BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 4S - FE S K C 0 9 MÃ SỐ: T2010 - 66 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM  ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 4S-FE MÃ SỐ: T2010-66 Thuộc nhóm ngành : Khoa học Kỹ thuật Người chủ trì : ThS Huỳnh Quốc Việt Đơn vị : Cơ khí Động lực Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2010 MỤC LỤC NỘI DUNG PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ Trang I ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU II TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC III NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI II PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: III NỘI DUNG IV Cấu tạo mô hình hệ thống điện điều khiển động 4S– FE Sơ đồ mạch điện mô hình Sơ đồ chân ECU mô hình Bảng điện áp 11 Sơ đồ giắc cảm biến giắc chẩn đoán 13 Khái quát hệ thống điện điều khiển động 14 Vị trí phận hệ thống điện điều khiển động xe 16 Hƣớng dẫn sử dụng mô hình động 4S – FE 16 Đơn nguyên học tập 17 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC 20 Tính khoa học 20 Khả ứng dụng vào thực tiễn 20 Hiệu kinh tế xã hội 20 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 21 I KẾT LUẬN 21 II ĐỀ NGHỊ 21 PHỤ LỤC: CÁC ĐƠN NGUYÊN THỰC HÀNH 22 Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ I ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU Đề tài “CHẾ TẠO MÔ HÌNH VÀ BIÊN SOẠN TÀI LIỆU HƢỚNG DẪN ĐỘNG CƠ TOYOTA 4S-FE” mang tính ứng dụng cao việc dạy học Hiện trường kỹ thuật tạo mô hình xe Toyota để sinh viên nghiên cứu thực hành, qua giúp sinh viên có điều kiện học tập cách trực quan, sinh động Thêm vào với việc biên soạn lại giáo trình học tập cho sinh viên giúp cho sinh viên dễ dàng tra cứu hệ thống xe Trình tự thực hiên: Tham khảo tài liệu Thiết kế chế tạo khung mô hình lắp đặt thiết bị mô hình Thiết kế chế tạo sa bàn cách bố trí chi tiết sa bàn Thiết kế chế tạo mạch điện điều khiển cách bố trí đường dây Thiết kế chế tạo chi tiết phụ Tiến hành đo đạc, kiểm tra, thu thập thông số Thiết kế giảng cho mô hình Viết báo cáo II TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC Ngày nay, ôtô trở thành phương tiện thiếu đời sống xã hội.Đồng thời với phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp đưa công nghiệp ôtô lên tầm cao Bên cạnh với xe ngày hoàn thiện đòi hỏi phải trường kỹ thuật cần phải cập nhật thường xuyên việc biên soạn lại giáo trình cần thiết Hiện trường nước công nghiệp phát triển đưa vào hệ thống chẩn đoán đại giúp cho sinh viên dễ dàng tiếp thu nhanh chóng Tuy nhiên điều kiện nước khác nhau, chưa có điều kiện thực nước phát triển làm nhiều mô hình đại ngày cải tiến để đưa phục vụ công tác giảng dạy tốt Mô hình động 4S-FE Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh III NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI Hiện nay, hệ thống điện động hệ thống quan trọng xe Hầu hết sinh viên lo ngại việc đọc sơ đồ cho Thêm vào đó, có nhiều sơ đồ vẽ theo nhiều cách khác nhiều tài liệu viết theo nhiều kiểu khó cho sinh viên việc đọc tài liệu Do việc tạo mô hình đưa phương pháp chẩn đoán điều cần thiết cho sinh viên Mô hình động 4S-FE Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Ngay