TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
BỘ MÔN ĐỘNG CƠ
NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
CHUYÊN ĐỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
ĐỘNG CƠ TOYOTA VIOS
- Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN LÃNH
- Mã số sinh viên: 10505023
- Giảng viên hướng dẫn: Ths. NGUYỄN VĂN LONG GIANG
NỘI DUNG
1. Nghiên cứu tổng quan về hệ thống điều khiển động cơ Vios
2. Cấu trúc và nguyên lý các tín hiệu đầu vào của hệ thống điều khiển động cơ
3. Cấu trúc và nguyên lý làm việc của hệ thống phun xăng điện tử (EFI)
4. Cấu trúc và nguyên lý làm việc của hệ thống đánh lửa sớm điện tử (ESA)
3. Cấu trúc và nguyên lý làm việc của hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng (ISC)
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tài liệu đào tạo của hãng TOYOTA
2. Trang bị điện và điện tử trên ô tô của PGS.TS Đỗ Văn Dũng
3. Hệ thống phun xăng điện tử EFI của Nguyễn Oanh
4. Cẩm nang sửa chữa động cơ 1NZ – FE của TOYOTA
5. Giáo trình phun xăng điện tử của Trường cao đẳng SPKT Vĩnh Long
6. Các tài liệu khác trên mạng internet
- Thuyết minh đề tài:

TRÌNH BÀY:
+ 01 cuốn thuyết minh
+ 01 đĩa CD
THỜI GUAN THỰC HIỆN

Ngày bắt đầu 01/11/2013

Ngày hoàn thành: 20/12/2013
Ngày nộp đề tài: 20/12/2013


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................


MỤC LỤC
MỤC LỤC.....................................................................................................................................4
1.4.2. Đặc điểm kết cấu các cụm chi tiết chính của động cơ....................................................14


1.4.2.1. Nhóm thân máy –nắp máy........................................................................14
1.4.2.4. Hệ thống bôi trơn......................................................................................17
Chương 4:....................................................................................................................................59
CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC............................................................................59
CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA SỚM ĐIỆN TỬ ESA............................................................59



LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay ôtô được sử dụng rộng rãi như một phương tiện giao thông thông
dụng, ngành công nghệ ô tô phát triển và có nhiều thay đổi vượt bậc, đặc biệt là hệ
thống Điện - Điện tử trên ô tô đã đáp ứng cao yêu cầu tăng công suất động cơ,
giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm độc hại của khí thải, tăng tính ổn định, an toàn và
tiện nghi cho người sử dụng. Trên hầu hết các ô tô hiện nay, hệ thống điện ứng
dụng các bộ phận vi xử lý để điều khiển tối ưu hóa quá trình hoạt động của hệ
thống, từ hệ thống điều khiển động cơ cho đến các hệ thống an toàn và tiện nghi
trên xe.
Hiện nay Trường Cao đẳng Nghề số 5 – BQP, nơi tôi đang công tác được
trang bị rất nhiều xe Toyota Vios dùng cho việc đào tạo và sát hạch cấp GPLX cho
nhân dân trên địa bàn, việc bảo dưỡng và sửa chữa các loại xe này bước đầu gặp
không ít khó khăn do chưa nắm được đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động của
các hệ thống trên động cơ Toyota Vios.
Trong giới hạn nội dung của tiểu luận, tôi chỉ tập trung tìm hiểu các hệ thống điều
khiển điện tử động cơ xe Toyota Vios gồm:
- Hệ thống phun nhiên liệu EFI
- Hệ thống đánh lửa sớm ESA
- Hệ thống chạy không tải ISC
Do kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, tài liệu tham
khảo và thời gian tìm hiểu còn ít nên tiểu luận không tránh khỏi những sai sót.
Kính mong quý thầy cô khoa Cơ khí - Động lực thuộc trường Đại học Sư phạm

Kỹ thuật thông cảm và chỉ dẫn để tiểu luận được hoàn thiện hơn, đảm bảo chất
lượng cao hơn.
Xin chân thành cảm ơn quí thầy đã tận tình tham gia giảng dạy cho lớp học,
cảm ơn thầy Thạc sĩ sĩ Nguyễn Văn Long Giang đã tích cực hướng dẫn tôi hoàn
thành tiểu luận này.
Đà nẵng, ngày 9 tháng 12 năm 2013
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Lãnh

1


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Các từ
viết tắt
1ST
2ND
2WD
3RD
4TH
4WD
4WS
5TH
A/C
A/F
A/T,AMT
AHC
ALT
ATF

AUTO
AVG
B+
BAT
BDC
C/V
CA
CB
CCS
CO
COMB.
CPS
CV
CW
D/INJ
DC
DEF
DIS
DLC
DLI
DOHC
DSP
DTC
E/G
EBD

Nghĩa tiếng anh

Nghĩa tiếng việt


First
Second
Two wheel drive
Third
Fourth
Four Wheel Drive
Four Wheel Steer
Fifth
Air Conditioner
Air –Fuel Ratio
Automatic Transmission

Số 1
Số 2
Xe một cầu chủ động
Số 3
Số 4
Xe dẫn động 4 bánh
Hệ thống lái dẫn động 4 bánh
Số 5
Điều hoà không khí
Tỉ số không khí –nhiên liệu
Hộp số tự động
Hệ thống treo điều khiển độ cao
Máy phát
Dầu hộp số tự động
Tự động
Trung bình
Điện áp accu
Accu

