hình 4.4. Bộ điều tiết áp suấ 1. Lò xo, 2 Van một chiều, 3 Bộ điều tiết áp suất, 4. Ống giảm áp, 5. Ống dẫn nhiên liệu, 6. Đường ống chân không. Nguyên lý làm việc: Khi áp suất nhiên liệu vượt quá lục ép của lò xo van mở ra nhiên liệu được quay trở lại thùng làm giảm áp suất trên đường nạp. e, Đường ống phân phối. Đường ống phân phối phân phối nhiên liệu đến các kim phun được bắt vào đó. Nó cũng có chức năng hấp thụ các dao động nhỏ của áp suất nhiên liệu chảy ra trong quá trình phun. f, Vòi phun. Vòi phun của hệ thống là vòi phun kiểu điện tử (thực chất là một dạng van thuỷ lực tác dụng nhanh bằng điều khiển bằng điện). Van của vòi phun có dạng kim phun và có hai trạng thái ổn định là mở và đóng hoàn toàn. Tiết diện lưu thông của vòi phun có thể coi là không đổi vì thời gian chuyển trạng thái đóng mở rất nhỏ so với thời gian ở trạng thái mở. Do đó nếu coi chênh lệc áp suất không đổi thì việc điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho một chu trình thực hiện bằng cách thay đổi thời gian mở (thời gian nâng kim phun). Thời gian nâng kim phun tỷ lệ với độ dài của xung điều khiển do ECU gửi tới cuộn dây điện từ của vòi phun Vòi phun nhiên liệu của động cơ Toyota 7M-GE được thể hiện trên hình 4.5 Hình 4.5 Vòi phun nhiên liệu động cơ Toyota 7M-GE 1.Cuộn dây điện từ,2. Lõi van điện từ, 3. Lỗ phun nhiên liệu. g, Cảm biến lưu lượng không khí nạp. Cấu tạo: Cảm biến lưu lượng không khí nạp là một trong những cảm biến quan trọng nhất vì nó được sử dụng trong EFI để phát hiện khối lượng hoặc thể tích không khí nạp, Trên động cơ Toyota 7M-GE sử dụng cảm biến lưu lượng không khí nạp kiểu van lật. Cảm biến lưu lượng không khí động cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 4.6 Hình 4.6 cảm biến đo lưu lượng không khí 1.triết áp, 2. Buồng giảm chấn, 3. Lò xo đàn hồi, 4. Cảm biến nhiệt độ khí nạp, 5. Cánh gạt. Nguyên lý làm việc. Khi kh«ng khí di qua c¶m biÕn l­u l­îng khí n¹p nµy tõ bé läc khí, nã ®Èy tÊm ®o më ra cho ®iÕn khi lùc t¸c ®éng vµo tÊm ®o c©n b»ng víi lß xo ph¶n håi, ChiÕt ¸p ®­îc nèi ®ång trôc víi tÊm ®o nµy, sÏ biÕn ®èi thÓ tÝch kh«ng khí n¹p thµnh tÝn hiÖu diÖn ¸p ®­îc truyÒn ®Õn ECU cña ®éng c¬. h , C¶m biÕn vÞ trÝ b­ím ga. CÊu t¹o: §éng c¬ Toyota 7M-GE sö dông c¶m biÕn b­ím ga lo¹i tuyÕn tÝnh, c¶m biÕn nµy gåm 2 con tr­ît vµ mét ®iÖn trë, vµ c¸c tiÕp ®iÓm cho c¸c tÝn hiÖu IDL vµ VTA ®­îc cung cÊp ë c¸c ®Çu cña mçi tiÕp ®iÓm. Khi tiÕp ®iÓm nµy tr­ît däc theo ®iÖn trë ®ång thời víi gãc më b­ím ga, ®iÖn ¸p nµy ®­îc ®Æt vµo cùc VTA theo tû lÖ thuËn víi gãc më b­ím ga, khi b­ím ga ®­îc dãng l¹i hoµn toµn, tiÕp ®iÓm cña tÝn hiÖu IDL ®­îc nèi víi c¸c cùc IDL vµ E2 (ECU). Cảm biến vị trí bướm ga của động cơ toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 4.7. Hình 4.7 Cảm biến vị trí bướm ga i, Iscv – van ®iÒu chØnh tèc dé kh«ng t¶i: CÊu t¹o – chøc n¨ng nhiÖm vô: HÖ thèng ®iÒu khiÓn tèc ®é kh«ng t¶i cã mét m¹ch ®i t¾t qua b­ím ga, vµ l­îng kh«ng khí hót tõ m¹ch ®i t¾t nµy ®­îc ®iÒu khiÓn bëi ICSV(van ®iÒu chØnh tèc ®é kh«ng t¶i), Van ISC dïng tÝn hiÖu tõ ECU ®éng c¬ ®Ó ®iÒu khiÓn ®éng c¬ ë tèc ®é kh«ng t¶i tèi ­u mäi thêi ®iÓm. Khi khëi ®éng m¹ch ®i t¾t ®­îc më ra gióp t¨ng kh¶ n¨ng khëi ®éng cña ®éng c¬, khi nhiÖt ®é n­íc lµm m¸t thÊp tèc ®é ch¹y kh«ng t¶i cña déng c¬ t¨ng nªn ®Ó ®éng c¬ ch¹y ®­îc ªm vµ nhanh chãng ®­îc h©m nãng, Khi nhiÖt ®é n­íc lµm m¸t cao tèc ®é ch¹y kh«ng t¶i ®­îc gi¶m xuèng. Nguyªn lý lµm viÖc: Trªn ®éng c¬ toyota 7M-GE sö dông van ISC kiÓu ®iÒu khiÓn bËt t¾t l­îng kh«ng khí n¹p ch¹y qua m¹ch ®i t¾t b»ng tÝn hiÖu tõ ECU (PCV). Khi dßng ®iÖn ch¹y vµo cuén tõ, lùc tõ tr­êng th¾ng lùc ®Èy cña lß xo håi vÞ tèc ®é ch¹y kh«ng t¶i sÏ t¨ng lªn theo c¸c nÊc xÊp xØ 100 vßng/phót. Van điều chỉnh tốc độ chạy không tải của động cơ Toyota 7M-GE được