từ đời, hệ thống điện tử chưa sử dụng phổ biến rộng rãi ôtô nhiên với nhu cầu ngày cao người ôtô như: tiết kiệm nhiên liệu nhất, hạn chế việc ô nhiễm môi trường đảm bảo an toàn cho người xe xe chạy…với yêu cầu thiết thực đó, nhà chế tạo ôtô đưa hệ thống điện tử vào Và ngày phổ biến xe ngày Với việc sử dụng hệ thống điện tử xe đòi hỏi người sinh viên có kiến thức chúng mà phải biết cách kiểm tra để xem chúng hoạt động tốt hay không Xuất phát từ nhu cầu nhóm thực đề tài “CHẾ TẠO MÔ HÌNH VÀ BIÊN SOẠN TÀI LIỆU HƢỚNG DẪN ĐỘNG CƠ TOYOTA 4SFE” với mong muốn tạo sản phẩm áp dụng vào giảng dạy Mô hình giúp cho sinh viên có nhìn trực quan, hiểu rõ nguyên lý hoạt động phận hệ thống điện điều khiển động 4S–FE, hết từ việc nắm vững kiến thức chuyên môn, người học tự chẩn đoán, sửa chữa hư hỏng liên quan đến hệ thống II PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  Nghiên cứu lý thuyết hệ thống điều khiển động hãng xe Toyota  Nghiên cứu sơ đồ mạch điện xe thuộc Toyota  Tham khảo tài liệu mô hình giảng dạy có Khoa Cơ khí Động Lực để cải tiến nội dung mô hình cho phù hợp  Thu thập thông tin, học hỏi kinh nghiệm từ thầy cô, bạn bè  Quan sát thực nghiệm mô hình phục vụ cho giảng dạy III NỘI DUNG Nội dung đề tài thực theo phần: Nghiên cứu chương trình giảng dạy thực tập động II Thiết kế, thi công khung gá mô hình Giới thiệu đặc điểm động Toyota 4S-FE Thi công hệ thống điện điều khiển động Biên soạn tài liệu hướng dẫn thực hành mô hình Mô hình động 4S-FE Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh CẤU TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG 4S– FE Mô hình gồm phần chính: Phần khung Phần sa bàn Phần động 1.1 Phần khung Để gá đặt chi tiết như: động cơ, sa bàn, thùng nhiên liệu, két nước, bàn đạp ga, khóa điện Phần khung chế tạo theo kích thước nhờ bố trí động dễ dàng di chuyển tiện lợi Hình 1.1: Khung mô hình (hình chiếu trục đo) Mô hình động 4S-FE Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Hình 1.2: Khung mô hình (hình chiếu đứng) Hình 1.3: Khung mô hình (hình chiếu bằng) Hình 1.4: Khung mô hình (hình chiếu cạnh) Mô hình động 4S-FE Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh 1.2 Phần sa bàn Được bố trí hợp lý giúp cho người học trực quan với bảng chân giắc ECU mắc song song tương ứng với chân giắc ECU giúp cho người học dễ dàng, thuận tiện việc kiểm tra thông số như: điện trở, điện áp, xung điện Giắc chẩn đoán DLC1 bố trí sa bàn thuận tiện cho việc kết nối với máy chẩn đoán cầm tay Táplô bố trí trung tâm sa bàn, giúp cho người học dễ dàng quan sát tín hiệu hoạt động đèn báo đồng hồ tốc độ động Nhìn chung sa bàn gồm phận sau: Hình 1.6: Sa bàn Táp-lô bao gồm đồng hồ đèn báo Giắc chẩn đoán DLC1 (OBD-I) Công tắc máy Bảng chân giắc ECU 1.3 Phần động Động TOYOTA 4S-FE thiết kế nhỏ gọn với hệ thống điều khiển phun xăng đa điểm kết hợp với hệ thống đánh lửa điện tử không delco loại bobine đôi với IC bobine tích hợp Trên động gồm có: Mô hình động 4S-FE Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Hình 1.7: Động  Các cảm biến:  Cảm biến đo áp suất tuyệt đối đường ống nạp MAP  Cảm biến vị trí cánh bướm ga  Cảm biến nhiệt độ khí nạp  Cảm biến nhiệt độ nước làm mát  Cảm biến Oxy  Cảm biến tiếng gõ  Cảm biến vị trí trục khuỷu  Công tắc áp suất nhớt  Các cấu chấp hành:  Cụm (2) IC-bobine tích hợp hệ thống đánh lửa điện tử  Các (4) kim phun  Van điều khiển tốc độ không tải (ISC)  Bộ sấy cảm biến oxy  Rơle mở mạch  Đèn báo lỗi “check engine” Ngoài động có phận khác như: phận truyền đai, mô-tơ truyền động, đường ống nhiên liệu, đường ống nước làm mát… Mô hình động 4S-FE Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh  Ghi lưu lại mã hư hỏng  Đọc liệu hành ECU theo hướng dẫn máy chẩn đoán OBD-I để phát hư hỏng hệ thống tự chẩn đoán 1.3 Xóa mã chẩn đoán hư hỏng  Tắt khóa điện OFF  Tháo cực âm Accu 30 giây Chế độ thử (check mode) (nếu có)  Đóng bướm ga hoàn toàn  Tắt khóa điện OFF  Nối máy chẩn đoán cầm tay với giắc chẩn đoán DLC1  Bật khóa điện ON, bấm nút ON máy chẩn đoán  Khởi động động (đèn check engine tắt)  Mô lỗi mắc phải  Kiểm tra lưu lại lỗi xảy II KẾT LUẬN (Sinh viên đưa kết luận sau so sánh giá trị đo với giá trị chuẩn) Phiếu hướng dẫn thực hành động 4S-FE 103 Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh ĐƠN NGUYÊN MÃ SỐ SỬ DỤNG MÁY CHẨN ĐOÁN CẦM TAY 4S024 A MỤC TIÊU  Sử dụng máy chẩn đoán cầm tay để chẩn đoán hư hỏng động B DỤNG CỤ  Nguồn Accu  Động  Máy chẩn đoán cầm tay C AN TOÀN  Không lắp sai đầu dây cáp cực Accu  Phải tắt công tắc máy trước tháo giắc khỏi máy chẩn đoán D NỘI DUNG CÁCH SỬ DỤNG MÁY MULTISCAN Plus Mở máy ON Chọn: Enhanced Scan/ nhấn ETER Phiếu hướng dẫn thực hành động 4S-FE 104 Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Xuất hộp thoại Application Chọn: JAPANESE Chọn: TOYOTA/LEXUS Phiếu hướng dẫn thực hành động 4S-FE 105 Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Xuất hộp thoại SELECT VEHICE MODEL Chọn: TOYOTA Chọn: CAMRY Phiếu hướng dẫn thực hành động 4S-FE 106 Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Chọn: SXV20 Chọn: OTHER Phiếu hướng dẫn thực hành động 4S-FE 107 Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Chọn: OTHER Chọn: 9708 - 0009 Phiếu hướng dẫn thực hành động 4S-FE 108 Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Chọn: AT Chọn: ENGINE CONTROL Phiếu hướng dẫn thực hành động 4S-FE 109 Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Xuất hộp thoại SELECT FUNCTION Chọn: CURRENT DATA Thông số động hoạt động Phiếu hướng dẫn thực hành động 4S-FE 110 Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Nhấn ESC để thoát khỏi CURRENT DATA Chọn: D T C Xuất hộp thoại D T C Chọn: DTC READ Phiếu hướng dẫn thực hành động 4S-FE 111 Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Đang kiểm tra mã lỗi Xuất mã lỗi Phiếu hướng dẫn thực hành động 4S-FE 112 Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Bảng mã lỗi OBD-I Tín hiệu 11 12 13 14 21 22 24 25 26 Nguyên nhân Mã lỗi / Triệu chứng Hệ thống bình thường Mất nguồn đến ECU -Công tắc máy mạch -Rờle mạch -ECU Tín hiệu RPM-không tín hiệu đến ECU từ phân phối (NE G) sau động khởi động -Bộ phân phối mạch -Mạch tín hiệu khởi động -IC đánh lửa mạch đánh lửa -ECU Giống động chạy 1000 đến 1500 (RPM) -Bộ phân phối mạch -ECU Tín hiệu đánh lửa-không tín hiệu IGF đến ECU -IC đánh lửa mạch IC đánh lửa -IC đánh lửa bôbin mạch -ECU