Điểm chết dưới
Valve 1 chiều
Góc quay trục khuỷu
Bộ ngắt mạch
Hệ thống lái tự động
Khí CO
Bảng táplô
Cảm biến áp suất cháy
Valve điều khiển
Trọng lượng khô
Phun trực tiếp
Dòng một chiều
Bộ sấy kính
Hệ thống đánh lửa trực tiếp
Giắc nối truyền dữ liệu số 3
Đánh lửa không có bộ chia điện
Trục cam kép đặt trên
Bộ xử lý tín hiệu số
Mã hư hỏng
Động cơ
Phân phối lực phanh bằng điện

Alternator
Automatic Transmission Fluid
Auto
Average
Battery Positive(from IG switch)
Battery
Bottom Dead Center
Constant Valve

Crankshaft Angle
Circuit Breaker
Cruise Control System
Carbon Monoxide
Combination
Combustion Pressure Seonsor
Control Valve
Direct Injection
Direct Curent
Deffoger
Direct Ignition System
Data Link Connector
Distributorless Ignition
Double Overhead Camshaft
Digital Signal Process
Diagnostic Trouble Code
Engine
Electronic Brake – force
Distribution

ECAM

Hệ thống đo lường và điều khiển động
cơ
2


ECD
ECT


Electronic Control Diesel
Electronically Controled
Transmission
ETCS-i
Electronic Throttle Control System
- intelligence
ECU
Electronic Control Unit
EDIC
Electronic Diesel injection control
EFI
Electronic Fuel injection
EGR
Exhaust Gas Recirculation
EGR-VM EGR – Vaccum mudule
EHPS
Electro –Hydraulic Power Steering
EMBS
ESA
Electronic Spark Advance
EVP
Evaporator
E-VRV
Electronic – Vaccum Regulation
Valve
EX
Exhaust
F/G
Fuel gauge
F/P

Fuel Pumb
F/W
Fly Wheel
F4WD
Full Time Four Wheel Drive
FF
Front engine – front wheel drives
FWD
Front Wheel Drive
GAS
Gasoline
GND
Ground
GPS
Globle Positioning System
HAC
High –Altitude compensation
HID
High Intensity Discharge
HWS
Heated Wind – Screen
IC
Integrated Circuit
IDI
IFS
Independent Front Suspension
IG
Ignition (switch)
IIA
Integrated Ignition Assembly

IRS
Independent Rear Suspension
ISC
Idle Speed Control
J/B
Junction Block
KD
Kick Down
LAN
LCD
Liquid crytal display
LSP&PV Load sensing propotioning valve
and bypass valve
LSPV
Load Sensing Propotioning valve
M/T
Mechaniccal transmission
MAF
Mass Air Flow
MAP
Manifold Absolute Pressure
MG1
3

Diesel điều khiển điện tử
Hộp số điều khiển điện tử
Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử –
thông minh
Bộ điều khiển điện tử
Điều khiển phun diesel điện tử

Hệ thống phun xăng điện tử
Hệ thống tuần hoàn khí xả
Bộ điều khiển chân không EGR
Trợ lực lái thuỷ lực – điện tử
Trợ lực lái môtơ điện
Đánh lửa sớm điện tử
Dàn lạnh (hệ thống lạnh)
Valve điều áp chân không điện tử
Xả
Đồng hồ báo nhiên liệu
Bơm nhiên liệu
Bánh đà
Dẫn động 4 bánh thường xuyên
Động cơ đặt trước –cầu trước chủ động
Cầu trước chủ động
Xăng
Nối mát
Hệ thống định vị toàn cầu
Bộ bù độ cao
Đèn pha cao áp
Kính chắn gió có sử dụng bộ sấy
Mạch tích hợp IC
Phun diesel trực tiếp
Hệ thống treo trước độc lập
Khoá điện, Đánh lửa
Bộ đánh lửa hợp nhất
Hệ thống treo sau độc lập
Điều khiển tốc độ không tải
Hộp cầu chì, rơle
Xuống số thấp cưỡng bức

Mạng nội bộ
Màn hình tinh thể lỏng
Valve điều hoà lực phanh có valve
chuyển dòng
Valve điều hoà lực phanh
Hộp số thường
Khối lượng dòng khí nạp
Áp suất tuyệt đối đường ống nạp
Máy phát số 1


MG2
MIL
MPI
MPX
N
O/D
O2S
OHC
OHV
P&BV
PS
PTO
R&P
MRE
RFS
RGS
RHD
RRS
RWD

SEN
SICS
SOHC
SPI
SRS
SSM
SST
STD
STJ
T –VIS
T/A
T/M
TACH
TBI
TC
TCCS
TCV
TDC
TEMP.
TEMS
TMC
TRC
U/D

Máy phát số 2
Đèn báo kiểm tra động cơ
Phun đa điểm
Hộp số thông tin phức hợp
Số trung gian
Tỉ số truyền tăng

Cảm biến Ôxy
Trục cam đặt trên
Xuppap treo
Valve điều hoà lực phanh và valve
chuyển dòng
Trợ lực lái
Khởi hành
Thanh răng và trục vít
Phần tử điện trở từ
Hệ thống treo trước phụ thuộc
Hệ thống lái loại bi tuần hoàn
Xe tay lái nghịch
Hệ thống treo sau phụ thuộc
Cầu sau chủ động
Cảm biến
Hệ thống điều khiển phun khi khởi động
Trục cam đơn, đặt trên
Phun đơn điểm
Hệ thống túi khí
Vật liệu sữa chữa chuyên dùng
Dụng cụ chuyên dùng
Tiêu chuẩn
Phun khởi động lạnh
Hệ thống nạp thay đổi

Malfunction Indicator Lamp
Multi –Point Injection
Neutral
Over Drive
Oxygen Sensor

Over Head Camshaft
Over Head Valve
Propotioning and Bypass Valve
Power Steering
Magnetic Risistance Element
Right Hand Drive
Rear Wheel Driver
Sensor
Start Injection Control System
Single Over Head Camshaft
Single Point Injection
Supplemental Restraint System
Special Service Material
Special Service Tool
Standard
Cold Start Injection
TOYOTA –Variable Induction
System

Hộp số đặt ngang
Hộp số
Đồng hồ tốc độ động cơ
Phun nhiên liệu điện tử tại bướm ga
Tuabin tăng áp
Hệ thống điều khiển bằng máy tính
TOYOTA
Valve điều khiển thời điểm
Điểm chết trên
Nhiệt độ
Hệ thống treo điện tử TOYOTA


Transmission
Tachometer
Throttle Body Fuel Injection
Turbocharger
TOYOTA Computer – Controled
System
Timing Control Valve
Top dead center
Temperature
TOYOTA Electronically –
modulated suspension
TOYOTA Motor Corporation
Traction Control
Under Drive

Tập đoàn TOYOTA
Hệ thống điều khiển lực kéo
Số truyền giảm
4


Chương 1:
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ
TRÊN ĐỘNG CƠ XE TOYOTA VIOS
1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN
TỬ TRÊN ĐỘNG CƠ Ô TÔ
Vào thế kỷ 19, một kỹ sư người Pháp - ông Stevan - đã nghĩ ra cách phun
nhiên liệu cho một máy nén khí. Sau đó một thời gian, một người Đức đã cho
phun nhiên liệu vào buồng cháy nhưng không mang lại hiệu quả. Đầu thế kỷ 20,

người Đức áp dụng hệ thống phun nhiên liệu trong động cơ 4 thì tĩnh tại (nhiên
liệu dùng trên động cơ này là dầu hỏa nên hay bị kích nổ và hiệu suất rất thấp).
Tuy nhiên, sau đó sáng kiến này đã được ứng dụng thành công trong việc chế tạo
hệ thống cung cấp nhiên liệu cho máy bay ở Đức. Đến năm 1966, hãng BOSCH
đã thành công trong việc chế tạo hệ thống phun xăng kiểu cơ khí. Trong hệ thống
phun xăng này, nhiên liệu được phun liên tục vào trước xupap hút nên có tên gọi
là K – Jetronic (K- Konstant – liên tục, Jetronic – phun). K – Jetronic được đưa
vào sản xuất và ứng dụng trên các xe của hãng Mercedes và một số xe khác, là nền
tảng cho việc phát triển hệ thống phun xăng thế hệ sau như KE –Jetronic, MonoJetronic, L-Jetronic, Motronic…
Tên tiếng Anh của K-Jetronic là CIS (Continuous Injection System) đặc
trưng cho các hãng xe Châu Âu và có 4 loại cơ bản cho CIS là: K – Jetronic, K –
Jetronic- với cảm biến oxy và KE – Jetronic (có kết hợp điều khiển bằng điện tử)
hoặc KE – Motronic (kèm điều khiển góc đánh lửa sớm). Do hệ thống phun cơ khí
còn nhiều nhược điểm nên đầu những năm 80, BOSCH đã cho ra đời hệ thống
phun sử dụng kim phun điều khiển bằng điện. Có hai loại: hệ thống L-Jetronic
(lượng nhiên liệu được xác định nhờ cảm biến đo lưu lượng khí nạp) và D-Jetronic
(lượng nhiên liệu được xác định dựa vào áp suất trên đường ống nạp). Đến năm
1984, người Nhật (mua bản quyền của BOSCH) đã ứng dụng hệ thống phun xăng
L-Jetronic và D-Jetronic trên các xe của hãng Toyota (dùng với động cơ 4A –
ELU). Đến năm 1987, hãng Nissan dùng L – Jetronic thay cho bộ chế hòa khí của
xe Nissan Sunny.
Song song, với sự phát triển của hệ thống phun xăng, hệ thống điều khiển
đánh lửa theo chương trình (ESA – electronic spark advance) cũng được đưa vào
sử dụng vào những năm đầu thập kỷ 80. Sau đó, vào đầu những năm 90, hệ thống
đánh lửa trực tiếp (DIS – direct ignition system) ra đời, cho phép không sử dụng
delco và hệ thống này đã có mặt trên hầu hết các xe thế hệ mới.