thể hiện trên hình 4.8. Hình 4.8 van PCV j, VSV van Cấu tạo – Chức năng nhiệm vụ: VSV van thuộc hệ thống ACIS (hệ thống nạp có chiều dài hiệu dụng thay đổi), hệ thống ACIS thay đổi chiều dài hiệu dụng của đường ống nạp để tăng công suất trên phạm vi rộng từ tốc độ thấp đến tốc độ cao, hệ thống này sử dụng một van điều khiển khí nạp để chia đường ống nạp thành hai đoạn mà cho phép hiệu dụng của đường ống nạp phù hợp với tốc độ động cơ và độ mở bướm ga. Khi động cơ hoạt động ở chế độ tốc độ thấp ECU bật van VSV, chân không được cấp đến cơ cấu chấp hành đóng van điều khiển, điều đó kéo dài chiều dài hiệu dụng của đường ống nạp, nâng cao hiệu quả nạp không khí do hiệu ứng dao động của không khí. Tăng công suất của động cơ Khi động cơ hoạt động ở tốc độ cao ECU tắt van VSV để phù hợp với chu kỳ giao động ngắn, áp suất khí quyển được cấp đến màng bộ chấp hành, mở van điều khiển chiều dài hiệu dụng của đường ống nạp được rút ngắn, tạo hiệu quả nạp không khí tối đa, tăng công suất của động cơ VSV van của động cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 4.9 Hình 4.9 VSV – van chân không ĐC chiều dài hiệu dụng của đường ống nạp. 1. Lõi van điện từ, 2. Cuộn dây điện từ, 3.Cực điện của cuộn dây điện từ Nguyên lý làm việc: Tuỳ theo tín hiệu điều khiển của ECU động cơ VSV điều khiển chân không, đóng vai trò là nguồn động lực để vận hành bộ chấp hành kiểu màng để đóng mở cửa van điều khiển khí nạp Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống thay đổi chiều dài hiệu dụng của đường ống nạp động cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 4.10. Hình 4.10 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống thay đổi chiều dài hiệu dụng của đường ống nạp 4.4 Một số loại cảm biến a, Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cấu tạo Cảm biến nhiệt độ nước làm mát được gắn các nhiệt điện trở bên trong, mà nhiệt độ càng thấp trị số điện trở càng lớn, ngược lại khi nhiệt độ càng cao. Sư thay đổi giá trị điện trở của nhiệt điện trở này được phát hiện các thay đổi về nhiệt độ của nước làm mát và không khí nạp. Cảm biến này được mắc nối tiếp trong mạch điện sao cho điện áp của tín hiệu được phát hiện bởi ECU động cơ sẽ thay đổi theo các thay đổi của nhiệt điện trở này. Nguyên lý làm việc: Cảm biến nhiệt độ nước đo nhiệt độ của nước làm mát động cơ. Khi nhiệt độ của nước làm mát động cơ thấp, phải tăng tốc độ chạy không tải, tăng thời gian phun, góc đánh lửa sớm… nhằm cải thiện khả năng làm việc và để hâm nóng động cơ Cảm biến nhiệt độ nước làm mát của động cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hinh 4.11. Hình 4.11 cảm biến nhiệt độ nước làm mát. b, Cảm biến tiềng gõ động cơ Cấu tạo chức năng : Cảm biến tiếng gõ được lắp vào thân máy và truyền tín hiệu điện tới ECU động cơ khi phát hiện tiếng gõ động cơ, ECU sẽ làm trễ thời gian đánh lửa để làm giảm tiếng gõ này. Cảm biến tiếng gõ của động cơ toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 4.12. Hình 4.12 cảm biến tiếng gõ. Nguyên lý làm việc: Cảm biến này có một phần tử điện áp tạo ra điện áp AC(một chiều) khi tiếng gõ này gây ra rung động trong thân máy và làm biến dạng phần tử này. Tần số tiếng gõ của động cơ nằm trong giới hạn từ 6 đến 13 kHz. c, Cảm biến oxy: Cấu tạo chức năng : Để động cơ đạt hiệu suất sử dụng nhiên liệu tốt nhất phải duy trì tỉ lệ không khí – nhiên liệu trong một giới hạn hẹp xoay quanh tỷ lệ không khí nhiên liệu lý thuyết. Cảm biến oxy được lắp trong đường ỗng xả có chức năng phát hiện nồng độ oxy trong khí xả từ đó phát hiện tỉ lệ không khí – nhiên liệu giàu hơn hay nghèo hơn tỷ lệ không khí nhiên liệu lý thuyết. Từ đó cấp tín hiệu cho ECU tính toán điều khiển lượng phun nhiên liệu ở chu trình tiếp theo. Cảm biến oxy có một phần tử làm bằng Ziconi ôxit (ZnO2), đây là