Tín hiệu cảm biến Oxy tín hiệu sấy cảm biến Oxy Hở ngắn mạch cảm biến Oxy tín hiệu cảm biến Oxy Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát-Hở ngắn mạch tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát -Mạch cảm biến nhiệt độ nước làm mát -Cảm biến nhiệt độ nước làm mát -ECU Tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp-Hở ngắn mạch tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp -Mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp -Cảm biến nhiệt độ khí nạp -ECU Chỉ số tỉ lệ A/F nghèo-Tín hiệu nghèo gởi tới ECU từ cảm biến Oxy -Lỗi kim phun -Áp suất nhiên liệu -Cảm biến Oxy -Bộ đo gió cảm biến MAP -Đánh lửa -ECU Chỉ số tỉ lệ A/F giàu -Lỗi kim phun -Áp suất nhiên liệu -Cảm biến Oxy -Bộ đo gió cảm biến MAP -Đánh lửa -ECU -Kim phun khởi động lạnh Phiếu hướng dẫn thực hành động 4S-FE 113 Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh 27 28 31 32 34 35 41 42 43 51 52 Mạch cảm biến Oxy phụ mạch sấy cảm biến Oxy phụ -Cảm biến Oxy phụ sấy mạch -ECU Cảm biến Oxy số sấy cảm biến Oxy thứ hai Hở ngắn mạch cảm biến Oxy số tín hiệu cảm biến Oxy số Mạch tín hiệu cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP) mạch tín hiệu cảm biến đo gió -Bộ đo gió mạch -Cảm biến áp suất đường ống nạp mạch -ECU Tín hiệu đo gió ( loại cánh ) -Bộ đo gió mạch -ECU Áp suất tăng áp- Áp suất tăng áp bất thường -Turbo tăng áp -Bộ đo gió đường ống nạp cảm biến áp suất tăng áp -Hệ thống làm lạnh bên -ECU Tín hiệu cảm biến áp suất tăng áp -Cảm biến áp suất tăng áp -ECU Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga-Hở ngắn mạch tín hiệu TPS -Cảm biến TPS -Tín hiệu TPS mạch -ECU Mạch tín hiệu cảm biến tốc độ xe-không tín hiệu SPD vài giây, động bị hoạt động tải nặng ( đưa vào TPS MAP lưu lượng gió) -Cảm biến tôc độ mạch -ECU Tín hiệu khởi động-không có tín hiệu STA đến ECU tốc độ động vượt 800 (RPM) -Công tắc máy mạch -ECU Những tín hiệu công tắc Tín hiệu IDL(TPS) ngắt, tín hiệu công tắc khởi động trung gian ngắt, tín hiệu công tắc A/C mở đến ECU với giắc chẩn đoán ngắn mạch -Công tắc A/C mạch -Khuếch đại A/C -TPS mạch -Công tắc khởi động trung gian mạch -ECU Tín hiệu cảm biến kích nổ-Hở ngắn mạch tín hiệu cảm biến kích nổ -Cảm biến kích nổ mạch -ECU Phiếu hướng dẫn thực hành động 4S-FE 114 Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh 53 71 72 Tín hiệu điều khiển kích nổ ECU -ECU Sự cố van EGR-Nhiệt độ khí xả mức thấp EGR điều khiển -Hệ thống EGR -Cảm biến nhiệt độ khí xả mạch Rờle máy nén điều hòa không khí tín hiệu Rờle -Rờle máy nén A/C mạch -ECU Phiếu hướng dẫn thực hành động 4S-FE 115 Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS-TS Đỗ Văn Dũng (2000) “Trang bị điện điện tử ô tô đại” Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh Cẩm nang sửa chữa (tháng 7-1997) “Sơ đồ mạch điện Toyota Camry Xê-ri SXV 2.0L MCV 2.0L” Nguyễn Tấn Lộc, “Giáo trình thực tập động II”, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Toyota, “Cẩm nang sửa chữa động 4S-FE” Tài liệu đào tạo TEAM giai đoạn “TCCS (hệ thống điều khiển máy tính)” hãng xe Toyota Mitchell repair http://www.alflash.com http://howtuffworks.com http://bosch.com Phiếu hướng dẫn thực hành động 4S-FE 116