5



Ngày nay, gần như tất cả các ôtô đều được trang bị hệ thống điều khiển
động cơ cả xăng và diesel theo chương trình, giúp động cơ đáp ứng được các yêu
cầu gắt gao về khí xả và tính tiết kiệm nhiên liệu. Thêm vào đó, công suất động cơ
cũng được cải thiện rõ rệt.
Những năm gần đây, một thế hệ mới của động cơ phun xăng đã ra đời. Đó
là động cơ phun trực tiếp: GDI (gasoline direct injection). Trong tương lai gần,
chắc chắn GDI sẽ được sử dụng rộng rãi.
1.2 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ
Hệ thống điều khiển điện tử trên động cơ cưỡng bức điều khiển việc 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 làm đậm hỗn
hợp khi nhiệt độ thấp hoặc cắt nhiên liệu khi giảm tốc. Hiệu suất nạp hỗn hợp
không khí- nhiên liệu cao. Hệ thống phun nhiên liệu có thể được phân loại theo
nhiều kiểu. Nếu phân biệt theo cấu tạo kim phun, ta có 2 loại:
Loại CIS (Continuous Injection System)
Đây là hệ thống kiểu sử dụng kim phun cơ khí, chỉ sử dụng trên một số
động cơ, bộ phun mở liên tục, sự thay đổi áp suất đối với nhiên liệu sẽ làm thay
đổi lượng nhiên liệu được phun. Gồm bốn loại cơ bản sau:
Hệ thống K – Jetronic: Đây là hệ thống phun nhiên liệu được điều khiển
hoàn toàn bằng cơ khí và thủy lực sau đó được cải thiện thành hệ thống KE –
Jectronic với hệ thống ECM mạnh hơn. Là hệ thống phun xăng cơ bản của các
kiểu phun xăng điện tử ngày nay. Nó có các đặc điểm như không cần những cơ
cấu dẫn động của động cơ, có nghĩa là động tác điều chỉnh xăng phun ra do chính
độ chân không trong ống hút điều khiển, xăng phun ra liên tục và được xác định
tùy theo khối lượng không khí nạp. Được sử dụng cho các xe như Audi : coupe,
Quattro, 80, 90, 100, 200; xe BMW: 318, 520….
Hệ thống K – Jetronic có cảm biến khí thải: có thêm một cảm biến oxy.
Hệ thống KE – Jetronic: hệ thống K-Jetronic với mạch điều chỉnh áp lực

phun bằng điện tử. Hệ thống phun xăng KE-Jetronic được hãng BOSCH chế tạo
dựa trên nền tảng của hệ thống K-Jetronic và K-Jetronic với van tần số. Các nhà
thiết kế nhận thấy rằng ở hệ thống K-Jetronic với van tần số thì độ chính xác
không cao lắm do các cảm biến sử dụng để nhận biết tình trạng làm việc của động
cơ còn quá ít và việc sử dụng van tần số để hiệu chỉnh áp lực các buồng dưới,
cũng như dùng bộ điều chỉnh áp lực theo nhiệt độ để hiệu chỉnh tỷ lệ hỗn hợp để
đáp ứng các chế độ làm việc của động cơ là chưa hoàn thiện… Bởi vì các chế độ
6


làm việc của động cơ phụ thuộc rất nhiều vào thời gian mở và đóng của van tần số
và sự thay đổi của áp suất điều chỉnh trên đỉnh piston. Nếu sự phối hợp cả hai yếu
tố trên là không đồng bộ thì độ tin cậy làm việc của hệ thống là không đảm bảo.
Để khắc phục nhược điểm trên cũng như dựa vào cơ sở của hệ thống K-Jetronic
với van tần số, các nhà chế tạo đã đưa ra loại KE-Jetronic. Ở hệ thống KEJetronic, tỷ lệ hỗn hợp để đáp ứng với các điều kiện hoạt động của động cơ dựa
vào sự thay đổi áp lực nhiên liệu của các buồng dưới của các bộ chênh lệch áp
suất, nhưng áp suất điều khiển ở trên đỉnh piston điều khiển là được giữ cố định.
Các cảm biến bố trí xung quanh động cơ của KE-Jetronic được sử dụng nhiều hơn,
tín hiệu từ các cảm biến được gửi về trung tâm điều khiển điện tử và từ đó trung
tâm điều khiển sẽ làm thay đổi áp suất trong hệ thống để đáp ứng tốt các yêu cầu
làm việc của động cơ.
Như vậy chúng ta thấy rằng ngoài việc định lượng nhiên liệu bằng cơ khí
như K- Jetronic, hệ thống điện điều khiển của KE-Jetronic sẽ điều chỉnh lại lượng
nhiên liệu cung cấp đến các kim phun dựa vào tình trạng làm việc của động cơ
theo các chế độ tải, điều kiện môi trường, nhiệt độ động cơ… Ở hệ thống KEJetronic hình dạng phễu không khí được chế tạo sao cho tỷ lệ hỗn hợp luôn ở
mức l=1 cho tất cả các chế độ hoạt động của động cơ.
Hệ thống KE – Motronic: kết hợp với việc điều khiển đánh lửa bằng điện
tử.
Loại AFC (Air Flow Controlled Fuel Injection). Sử dụng kim phun điều
khiển bằng điện. Hệ thống phun xăng với kim phun điện có thể chia làm 2 loại