một loại gốm. Bên trong và bên ngoài của phần tử này được bọc bằng một lớp platin mỏng. Không khí chung quanh được dẫn vào bên trong của cảm biến này, phía ngoài cảm biến lộ ra phía khí thải. Ngoài ra cảm biến oxy của động cơ toyota 7M-GE còn có một cuộn dây có tác dụng sấy nóng cảm biến khi động cơ mới bắt đầu làm việc. Nguyên lý làm việc : Ở nhiệt độ cao (cao hơn 4000C), phần tử Ziconi tạo ra một điệu áp tỉ lệ với sự chênh lệch nồng độ oxy ở phía trong và phía ngoài phần tử Ziconi này. Ngoài ra, Platin tác động như một chất xúc tác để gây ra phản ứng hóa học giữa oxy và cácbon monoxit (CO) trong khí xả điều này làm giảm lượng oxy ở phía ngoài tiếp xúc với khí xả, làm tăng độ nhậy cảm của cảm biến. Khi hỗn hợp nhiên liệu không khí nghèo, oxy trong khí xả nhiều dẫn đến chênh lệch nồng độ oxy trong ngoài phần tử Ziconi nhỏ, do đó phần tử Ziconi tạo ra một điện áp thấp (gần 0V). Ngược lại khi hỗn hợp nhiên liệu – không khí giàu hầu như không có oxy trong ống xả dẫn đến chênh lệch nồng độ oxy trong và ngoài phần tử Xiconi lớn, do đó phần tử Ziconi tạo ra một điện áp tương đối lớn (xấp xỉ 1V), căn cứ vào tín hiệu này ECU tính toán và điều khiển các phần tử chấp hành tăng hặc giảm lượng nhiên liệu để duy trì tỷ lệ không khí nhiên liệu gần với tỷ lệ theo lý thuyết. Cảm biến oxy sử dụng trên động cơ toyota 7M – GE được giới thiệu trên hình 4.13. Hình 4.13 cảm biến oxy CHƯƠNG 5 HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG CHUẨN ĐOÁN TRÊN ĐỘNG CƠ TOYOTA 7M-GE 5.1 Giới thiệu về hệ thống : Với hệ thống điều khiển điện tử phức tạp và tinh vi của động cơ, khi sảy ra sự cố kỹ thuật(máy không chạy chậm được, không kéo tải được…) Không dễ để phát hiện được sự cố kỹ thuật sảy ra, để giúp người sử dụng xe, người sửa xe nhanh chóng phát hiện hư hỏng của hệ thống phun xăng, ECU động cơ được trang bị một hệ thống tự động chuẩn đoán(ODB). Nó sẽ ghi lại toàn bộ những sự cố ở đa số các bộ phận quan trọng trong hệ thống và làm sáng đèn kiểm tra(check engine), thông báo cho lái xe biết hệ thống có sự cố lái xe sẽ dừng xe để chuẩn đoán. ECU động cơ thực hiện chức năng ODB (Chuẩn đoán trên xe), nó thường xuyên theo dõi từng cảm biến và bộ chấp hành. Nếu nó phát hiện thấy có trục trặc, hiện tượng đó sẽ được ghi lại dưới dạng một DTC( mã chẩn đoán hư hỏng) và đèn báo hư hỏng trên đồng hồ taplo sẽ sáng lên để báo cho lái xe. Trong trường hợp có hỏng hóc nhưng chưa được sửa chữa ECU có một hệ thống các thông số dự phòng(mặc định) để điều khiển hoạt động của động cơ cho đến khi được sửa chữa. 5.2 Các chi tiết chính của hệ thống và thao tác sử dụng: Trong mạng điện của xe có bố trí các giắc hở (được đậy nắp) và giắc kiểm tra (check conector) Các xe Toyota nói chung có các bước tiến hành kiểm tra như sau: - Nomal mode: đọc mã code để tìm các hư hỏng bộ phận của xe từ đó khắc phục. * normal code phải đáp ứng các điều kiện sau: + Hiệu điện thế ắc quy phải lớn hơn hặc bằng 11V + Cánh bướm ga đóng hoàn toàn(cảm biến vị trí bướm ga ở trạng thái đóng) + Tay số ở vị trí số 0 + Ngắt tất cả các công tắc phụ tải + Bật khóa điện về vị trí ON(không nổ máy) +sử dụng dây chuyên dụng ngắn cực T(TE1) và E1 của bộ liên kết điều khiển Đọc thông số chẩn đoán được hiển thị theo số lần nhấp nháy của đèn báo tín hiệu điều khiển động cơ Các thông số chuẩn đoán được tra theo bảng thông số chuẩn đoán xây dựng sẵn sẽ nói đến ở sau. - Test mode: xóa bộ nhớ cũ(code cũ) để nạp bộ nhớ mới khi đã khắc phục hỏng hóc. Với hai hình minh họa ở trên là ứng với sự hoạt động bình thường của hệ thống, đèn sẽ nhấp nháy xen kẽ khoảng 2,5s một lần. Khi hệ thống hoạt động không bình thường đèn sẽ nhấp nháy số dầu mỗi lần cách nhau 0.5s – tương ứng với số đầu tiên của mã lỗi, Dừng lại sau 1,5s sẽ tiếp tục nháy số lần(cách nhau0.5s) tương ứng với số thứ 