Thiết kế, chế tạo mô hình động cơ phun xăng trực tiếp GDI

Đang tải… (xem toàn văn)

Tài liệu tham khảo Thiết kế, chế tạo mô hình động cơ phun xăng trực tiếp GDI

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 1 PHẦN MỞ ĐẦU Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 2 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- Tp HCM, ngày…… tháng 01 năm 2008. Giáo viên hướng dẫn PGS. TS. ĐỖ VĂN DŨNG Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 3 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- ——————————————————————————————- Tp. HCM, ngày…… tháng 01 năm 2008. Giáo viên phản biện ThS. NGUYỄN VĂN LONG GIANG Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 4 LỜI CẢM ƠN Nhóm thực hiện xin chân thành cảm ơn Thầy Đỗ Văn Dũng đã cung cấp tài liệu cũng như tận tình chỉ dạy, hướng dẫn trong suốt quá trình học tập cũng như trong thời gian thực hiện đề tài này. Xin chân thành cám ơn các thầy trong Khoa Cơ Khí Động Lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật đã tận tình chỉ dẫn, trực tiếp giúp đỡ và tạo cho chúng em điều kiện làm việc tốt trong suốt quá trình thực hiện đề tài này. Cảm ơn sự đóng góp ý kiến của các bạn sinh viên khoa Cơ Khí Động Lực để nhóm thực hiện chúng tôi hoàn thành tốt đề tài này. Xin trân trọng cám ơn. Nhóm sinh viên thực hiện Đặng Thành Chơn Nguyễn Trọng Nhân Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 5 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU Nhận xét của giáo viên hướng dẫn———————————————– 2 Nhận xét của giáo viên duyệt—————————————————– 3 Lời cảm ơn ————————————————————————– 4 Mục lục —————————————————————————— 5 NỘI DUNG CHƯƠNG I: DẪN NHẬP ——————————————————10 1. Lý do chọn đề tài —————————————————–10 2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu———————————-10 3. Phương pháp nghiên cứu ——————————————–11 4. Các bước thực hiện—————————————————11 5. Kế hoạch nghiên cứu ————————————————11 CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH ——————————–12 I. Cấu tạo mô hình ———————————————————12 II. Sơ đồ mạch điện———————————————————16 III. Sơ đồ chân ECU———————————————————18 IV. Các yêu cầu khi sử dụng mô hình————————————-21 CHƯƠNG III: KHÁI QUÁT HỆ THỐNG PHUN XĂNG TRỰC TIẾP GDI ĐỘNG CƠ 3S-FSE ——————————————– 22 A Mô tả chung —————————————————————-22 B Hệ thống điều khiển điện tử GDI —————————————24 I. Tổng quát —————————————————————-24 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 6 II. Các cảm biến hệ thống phun xăng 3S – FSE ———————–25 1. Vị trí các cảm biến bố trí trên xe———————————-25 2. Cảm biến áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp —————25 3. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ———————————28 4. Cảm biến vị trí bướm ga ——————————————29 5. Cảm biến vị trí bàn đạp ga—————————————–30 6. Cảm biến ôxy——————————————————–30 7. Cảm biến tốc độ động cơ và vị trí piston G và NE ————-32 8. Cảm biến kích nổ —————————————————33 III. Các mạch điều khiển cơ bản——————————————-36 1. Mạch nguồn———————————————————-36 2. Mạch điều khiển bơm ———————————————-37 3. Mạch khởi động —————————————————–38 IV. Điều khiển phun nhiên liệu ——————————————–39 1. Bơm cao áp ———————————————————-39 2. Điều khiển phun nhiên liệu —————————————-40 3. Mạch dẫn động kim phun——————————————42 V. Điều khiển đánh lửa —————————————————-43 1. Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa ——————————43 2. Tín hiệu igt thời điểm đánh lửa ———————————–44 3. Tín hiệu xác nhận đánh lửa IGF ———————————-44 VI. Hệ thống chuẩn đoán OBD II —————————————45 1. Mô tả——————————————————————45 2. Kiểm tra đèn báo hiệu ———————————————-45 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 7 3. Phát hiện mã lỗi —————————————————–45 VII. Hệ thống VVT-i——————————————————–48 1. Cấu tạo —————————————————————48 2. Hoạt động ————————————————————49 3. Dạng xung điều khiển ———————————————-50 VIII. Hệ thống luân hồi khí thải EGR ————————————51 1. Motor bước điều khiển van EGR ———————————51 2. Sơ đồ mạch điện van EGR—————————————–52 3. Tác dụng EGR bên trong của hệ thống VVT-i——————52 CHƯƠNG IV: BÀI GIẢNG THỰC HÀNH —————————54 4. Kiểm tra điện áp —————————————————-55 5. Kiểm tra mạch cấp nguồn —————————————–59 6. Kiểm tra bơm tiếp vận ———————————————62 7. Kiểm tra kim phun ————————————————-66 8. Kiểm tra kim phun khởi động lạnh ——————————69 9. Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát ———————-74 10. Kiểm tra cảm biến nhiệt độ không khí nạp ———————77 11. Kiểm tra cảm biến ôxy ——————————————–80 12. Kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga ——————————-83 13. Kiểm tra cảm biến vị trí bàn đạp ga —————————–86 14. Kiểm tra cảm biến áp suất trên đường ống nạp —————–89 15. Kiểm tra mạch tín hiệu G, NE ————————————93 16. Kiểm tra mạch tín hiệu đánh lửa———————————-96 17. Kiểm tra bơm cao áp ———————————————–99 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 8 18. Kiểm tra bộ khuếch đại điện áp EDU ————————– 102 19. Kiểm tra hệ thống thay đởi góc phối khí VVT-i————– 106 20. Kiểm tra van xoáy SCV —————————————— 108 21. Kiểm tra hệ thống tuần hoàn khí xả EGR ——————— 110 22. Chẩn đoán OBDII trên động cơ 3S-FSE———————– 113 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 9 NỘI DUNG Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 10 CHƯƠNGI: DẪN NHẬP 1. Lý do chọn đề tài Bước vào thế kỷ thứ 21 với tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ và nhu cầu học của mọi người ngày càng cao, phần lớn học sinh đều có thể vào học hệ đại học hoặc cao đẳng, kể cả những người đi làm trở lại học đại học, cao đẳng với các chuyên ngành nâng cao ngày càng đông như hiện nay. Do vậy, đổi mới phương pháp dạy học là yêu cầu cấp bách, dựa trên những quan điểm phát huy tính tích cực người học, đề cao vai trò tự học của người học, kết hợp với sự hướng dẫn của giáo viên đang được áp dụng rộng rãi. Sự phát triển này đã làm thay đổi không chỉ cách giảng mà còn thay đổi cả quá trình tổ chức dạy học, ứng dụng cộng nghệ dạy học, phương tiện kỹ thuật dạy học trong giảng dạy .do đó khắc phục nhược điểm của phương pháp cũ, tạo ra chất lượng của phương pháp mới cho giáo dục – đào tạo, đây cũng là chủ trương của nhà nước đề ra: đổi mới mạnh mẽ nội dung và phương pháp dạy học, học tập, chú trọng chất lượng không chạy theo số lượng .Đặc biệt đối với các ngành cơ khí ôtô, việc nghiên cứu và chế tạo mô hình phục vụ cho công tác dạy và học là nhu cầu cấp thiết của xã hội. Ngoài ra, nhằm cập nhật những công nghệ mới và tăng tính trực quan hóa trong giảng dạy và học tập, với mục đích nâng cao chất lượng dạy và học. Mô hình này được thiết kế và chế tạo gồm phần động cơ và phần sa bàn với đầy đủ hệ thống điện của động cơ. Song song đó còn có các bài giảng mẫu được thiết kế dưới dạng phiếu thực hành giúp cho việc giảng dạy và học tập trên mô hình đạt kết quả cao nhất. Chính vì lẽ đó, người nghiên cứu như chúng tôi quyết định thiết kế, chế tạo mô hình đông cơ phun xăng trực tiếp (GDI) với mong muốn giúp các bạn sinh viên dễ dàng tiếp thu để việc học có hiệu quả cao hơn. 2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu. a. Mục tiêu Nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên hướng dẫn sinh viên trong quá trình thực tập. Giúp cho sinh viên ứng dụng ngay bài học lý thuyết vào bài học thực hành. Sinh viên có điều kiện quan sát mô hình một cách trực quan, dễ cảm nhận được hình dạng và vị trí các chi tiết lắp đặt trên hệ thống phun xăng trực tiếp GDI Giúp sinh viên kiểm tra và đo đạc các thông số của hệ thống phun xăng, đánh lửa trên động cơ 3S-FSE. Góp phần hiện đại hóa phương tiện và phương pháp dạy thực hành trong giáo dục-đào tạo. […]… nghiên cứu, phân tích tài liệu liên hệ – Thiết kế mô hình – Thi công Giai đoạn 2: – Viết thuyết minh – Hoàn thiện đề tài Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 11 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH I CẤU TẠO MÔ HÌNH: Hình 2-1 :Mô hình nhìn từ trước Hình 2-2: Mô hình nhìn từ trên Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 12 Trường Đại học