chính:
D-Jetronic (xuất phát từ chữ Druck trong tiếng Đức là áp suất): với lượng
xăng phun được xác định bởi áp suất sau cánh bướm ga bằng cảm biến MAP
(manifold absolute pressure sensor).
L-Jetronic (xuất phát từ chữ Luft trong tiếng Đức là không khí): là hệ thống
phun xăng đa điểm điều khiển bằng điện tử. Xăng được phun vào cửa nạp của các
xylanh động cơ theo từng lúc chứ không phun liên tục. Quá trình phun xăng và
định lượng nhiên liệu được thực hiện theo hai tín hiệu gốc: tín hiệu về khối lượng
không khí đang nạp vào và tín hiệu về vận tốc trục khuỷu của động cơ. Chức năng
của L – Jectronic là cung cấp cho từng xylanh động cơ một lượng xăng đáp ứng
nhiều chế độ tải khác nhau của động cơ. Một hệ thống các bộ cảm biến ghi nhận
thông tin về chế độ làm việc của ôtô, về tình trạng thực tế của động cơ, chuyển
đổi các thông tin này thành tín hiệu điện . ECU sẽ xử lý, phân tích các thông tin
nhận được và tính toán chính xác lượng xăng cần phun ra. Lưu lượng phun xăng
phun ra ấn định do thời lượng mở van của béc phun xăng. Với lượng xăng phun
7


được tính toán dựa vào lưu lượng khí nạp lấy từ cảm biến đo gió loại cánh trượt.
Sau đó có các phiên bản: LH – Jetronic với cảm biến đo gió dây nhiệt, LU –
Jetronic với cảm biến gió kiểu siêu âm…
Nếu phân biệt theo vị trí lắp đặt kim phun, hệ thống phun xăng AFC được
chia làm 2 loại:
Loại TBI (Throttle Body Injection) - phun đơn điểm. Hệ thống này còn có
các tên gọi khác như: SPI (single point injection), CI (central injection), Mono –
Jetronic. Đây là loại phun trung tâm. Kim phun được bố trí phía trên cánh bướm
ga và nhiên liệu được phun bằng một hay hai kim phun. Nhược điểm của hệ thống
này là tốc độ dịch chuyển của hòa khí tương đối thấp do nhiên liệu được phun ở vị
trí xa supap hút và khả năng thất thoát trên đường ống nạp.
Loại MPI (Multi Point Fuel Injection) - phun đa điểm. Đây là hệ thống phun

nhiên liệu đa điểm, với mỗi kim phun cho từng xylanh được bố trí gần supap hút
(cách khoảng 10 – 15 mm). Ống góp hút được thiết kế sao cho đường đi của
không khí từ bướm ga đến xylanh khá dài, nhờ vậy, nhiên liệu phun ra được hòa
trộn tốt với không khí nhờ xoáy lốc. Nhiên liệu cũng không còn thất thoát trên
đường ống nạp. Hệ thống phun xăng đa điểm ra đời đã khắc phục được các nhược
điểm cơ bản của hệ thống phun xăng đơn điểm. Tùy theo cách điều khiển kim
phun, hệ thống này có thể chia làm 3 loại chính: phun độc lập hay phun từng kim
(independent injection), phun nhóm (group injection) hoặc phun đồng loạt
(simultaneous injection).
Nếu căn cứ vào đối tượng điều khiển theo chương trình, người ta chia hệ
thống điều khiển động cơ ra 3 loại chính: chỉ điều khiển phun xăng (EFI electronic fuel injection theo tiếng Anh hoặc Jetronic theo tiếng Đức), chỉ điều
khiển đánh lửa (ESA - electronic spark advance) và loại tích hợp tức điều khiển cả
phun xăng và đánh lửa (hệ thống này có nhiều tên gọi khác nhau: Bosch đặt tên là
Motronic, Toyota có tên (TCCS - Toyota Computer Control System), Nissan gọi
tên là (ECCS - Electronic Concentrated Control System…) Nhờ tốc độ xử lý của
CPU khá cao, các hộp điều khiển động cơ đốt trong ngày nay thường gồm cả chức
năng điều khiển hộp số tự động và quạt làm mát động cơ.
Nếu phân biệt theo kỹ thuật điều khiển ta có thể chia hệ thống điều khiển
động cơ làm 2 loại: analog và digital. Ở những thế hệ đầu tiên xuất hiện từ 1979
đến 1986, kỹ thuật điều khiển chủ yếu dựa trên các mạch tương tự (analog). Ở các
hệ thống này, tín hiệu đánh lửa lấy từ âm bobine được đưa về hộp điều khiển để từ
đó hình thành xung điều khiển kim phun. Sau đó, đa số các hệ thống điều khiển
động cơ đều được thiết kế, chế tạo trên nền tảng của các bộ vi xử lý (digital).