2 của mã lỗi. Nếu có nhiều sự cố thì hệ thống sẽ chuẩn đoán lần lượt các mã số sự cố từ thấp đếncao. Khoảng nghỉ giữa sự cố này vơi sự cố kia là 2,5s. Sau khi phát hiện hết lần lượt các mã sự cố đèn sẽ tắt 4,5s và lại lần lượt phát lại các mã số cho đến khi nào ta rút dây nối tắt lỗ E1 và TE1 ở giắc kiểm tra ra. Sau khi khắc phục hư hỏng ta thực hiện theo tác xóa bỏ mã lỗi cũ như sau *Test mode: Sau khi söa ch÷a kh¾c phôc c¸c h­ háng, th«ng sè chuÈn ®o¸n ®­îc gi÷ l¹i trong bé nhí ECU cÇn ph¶i ®­îc huû bá víi viÖc th¸o cÇu ch× EFI 15A kho¶ng 30s hay h¬n, phô thuéc vµo nhiÖt ®é xung quanh víi c«ng t¾c ®¸nh löa t¾t. Trong tr­êng hîp kh«ng râ cÇu ch× EFI ë ®©u cã thÓ lo¹i bá m· cò b»ng c¸ch th¸o cùc ©m cña ¾c quy. NÕu th«ng sè chuÈn ®o¸n cò kh«ng ®­îc huû bá nã sÏ ®­îc gi÷ l¹i trong ECU vµ xuÊt hiÖn cïng víi m· lçi míi thËm chÝ c¶ víi c¸c h­ háng sau nµy. Sau khi huû bá kiÓm tra xe ®Ó kiÓu tra r»ng th«ng sè b×nh th­êng ®· ®­îc b¸o hiÖu trªn ®Ìn kiÓm tra. NÕu c¸c th«ng sè chuÈn ®o¸n vÉn suÊt hiÖn nh­ cò nghÜa lµ h­ háng vÉn ch­a ®­îc kh¾c phôc. ViÖc chuÈn ®o¸n c¸c m· s« háng hãc cã ®­îc tõ viÖc ®äc m· lçi vµ tra b¶ng sau: B¶ng5.1 Bảng tra cøu m· chuÈn ®o¸n: CODE D¹ng tÝn hiÖu sè Thuéc HÖ thèng H­ háng KiÓm tra - B×nh th­êng m· nµy xuÊt hiÖn khi kh«ng cã h­ háng Không cần kiểm tra 11 ECU(+B) ECU *c«ng t¾c ®¸nh löa *r¬ le m¹ch chÝnh ECU 12 TÝn hiÖu vßng quay Kh«ng cã tÝn hiÖu tõ cùc NE vµ ECU trong vßng 2 d©y khi trôc khñy ®· quay M¹ch ®¸nh löa B«bin ®¸nh löa TÝn hiÖu m¹ch khëi ®éng ECU 13 TÝn hiÖu vßng quay vßng 2 d©y khi vßng quay ®éng c¬ ®¹t 1500v/p M¹ch b« bin ®¸nh löa B« bin ®¸nh löa ECU 14 tÝn hiÖu ®¸nh löa Kh«ng cã tÝn hiÖu tõ cùc IGF vµ hép ECU 4-5 lÇn liÒn. Cuén d©y m¹ch ®¸nh löa Cuén d©y ®¸nh löa ECU 21 tÝn hiÖu c¶m biÕn «xy Tho¸i hãa m¹ch c¶m biÕn «xy M¹ch c¶m biÕn «xy C¶m biÕn «xy ECU 22 C¶m biÕn nhiÖt ®é n­íc lµm m¸t MÊt tÝn hiÖu c¶m biÕn n­íc lµm m¸t hoÆc tÝn hiÖu kh«ng phï hîp M¹ch c¶m biÕn nhiÖt ®é n­íc C¶m biÕn nhiÖt ®é n­íc ECU 24 C¶m biÕn nhiÖt ®é kh«ng khí n¹p MÊt tÝn hiÖu c¶m biÕn kh«ng khí n¹p hoÆc tÝn hiÖu kh«ng phï hîp M¹ch c¶m biÕn kh«ng khí n¹p. C¶m biÕn kh«ng khí n¹p ECU 31 tÝn hiÖu c¶m biÕn ®o l­u l­îng kh«ng khí Më hoÆc chËp m¹ch, hÖ thèng mÊt côm èng hót(PIM) M¹ch c¶m biÕn ®o l­u l­îng kh«ng khí. C¶m biÕn ®o l­u l­îng kh«ng khí. ECU 32 tÝn hiÖu c¶m biÕn ®o l­u l­îng kh«ng khí M¹ch c¶m biÕn ®o l­u l­îng kh«ng khí. C¶m biÕn ®o l­u l­îng kh«ng khí. ECU 41 tÝn hiÖu c¶m biÕn vÞ trÝ b­ím ga MÊt tÝn hiÖu c¶m biÕn vÞ trÝ b­ím ga hoÆc tÝn hiÖu kh«ng phï hîp M¹ch c¶m biÕn vÞ trÝ b­ím ga C¶m biÕn vÞ trÝ b­ím ga ECU 42 tÝn hiÖu c¶m biÕn tèc ®é xe Khi vòng quay động cơ trong khoảng 2100 đến 5000 v/p và nhệt độ nước làm mát trên 800C( ngoại trừ khi nổ máy tại chỗ) lại không có tín hiệu từ cực SPD vào hộp ECU trong vòng 8 giây Mạch cảm biến tốc độ xe Cảm biến tốc độ xe ECU 43 TÝn hiÖu khëi ®éng Không có tín hiệu từ cực STA vào hộp ECU tới lúc động cơ đạt 800V/p C«ng t¾c ®¸nh löa M¹ch c«ng t¾c ®¸nh löa ECU 52 TÝn hiÖu c¶m biÕn va ®Ëp M¹ch c¶m biÕn tiÕng ån C¶m biÕn va ®Ëp ECU 53 tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn tiÕng ån trong ECU ECU 51 TÝn hiÖu c«ng t¾c M¹ch c«ng t¾c A/C C«ng t¾c A/C KhuÕch ®¹i A/C M¹ch c«ng t¾c khëi ®éng trung hßa C«ng t¾c khëi ®éng trung hßa. M¹ch c¶m biÕn vÞ trÝ b­ím ga. C¶m biÕn vÞ trÝ b­ím ga ECU 5.3 Quy trình chuẩn đoán một số dạng hỏng hóc: Quy trình chuẩn đoán một số dạng hỏng hóc được tiến hành theo các sơ đồ sau . a, Kiểm tra sự hoạt động bình thường của hệ thống tự động chuẩn đoán. §Ìn b¸o hiÖu cã bËt khi c«ng t¾c bËt kh«ng? Kh«ng KiÓm tra cÇu ch× gi÷a ECU vµ c«ng t¾c ®¸nh löa Kh«ng KiÓm tra l¹i cùc E1 cã ®­îc g¾n vµo th©n kh«ng Söa ch­a hoÆc thay thÕ Söa ch÷a hÆc thay thÕ XÊu §Ìn b¸o hiÖu d/k ®éng c¬ cã bÞ t¾t khi ®éng c¬ khëi ®éng kh«ng? HÖ thèng b×nh th­êng B¸o hiÖu ®iÒu khiÓn cã bËt lªn khi cùc W cña ECU cã ®­îc g¾n vµo th©n xe kh«ng KiÓm tra d©y gi÷a ®Ìn b¸o hiÖu ®iÒu khiÓn ®éng c¬ vµ ECU Cã tÝn hiÖu ra khi ng¾n m¹ch T(MA) hoÆc TE1(MS) víi E1 kh«ng. Söa ch÷a HÖ thèng b×nh th­êng Tèt cã Kh«ng ­\ Tèt XÊu KiÓm tra l¹i ECU vµ d©y nèi T(MA) hoÆcTE1 víi ECU KiÓm tra l¹i ®Ìn CHECK ENGINE TiÕn hµnh söa ch÷a Kh«ng Kh«ng cã cã cã HÖ thèng b×nh th­êng Thu ®­îc th«ng sè chuÈn ®o¸n Thö víi ECU kh¸c Hình 5.1 Sơ đồ kiểm tra sự hoạt động bình thường của hệ thống tự động chuẩn đoán. b, khi cã triÖu chøng khã khëi ®éng hay kh«ng khëi ®éng ®­îc: §äc m· sè chuÈn ®o¸n vµ tra b¶ng c¸c m· sè háng hãc KiÓm tra hÖ thèng khëi ®éng KiÓm tra hÖ thèng b»ng m· sè chuÈn ®o¸n m· sè b×nh th­êng KiÓm tra hÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu, vµ kh«ng khí n¹p KiÓm tra d©y dÉn, c«ng t¾c khëi ®éng. §éng c¬ khëi ®éng. KiÓm tra b×nh nhiªn liÖu, bÇu läc dÇu, ®­êng dÉn nhiªn liÖu. L­îng nhiªn liÖu trong thïng ¸p suÊt nhiªn liÖu trong ®­êng èng nhiªn liÖu KiÓm tra hÖ thèng ®¸nh l­¶ KiÓm tra d©y cao ¸p vÞ trÝ cam bé ®¸nh löa KiÓm tra khe hë bugi ®¸nh löa 0.8mm víi bugi lo¹i th­êng 1.1mm víi bugi lo¹i b¹ch kim KiÓm tra ¸p suÊt nÐn nÕu cÇn thiÕt ¸p suÊt nÐn 9.0kg/cm2 883kpa XÊu Tèt Tèt XÊu XÊu Hình 5.2 Sơ đồ kiểm tra khi thấy hiện tượng khó khởi động hặc không khởi động được c, khi cã triÖu chøng ®éng c¬ th­êng xuyªn bÞ ngõng: KiÓm tra hÖ thèng b»ng m· sè chuÈn ®o¸n m· sè b×nh th­êng KiÓm tra hÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu tíi kim phun Nhiªn liÖu tíi thïng, ¸p suÊt nhiªn liªu Tèt KiÓm tra cèc läc dÇu Dång hå ®o møc dÇu Èng dÉn dÇu KiÓm tra b×nh nhiªn liÖu, bÇu läc dÇu, ®­êng dÉn nhiªn liÖu. L­îng nhiªn liÖu trong thïng ¸p suÊt nhiªn liÖu trong ®­êng èng nhiªn liªuj KiÓm tra phÇn tö läc nhiªn liÖu B¶o d­ìng thay thÕ KiÓm tra chÕ ®é ch¹y ®õng. §äc m· sè chuÈn ®o¸n vµ tra b¶ng c¸c m· sè háng hãc KiÓm tra khe hë ch©n kh«ng trong ®­êng èng n¹p KiÓm tra bé chia ®iÖn KiÓm tra c«ng t¾c ®¸nh löa, kiÓm tra khe hë bugi ®¸nh löa, kiÓm tra ¸p suÊt nÐn nÕu cÇn thiÕt KiÓm tra bé chia ®iÖn Tèt XÊu XÊu XÊu Tèt §iÒu chØnh chÕ ®é XÊu XÊu Tèt Tèt Hình 5.3 Sơ đồ kiểm tra khi thấy hiện tượng ®éng c¬ th­êng xuyªn bÞ ngõng: d ,Khëi hµnh vµ dõng ë tèc ®é cao KiÓm tra cÇn t¨ng tèc B×nh th­êng KiÓm tra hÖ thèng ISC M· sè b×nh th­¬ng ChuÈn ®o¸n m· sè D©y nèi van ISC KiÓm tra c¶m biÕn vÞ trÝ b­ím ga Tèt thay thÕ KiÓm tra ¸p suÊt nhiªn liÖu ®iÒu chØnh cÇn t¨ng tèc KiÓm tra hÖ thèng ®iÒu khiÓn XÊu KiÓm tra kim phun khëi ®éng l¹nh KiÓm tra kim phun Kim phun khëi ®éng l¹nh rß gØ Bé ®iÒu tiÕt ¸p suÊt nhiªn liÖu, ¸p suÊt cao. XÊu XÊu Tèt Tèt Tèt XÊu Kim phun rß gØ HÖ thèng phun nhiªn liÖu ®iÖn tö D©y nèi truyÒn tíi ECU C«ng t¾c CÇu ch× R¬le chÝnh C¶m biÕn kh«ng khí n¹p M¹ch tÝn hiÖu phun D©y cao ¸p ®iÖn chë ECU XÊu XÊu Hình 5.4 Sơ đồ kiểm tra khi thấy hiện tượng xe khởi hành và dừng ở tốc độ cao e, HiÖn t­îng déi löa l¹i ®­êng èng n¹p. KiÓm tra hÖ thèng b»ng m· sè chuÈn ®o¸n m· sè b×nh th­êng KiÓm tra hÖ thèng ®¸nh löa Tèt KiÓm tra cèc läc dÇu Que th¨m dÇu b«i tr¬n èng dÉn dÇu KiÓm tra sù chØnh gãc ®¸nh löa KiÓm tra kim phun khëi ®éng l¹nh Kim phun khëi ®éng l¹nh C«ng t¾c kim phun khëi ®éng l¹nh KiÓm tra ¸p suÊt phun nhiªn liÖu §äc m· sè chuÈn ®o¸n vµ tra b¶ng c¸c m· sè háng hãc KiÓm tra khe hë ch©n kh«ng trong ®­êng èng n¹p KiÓm tra kim phun KiÓm tra hÖ thèng phun nhiªn liÖu ®iÖn tö EFI Rß gØ kim phun Tèt XÊu XÊu XÊu Tèt B¬m nhiªn liÖu BÇu läc nhiªn liÖu XÊu XÊu Tèt Tèt D©y nèi truyÒn tíi ECU C«ng t¾c CÇu ch× R¬le chÝnh C¶m biÕn kh«ng khí n¹p M¹ch tÝn hiÖu phun D©y cao ¸p ®iÖn chë ECU Hình 5.5 Sơ đồ kiểm tra khi thấy hiện tượng dội lửa trở lại đường ống nạp f, HiÖn t­îng giµu nhiªn liÖu, cã nhiªn liÖu thõa ë ®­êng th¶i. m· sè b×nh th­êng