Sư phạm Kỹ… phun trên động cơ – Kim phun khởi động lạnh INJS – Quạt làm mát động cơ – Bơm tiếp vận – Bơm cao áp – Ac quy Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 14 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp – Bàn đạp ga – Đường nhiên liệu đến và về – Thùng xăng – Lọc xăng Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 15 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp II SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN: Động cơ. .. phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp 1/ Phần sa bàn: Hình 2-3: Sa bàn – 1- ECU – 2- Bảng chân ECU – 3- Relay IG2, relay PUMP, relay EFI, relay INJ, relay FAN, relay ST – 4- OBD II (check connector) – 5- EDU 2/ Phần động cơ: Mô hình được gắn động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE Trên động cơ gồm có: Hình 2-4: Động cơ Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 13 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ… thể chế tạo ra một loại động cơ xăng hoạt động giống như một động cơ diesel Với động cơ xăng này nhiên liệu được phun trực tiếp vào xi lanh với hỗn hợp nghèo và hỗn hợp giàu xung quanh bugi được đánh lửa, như vậy chúng ta có được một động cơ đạt được hiệu suất nhiên liệu của động cơ diesel và đồng thời cũng đạt được công suất cao như các động cơ phun xăng truyền thống Để đốt cháy được xăng thì xăng. .. Đồ án tốt nghiệp II SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN: Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 16 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp Hình 2-5: Sơ đồ đấu dây động cơ 3S-FSE Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 17 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp III SƠ ĐỒ VỊ TRÍ CHÂN ECU: Hình 2-6: Sơ đồ chân ECU Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 18 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa…Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp Giúp sinh viên tiếp thu bài tốt hơn b Nhiệm vụ 3S-FSE Thiết kế, chế tạo mô hình động cơ phun xăng trực tiếp GDI Sơ lược về phun xăng trực tiếp và các hệ thống điều khiển GDI Thiết kế các bài giảng thực hành phục vụ cho việc giảng dạy và thực hành trên mô hình này 3 Phương pháp nghiên cứu Để đề tài được hoàn thành chúng tôi đã kết… Công nghệ GDI giúp cải thiện 10-30% hiệu suất tiêu hao nhiên liệu so với những động cơ phun xăng truyền thống Hình 3-2: Động cơ Toyota D4 Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 22 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp Bên trong động cơ GDI, nhiên liệu được phun trực tiếp vào xi lanh Giúp loại trừ những hạn chế trước đây trong việc kiểm soát sự cháy chẳng hạn như là không thể nạp đủ… hoạt động của hệ thống phun xăng trực tiếp trên động cơ Toyota trước khi thao tác trên mô hình Sinh viên phải nhận biết được cấu tạo tổng quát của mô hình Điện áp sử dụng cho mô hình là 12V, chú ý không được phép lắp ắc quy vào động cơ sai cực tính Sử dụng nhiên liệu xăng không chì Chú ý yêu cầu làm mát và bôi trơn trên động cơ Đặc biệt quan tâm đến vấn đề chống cháy nổ và an toàn lao động. .. thì xăng và không khí phải được hoà trộn để hình thành ra hỗn hợp nhiên liệu đúng và cùng với sự chính xác về thời điểm phun thì hỗn hợp nhiên liệu sẽ được nén lại giữa các cực của bugi đúng thời điểm đánh lửa Động cơ phun xăng trực tiếp GDI đạt được công nghệ này giúp điều khiển chính xác hỗn hợp nhiên liệu Hình 3-3: Động cơ GDI Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 23 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa… 3-20: Cấu tạo cảm biến kích nổ Những sự rung động từ kích nổ động cơ làm rung động các phần tử áp điện tạo ra tín hiệu điện áp Điện áp ra từ cảm biến kích nổ cao nhất l à vào thời điểm này Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 34 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa CKĐ Đồ án tốt nghiệp Hình 3-21: Đồ thị biểu diễn tần số kích nổ Động cơ phun xăng trực tiếp GDI 3S-FSE 35 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật_Khoa