8


1.3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE TOYOTA VIOS
1.3.1 Động cơ:
Trên xe TOYOTA VIOS nhà sản xuất sử dụng hai kiểu động cơ mang ký

hiệu :
- 1.5G(1NZ –FE, TCCS – phun xăng đa điểm)
- 1.3E(2NZ –FE , TCCS – phun xăng đa điểm)
1.3.2 Bố trí tay lái: Tay lái thuận /tay lái nghịch.
1.3.3 Hộp số: Sử dụng hộp số thường 5 số hoặc hộp số tự động
1.3.4 Kích thước trọng lượng
Bảng 1-1: Trọng lượng và kích thước xe
Loại xe
Vios Limo
Trọng lượng toàn tải
1450 kg
Trọng lượng không tải
950 kg
Dài x rộng x cao toàn bộ
4285mm x 1700mm x 1460mm
Chiều dài cơ sở
2550 mm
Chiều rộng cơ sở
1480 mm
Khoảng sáng gầm xe
150 mm
1.3.5 Hệ thống treo:
- Trước : Sử dụng hệ thống treo độc lập McPherson với thanh cân bằng.
- Sau : Dùng thanh xoắn ETA với thanh cân bằng.
1.3.6 Hệ thống phanh:
TOYOTA VIOS được trang bị hệ thống chống hãm cứng phanh ABS kết
hợp với hệ thống hỗ trợ phanh BA và phân phối lực phanh điện tử EBD.
Kiểu phanh Trước/Sau : Đĩa/Tang trống(hoặc đĩa).
1.3.7 Quỹ đạo quay vòng:
Bán kính quay vòng tối thiểu (mm): 4900

1.3.8 Hệ thống an toàn: có trang bị túi khí (hệ thống SRS) cho tài xế và
hành khách.
1.3.9 Hệ thống chẩn đoán hư hỏng
Khi có hư hỏng trong hệ thống điện điều khiển động cơ, đèn check engine
trên bảng táp lô sẽ bật sáng. Khi này để tìm chính xác sự cố ta phải nối máy chẩn
đoán với giắc nối DLC3 (của hệ thống M –ODB) để đọc mã hư hỏng (DTC –
Diagnostic Trouble Code) mà không thể đọc trực tiếp thông qua đèn check engine
như những hệ thống chẩn đoán khác.

9


1.3.10 Hệ thống kiểm soát khí thải
Trên xe TOYOTA VIOS, để giảm thiểu đến mức thấp nhất lượng khí CO –
HC – NOx thải ra từ động cơ, nhà sản xuất trang bị bộ lọc khí xả 3 thành phần
TWC (Three Way Catalist) được bố trí trên đoạn trước của đường ống thải đồng
thời kết hợp với hệ thống điều khiển nhiên liệu mạch kín của TCCS để tỉ lệ xăng –
khí luôn đạt đến giá trị lý tưởng nhằm làm tăng hiệu quả lọc của bộ TWC. Bên
cạnh đó nhà sản xuất còn trang bị hệ thống EVAP( hệ thống kiểm soát nhiên liệu
bay hơi từ bình xăng) để tiết kiệm nhiên liệu và tránh cho hơi xăng bốc hơi ra môi
trường từ bình chứa nhiên liệu.
1.3.11 Các cảm biến
- Cảm biến Ôxy: trang bị 2 cảm biến Ôxy cho hệ thống điều khiển nhiên
liệu mạch kín, cảm biến 1 đặt trước bộ lọc khí xả 3 thành phần TWC và cảm biến
2 đặt sau TWC.
- Cảm biến áp suất dầu trợ lực lái.
- Cảm biến vị trí trục khuỷu kết hợp với cảm biến tốc độ động cơ: loại cảm
biến điện từ 34 răng (có 1 răng khuyết) được bố trí tại puly trục khuỷu.
- Cảm biến vị trí trục cam: loại điện từ 3 răng không đều (bố trí trên nữa
đường tròn) đặt tại trục cam nạp.

- Cảm biến lưu lượng khí :MAF sensor (cảm biến khối lượng không khí ).
- Cảm biến tốc độ xe: đặt tại trục thứ cấp hộp số.
- Cảm biến vị trí bướm ga: kiểu tuyến tính, 3 chân (Vc,VTA,E).
Và thêm nhiều cảm biến khác.
1.3.12 Hệ thống nâng hạ kính và khóa cửa
Hệ thống nâng hạ kính điều khiển bằng điện và hệ thống khoá cửa trung tâm
(Lock Center).
1.4. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ XE TOYOTA VIOS (1NZ – FE)
1.4.1 Đặc điểm và thông số cơ bản của động cơ
Động cơ 1NZ-FE được lắp trên xe Toyota Vios. Xe Toyota Vios là loại xe
du lịch 5 chỗ ngồi với ba loại Vios Limo, Vios 1.5E (sử dụng hộp số thường
C50) và Vios 1.5G (sử dụng hộp số tự động U340E). Khả năng giảm xóc, chống
rung tốt, hệ thống điều khiển phanh điện tử ABS, hệ thống lái trợ lực điện tạo
cảm giác thoải mái và êm dịu cho mọi hành khách trong xe trên mọi nẻo
đường.
Động cơ 1NZ-FE là động cơ xăng không chì thế hệ Z có 4 xylanh thẳng
hàng, dung tích xylanh 1.5 liter, trục cam kép DOHC 16 xupáp dẫn động bằng
xích, hệ thống van nạp thông minh VVT-i (Variable Valve Timing-intelligent),
hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS (Direct Ignition System) được sử dụng trong
10


động cơ này để đạt được hiệu suất cao, êm, tiết kiệm nhiên liệu và thải sạch
hơn.
9