KiÓm tra kim phun khëi ®éng l¹nh Kim phun khëi ®éng l¹nh C«ng t¾c kim phun khëi ®éng l¹nh KiÓm tra ¸p suÊt phun nhiªn liÖu KiÓm tra kim phun KiÓm tra bugi ®¸nh löa Rß gØ kim phun Tèt XÊu Tèt B¬m nhiªn liÖu BÇu läc nhiªn liÖu XÊu XÊu Tèt Tèt KiÓm tra khe hë bugi ®¸nh löa 0.8mm víi bugi lo¹i th­êng 1.1mm víi bugi lo¹i b¹ch kim KiÓm tra ¸p suÊt nÐn nÕu cÇn thiÕt ¸p suÊt nÐn 9.0kg/cm2 883kpa KiÓm tra hÖ thèng b»ng m· sè chuÈn ®o¸n §iÒu chØnh sù ®¸nh löa §äc m· sè chuÈn ®o¸n vµ tra b¶ng c¸c m· sè háng hãc KiÓm tra sù ®iÒu chØnh gãc ®¸nh löa, vÞ trÝ ®Æt puly trôc cam XÊu KiÓm tra hÖ thèng phun nhiªn liÖu ®iÖn tö EFI D©y nèi truyÒn tíi ECU C¶m biÕn vÞ trÝ b­ím ga M¹ch tÝn hiÖu phun D©y kim phun ®iÖn chë ECU C¶m biÕn «xy Hình 5.6 Sơ đồ kiểm tra khi thấy hiện tượng có nhiên liệu thừa trên đường ống thải CHƯƠNG 6 TÍNH CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA GÓC ĐÁNH LỬA SỚM TỚI CÁC CHỈ TIÊU CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ TOYOTA 7M - GE . 6.1 Lựa chọn phương pháp tính toán chu trình công tác của động cơ. và khảo sát ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm tới các chỉ tiêu công tác. Có nhiều phương pháp được áp dụng để tính toán chu trình công tác của động cơ như phương pháp tính toán cũ (Đã được áp dụng cho đồ án môn học KKTT động cơ đốt trong), Ngoài ra để tính toán chu trình công tác của động cơ có thể sử dụng các phần mềm chuyên dụng như GT – Power, ưu điểm của phương pháp này là phần mềm được xây dựng trên thực nghiệm, các chỉ tiêu khảo sát nhiều hơn (Biên dạng cam, Chiều dài đường ống, tổn thất nhiệt, tổn thất khí động trên đường ống nạp, tổn hao cơ giới...) Kết quả thu được trực quan bằng các bảng và đồ thị. Trên cơ sở đó ta sử dụng phần mềm GT – Power để tính toán chu trình công tác của động cơ và khảo sát ảnh hưởng góc đánh lửa sớm tới các chỉ tiêu công tác của động cơ. Các bước được tiến hành theo sơ đồ 6.1 Lựa chọn các phần tử mô hình thích hợp với động cơ tính toán Xây dựng mô hình tính toán phù hợp Nhập dư liệu cho tưng phần tử của mô hình Chạy mô hình tính toán Khảo sát đánh giá Xử lý kết quả, vẽ đồ thị Bắt đầu Kết thúc Kiểm tra sơ bộ kết quả H×nh 6.1 Sơ đồ các bước thực hiện tính chu trình công tác của động cơ bằng phần mềm GT – Power. 6.2. Xây dựng mô hình và nhập dữ liệu tính toán động cơ toyota bằng phần mềm GT – Power. Động cơ toyota 7M-GE là loại động cơ 1 hàng 6 xi lanh, nhiên liệu được phun trước supap nạp vì vậy ta xây dựng mô hình phù hợp như hình 6.2 cho một xi lanh sau đó tính các chi tiêu cho toàn bộ động cơ. Mô hình khối tính toán cho động cơ toyota 7M-GE * H×nh 6.2. M« h×nh ®éng c¬ Toyota 7M – GE cho 1 xylanh b»ng GT-Power Các phần tử của mô hình được giới thiệu trong bảng 6.1. Bảng 6.1 Các phần tử chính của mô hình tính toán. tt phần tử mô tả Các thông số nhập vào 1 env-01 mô tả điều kiện môi trường, dòng vào. Áp suất nạp, nhiệt độ không khí nạp, Thành phần không khí nạp... 2 evn-02 Mô tả điều kiện môi trường, dòng ra. Áp suất nhiệt động dòng khí thải. 3 intruner01 mô tả đoạn ống trước vời phun Đường kính vào ra, chiều dài, độ nhám bề mặt… 6 exhtruner 01 đoạn ống ra Đường kính vào ra, chiều dài, độ nhám bề mặt… 7 si-inject 01 Vòi phun lượng nhiên liệu cung cấp cho một chu trình, góc phun sớm, nhiệt độ nhiên liệu, đường kính lỗ phun số lỗ phun... 8 intvalev01 supap nạp Đường kính tán nấm supap, độ nâng supap, hệ số tiết lưu. 9 exhvalev01 supap thải Đường kính tán nấm supap, độ nâng supap, hệ số tiết lưu. 10 cylinder phần tử xy lanh Các kích thước hình học, các thông số quá trình cháy, cac thông số quá trình chuyền nhiệt... 11 engine Thành phần động cơ Chế độ tính toán, tổn hao cơ giới, số xilanh... 6.3. Nhập số liệu cho các phần tử: Các thông số đầu vào của mô hình được trình bày ở các của sổ giao diện dưới đây: a, Phần tử biến môi trường: Bảng nhập vào các thông số của biến môi trường trong phần mềm GT-Power được biểu diễn trên hình 6.3, hình 6.4. Hình 6.3 Cửa số giao diện phần tử biến môi trường nạp Hình 6.4 Cửa sổ giao diện phần tử biến môi trường thải. - Pressure : Áp suất môi trường. Với môi trường nạp, Động cơ toyota 7M-GE không cơ tăng áp p0=1 bar -Temperature : Nhiệt độ môi trường T0 = 300 0K (270C) Tz = 500 0K - Composition : Thành phần môi chất công tác b. Phần tử đường ống Bảng nhập vào các thông số của phần tử đường ống trong phần mềm GT-Power được biểu diễn trên hình 6.5 hình 6.6. Hình 6.5. Cửa sổ giao diện phần tử đường ống nạp. H×nh 6.6. Cöa sæ giao diÖn phÇn tö ®­êng èng th¶i. - Diameter at Inlet End : Đường kính đầu vào của ống. - Diameter at Outlet End : Đường kính đầu ra của ống. - Length : Chiều dài ống. - Surface Roughness : Độ nhám thành ống. - Wall Temperature : Nhiệt độ thành ống. c. Phần tử vòi phun. Bảng nhập vào các thông số của vòi phun trong phần mềm GT-Power được biểu diễn trên hình 6.6. Hình 6.6. các thành phần của phần tử vòi phun - Arflow sensor type: loại cảm biến lưu lượng không khí. - Number of Shared Injector: Số vòi phun trong một xylanh. - Fuel Ration: Tỉ lệ không khí với nhiên liệu - Injected fluid Temperature : Nhiệt độ nhiên liệu d. Phần tử xylanh. Bảng nhập vào các thông số của phần tử xylanh trong phần mềm GT-Power được biểu diễn trên hình 6.7 H×nh 6.7.Cöa sæ giao diÖn phÇn tö xylanh H×nh 6.8.Cöa sæ giao diÖn nhËp th«ng sè h×nh häc cña xylanh - Bore : Đường kính ống xylanh D = 83(mm) - Stroke : Hành trình pistong trong xylanh. S = 91(mm) - Connecting Rod Length : Chiều dài thanh chuyền. L = 140 (mm) - Compression Ratio : Tỉ số nén e = 9,1 e. Phần tử động cơ. Bảng nhập vào các thông số của thành phần động cơ trong phần mềm GT-Power được biểu diễn trên hình 6.9, hình 6.10 Hình 6.9 Của sổ giao diện của phần tử động cơ Hình 6.10.Cửa sổ giao diện của phần tổn thất cơ giới. - Engine Type : Loại động cơ(4 kỳ 2 kỳ), i = 4 - Number of Cylinders : Số xylanh khảo sát , t = 1 - Configuration of cylinders : Bố trí xylanh của động cơ. In-line : Bố trí đường thẳng. - Speed or Load specification : Chế độ tính toán động cơ. + speed : Theo tốc dộ động cơ. + load : theo phụ tải. - Engine Speed : Tốc dộ vòng quay của động cơ ở chế độ tính toán. nN = 5600(vg/ph). - Constant part of FMEP :Phần tử không đổi trong áp suất tổn hao ma sát trung bình chọn = 0,3 bar. - Peak cylinder pressure factor : Hệ số kêt đến ánh hưởng của pmax chọn = 0,003. - Mean piston Speed factor : Hệ số kể đến ảnh hưởng tốc độ trung bình của piston. chọn = 0,07 bar/(m.s-1). - Mean piston Speed squared factor : HÖ sè b×nh ph­¬ng vËn tèc trung b×nh piston chän = 4.10-4 bar/(m.s-1)2 f. Phẩn tử supap Bảng nhập vào các thông số của thành phần supap nạp thải trong phần mềm GT-Power được biểu diễn trên hình 6.11, hình 6.12. Hình 6.11.cửa số giao diện phần tử supap nạp. Hình 6.12 của sổ giao diện phần tử supap thả.i - Valve Reference Diameter : Đường khính nấm supap - Valve Lash : Khe hở nhiệt supap - Cam Timing Angle: Góc làm viêc của cam. Động nâng supap nạp, thải động cơ toyota 7M-GE được vẽ theo phần mền GT – Power được mô tả trên hình 6.13, hình 6.14. Hình 6.13 Độ nâng supap nạp của động cơ. Hình 6.14 Độ nâng supap thải của động cơ. 6.4. Kết quả tính toán. Chu trình công tác của động cơ Toyota 7M-GE đối với một xylanh. ở chế độ công suất định mức(Nemax) nne= 5600 (v/ph) bằng phần mềm GT-Power được các kết qua cho dưới dạng bảng và đồ thị sau: Bảng 6.2 Bảng kết quả tính toán chu trình công tác động cơ toyota 7M-GE. Brake Power [kW] CS có ích 23.6 Brake Power [HP] CS có ích theo đơn vị mã lực 31.7 Brake Torque [N-m] Mômen xoắn có ích 40.3 IMEP [bar] pi 12.77 FMEP [bar] pm 2.48 PMEP [bar] áp suất tổn thất bơm -0.39 Air Flow Rate [kg/hr] lưu lượng khí nạp 88.9 BSAC [g/kW-h] suất tiêu hao khí nạp 3760 Fuel Flow Rate [kg/hr] lưu lượng nliệu (Gnl) 6.0 BSFC [g/kW-h] Suất tiêu hao nhiên liệu có ích (ge) 255.8 Volumetric Efficiency [%] hệ số nạp (etav) 89.2 A/F Ratio tỉ số không khí / nliệu 14.70 Brake Efficiency [%] eta e 32.2 Hình 6.15. Đồ thị diễn biến áp suất trong xylanh theo thể tích công tác. Hình 6.15. Đồ thị diễn biến áp suất trong xylanh Theo góc quay trục khuỷu. Hình 6.15. Đồ thị diễn biến nhiệt đo trong xylanh Theo góc quay trục khuỷu. 