1
2

3


8
4

5

6
7

Hình 1-1 Mặt cắt dọc động cơ 1NZ-FE
1-Vỏ bộ xoay cam ; 2-Cánh xoay ; 3-Bánh xích dẫn động trục cam ; 4-Puly dẫn
động bơm nước ; 5-Bánh xích đầu trục khuỷu ; 6-Rôto cảm biến vị trí trục
khuỷu ;7-Vít xả dầu ; 8- Bánh đà ; 9-Bộ đánh lửa trực tiếp.
1
2
3

14

4

13

5

12

11
6
10

9

7

8

Hình 1-2 Mặt cắt ngang động cơ 1NZ-FE
1-Trục cam ; 2-Xupap ; 3-Piston ; 4-Ống góp thải ; 5-Xylanh ;6-Thân máy ;7-Lưới
lọc ; 8-Cacte ; 9-Bầu lọc dầu ; 10-Thanh truyền ; 11-Van hằng nhiệt ; 12-Thước
thăm dầu ; 13-Buồng nạp ; 14-Nắp máy.
11


Bảng 1.2 : Đặc tính kỹ thuật của động cơ 1NZ-FE
Số xy lanh và cách bố trí
4 xylanh, thẳng hàng
DOHC 16-xupáp
Cơ cấu phân phối khí
(thay đổi góc phối khí VVTI)
Dẫn động xích
Hệ thống nhiên liệu
SFI
Hệ thống đánh lửa
DIS
3
Dung tích [cm ]
1497
Đường kính x hành trình [mm]
75.0 x 84.7
Tỷ số nén

10.5 : 1
Công suất tối đa
79kW @ 6000v/p
Moment xoắn tối đa
139N.m @ 4200v/p
Mở
-70 ~ 330 BTDC
Thời điểm phối Nạp
Đóng 520 ~ 120 ABDC
Mở
420 BBDC
khí
Xả
Đóng 20 ATDC
Thứ tự nổ
1-3-4-2
Trị số Octan nhiên liệu
90 hoặc hơn

Góc phối khí động cơ 1NZ-FE:

Hình 1 - 3. Phạm vi thay đổi góc đóng mở xu páp thông minh
trên động cơ 1NZ-FE

12


Bảng 1.3: Thông số bảo dưỡng:
Thông số
Chỉ số (km)

Nhớt máy
5.000
Lọc nhớt
10.000
Lọc xăng
40.000
Lọc gió
40.000
Bugi (loại thường)
40.000
Dây curoa
80.000
Ban đầu
4,2 (lít)
Dung tích nhớt Có thay lọc nhớt
3,6 (lít)
Không thay lọc nhớt 3,4 (lít)
Dung tích nước làm mát
6,3 (lít)
Tỉ trọng accu
1,25-1,27
- Các cảm biến:
1. Cảm biến khối lượng không khí nạp (Mass air flow meter): loại dây nhiệt.
2. Cảm biến nhiệt độ khí nạp (Intake air temperature sensor).
3. Cảm biến vị trí bướm ga (Throttle Position Sensor): kiểu phần tử Hall
4. Cảm biến vị trí trục khuỷu (Crankshaft Position Sensor)
5. Cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor)
6. Cảm biến kích nổ.
7. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
8. Cảm biến áp suất dầu trợ lực lái

- Cơ cấu chấp hành:
1. Cụm IC-BOBINE
2. Các kim phun
3. Van điều khiển tốc độ không tải
4. Rơle mở mạch
5. Hệ thống điều khiển thay đổi góc phối khí thông minh (VVT-i)
6. Hệ thống tự chuẩn đoán hư hỏng

13


1.4.2. Đặc điểm kết cấu các cụm chi tiết chính của động cơ
1.4.2.1. Nhóm thân máy –nắp máy

Hình 1-4 Nắp máy
1-Đường nạp; 2-Đường thải
Nắp máy được đúc bằng hợp kim nhôm nhẹ, các trục cam đều được phân bố
trên đầu nắp máy. Lắp đặt kim phun trong cửa nạp khí của nắp máy kết quả là sự
tiếp xúc của nhiên liệu đập vào thành cửa nạp được tối thiếu hoá và tính kinh tế
nhiên liệu được nâng cao. Áo nước được lắp đặt giữa cửa xả và lỗ bu gi trên nắp
máy để giữ nhiệt độ đồng đều cho thành buồng cháy, điều này nâng cao chất
lượng làm mát cho buồng cháy và khu vực xung quanh bu gi.
Thân máy được làm bằng hợp kim nhôm mà mục đích của việc này là giảm
khối lượng cho động cơ. Bơm nước xoáy lốc và đường hút đến bơm được cung
cấp đến thân máy. Đặt tâm trục khuỷu lệch với đường tâm lỗ xi lanh, đường tâm
của xi lanh được dịch chuyển 12 mm về phía đường nạp. Như vậy, tác dụng của
lực ngang khi áp suất khí thể lớn nhất sẽ giảm. Sử dụng ống lót xi lanh thành
mỏng, khoảng cách giữa hai xi lanh là 8 mm nên chiều dài động cơ ngắn hơn.