6.5 Khảo sát ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm tới công suất của động cơ. Phần mềm GT không thể khảo sát ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm tới công suất của động cơ bằng thông số trực tiếp ( Góc đánh lửa sớm q) tuy nhiên có thể khảo sát ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm tới công suất thông qua đại lượng quan hệ tương đường là Anchor Angle (Góc quay của trục khuỷu ứng với 50% nhiên liệu bị cháy hết. Hai đại lượng này quan hệ với nhau theo quy luật của hàm toán học Wiebe được xây dựng trên cơ sở thực nghiệm. Bằng việc thay đổi các thông số hiệu chỉnh hàm Wiebe ta thu được hàm toán học mô tả diễn biến quá trình tỏa nhiệt khi cháy sát với thực nghiệm nhất. Hình 6.16 Đồ thị quan hệ giữa quá trình tỏa nhiệt khi cháy nghiệm và đồ thị xây dưng bằng hàm Weibe. Trên cơ sở giải hàm Wiebe thu được ta được tương ứng các giá trị của qlt (góc đánh lửa sớm nhiên liệu theo lý thuyết) và qtt (góc đánh lửa sớm nhiên liệu thực tế) theo Anchor Angle (Bằng phần mềm GT-Power) biểu diễn dưới bảng 6.3 như sau. Bảng 6.3 Bảng giá trị của góc đánh lửa sớm tương ứng với số góc quay mà 50% nhiên liệu cháy hết: Anchor Angle qlt qtt 3 -12,206 -24 5 -10,46 -22 7 -8,46 -20 9 -6,46 -18 12 -5,46 -17 13 -4,46 -16 Trên cơ sở biến thiên của góc quay tương ứng với 50% nhiên liêu được cháy hết( Anchor Angle) ta sử dụng phần mềm GT - Power khảo sát ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm qtt tới các chỉ tiểu đánh giá của động cơ. Bảng nhập vào thông số khảo sát bằng phần mềm GT – Power được thể hện trên hình 6.17. Hình 6.17 Bảng nhập thông số khảo sát Ne, ge ,MN  theo góc quay ứng với 50% lượng nhiên liệu cháy hết. Sau khi nhập các số liệu vào chạy chương trình trính toán ta thu được các kết quả dưới dạng bảng và đồ thị dưới đây. Bảng 6.4 Bảng giá trị suất tiêu hao nhiên liệu tại số vòng quay 5600v/p theo góc quay ứng với 50% lượng nhiên liệu hết. Điểm khảo sát Anchor Angle ge 1 12 260,.469 2 11 259,268 3 9 257,402 4 7 256,225 5 5 2556,754 6 3 255,996 Hình 6.17 Đồ thị diễn biến suất tiêu hao nhiên liệu geN khi thay đổi diễn biến quá trình cháy, tại chế độ tính toán. Bảng 6.5 Bảng giá trị momen tại số vòng quay 5600v/p theo góc quay ứng với 50% lượng nhiên liệu hết. Điểm khảo sát Anchor Angle Me(N/m) 1 12 39,64 2 11 39,81 3 9 40,08 4 7 40,24 5 5 40,31 6 3 40,26 Hình 6.18. Đồ thị diễn biến momen khi thay đổ i diễn biến quá trình cháy tại chế độ tính toán. Bảng 6.6 Bảng giá trị công suất tại số vòng quay 5600v/p theo góc quay ứng với 50% lượng nhiên liệu hết. Điểm khảo sát Anchor Angle Ne(KW) 1 12 23,24 2 11 23,35 3 9 23,50 4 7 23,60 5 5 23,64 6 3 23,61 Hình 6.19 Đồ thị diễn biến công suất khi thay đổi diễn biến quá trình cháy tại chế độ tính toán Trên cơ sở kết quả thu được ta đánh giá các chỉ tiêu của động cơ theo góc đánh lửa sơm như sau: Góc đánh lửa sớm quá cao (Trên 220) suất tiêu hao nhiên liệu sẽ tăng, công suất và momen giảm. Góc đánh lửa sớm quá thấpcao (Dưới 220) suất tiêu hao nhiên liệu sẽ tăng nhanh chóng, công suất và momen giảm nhanh chóng. Góc đánh lửa sớm tốt nhất nhất tại 5600 v/ph để công suất cực đại và xuất tiêu hạo nhiên liệu thấp nhất khi Anchor Angle = 50 tương đương với qlt = -10,460 ; qtt = -220