Hình 1-5 Thân máy

1- Đường tâm trục khuỷu; 2- Đường tâm các xi lanh; A- Phía đầu động cơ;
B- Phía đường thải; C- Phía đường hút
14


1.4.2.2.Cơ cấu trục khuỷu-thanh truyền-piston
* Trục khuỷu.
Trục khuỷu của động cơ 1NZ-FE được chế tạo gồm một khối liền, vật liệu
chế tạo bằng thép cacbon, các bề mặt gia công đạt độ bóng cao, có 5 cổ trục và 4
cổ biên, má có dạng hình ôvan. Đường kính và bề rộng của chốt khuỷu và cổ trục
chính được giảm để giảm khối lượng, bên trong có đường dầu đi bôi trơn các bạc
lót và cổ trục.

Hình 1-6. Kết cấu trục khuỷu động cơ 1NZ-FE
1. Vành răng cảm biến vị trí trục khuỷu; 2, Lỗ dầu bôi trơn;
3,4,5,6,8. Cổ trục khuỷu 1,2,3,4,5. ; 7. Cổ khuỷu; 9. Má khuỷu.
* Thanh truyền.
Thanh truyền được đúc bằng thép hợp kim . Tiết diện thanh truyền của động
cơ 1NZ-FE có dạng chữ I. Đầu nhỏ thanh truyền có dạng hình trụ rỗng và được
lắp tự do với chốt piston. Đầu to thanh truyền được cắt thành hai nửa phần trên nối
liền với thân phần dưới là nắp đầu to thanh truyền và lắp với nhau bằng bulông
thanh truyền, mặt phẳng lắp ghép vuông góc với đường tâm trục thân thanh
truyền. Bulông thanh truyền là loại bulông chỉ chịu lực kéo, có mặt gia công đạt
độ chính xác cao để định vị.

Hình 1-7. Kết cấu thanh truyền động cơ 1NZ-FE
1-Thân thanh truyền; 2-Bu lông thanh truyền; 3-Nắp đầu to.
15



* Piston
Piston được làm bằng hợp kim nhôm có kết cấu đặc biệt đỉnh piston vát
hình nón cụt. Rãnh piston trên cùng có tráng lớp ôxit axit, phần đuôi piston có
tráng nhựa.
Sécmăng: có 3 Sécmăng loại có ứng suất thấp, secmăng khí số 1 được xử lý
PVD tăng khả năng chịu nhiệt, secmăng khí số 2 được mạ crôm và Sécmăng dầu.

Hình 1-8. Kết cấu piston động cơ 1NZ-FE
1.4.2.3. Cơ cấu phân phối khí.

Hình 1-9 Sơ đồ bố trí cơ cấu phân phối khí
1-Tay căng xích; 2-Thiết bị kéo căng; 3- Bộ điều khiển phối khí (VVT-i); 4Xích dẫn động trục cam; 5-Trục cam nạp; 6-Trục cam thải; 7-Bộ phận dẫn hướng
xích
Thông thường thời điểm phối khí được cố định nhưng ở động cơ 1NZ-FE
sử dụng hệ thống thay đổi thời điểm phối khí thông minh (VVT-i), hệ thống này
sử dụng áp suất dầu thủy lực để xoay trục cam nạp và làm thay đổi thời điểm phối
khí. Điều này làm tăng công suất động cơ, cải thiện tính kinh tế nhiên liệu và làm
giảm khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường.
16


Ở mỗi xylanh có hai xúpap nạp và hai xúpap thải, các xúpap được đóng mở
trực tiếp bởi hai trục cam. Các trục cam được dẫn động bằng xích, bước xích là 8
mm điều này giúp cho không gian bố trí được gọn hơn. Để làm được điều này vật
liệu được dùng để chế tạo xích có tính chịu mài mòn rất cao luôn đảm bảo độ tin
cậy, xích được bôi trơn bằng dầu bôi trơn động cơ thông qua một vòi phun.
Thiết bị kéo căng, tay căng xích và bộ phận dẫn hướng xích được thiết lập
để giảm bớt tiếng ồn động cơ, giảm bớt tổn thất do ma sát.
Thân xúpap được thiết kế nhỏ, vừa giảm bớt trở lực trên đường nạp, thải và
giảm khối lượng.


Hình 1-10 Sơ đồ dẫn động xúpap
1-Xúpap; 2-Con đội; 3-Vấu cam
Bảng 1- 4: Thông số kỹ thuật
Hạng mục
Xupap nạp
Xupap thải
Đường kính mặt
30,5
25,5
nấm(mm)
Đường kính thân(mm)
5
5

1.4.2.4. Hệ thống bôi trơn.
17


Hình 1-11 Sơ đồ hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa đầu đến bôi trơn các bề mặt ma sát, làm
giảm tổn thất ma sát, làm mát ổ trục, tẩy rửa các bề mặt ma sát và bao kín khe hỡ
giữa piston với xylanh, giữa xecmăng với piston, ngoài ra trong động cơ 1NZ-FE
dầu bôi trơn còn tham gia điều khiển thời điểm trục cam. Loại dầu bôi trơn sử
dụng trên động cơ 1NZ-FE là loại dầu API SM, SL, hay ILSAC.
Dầu bôi trơn từ cacte được lưu thông qua vỉ lọc, bơm dầu, bầu lọc dầu rồi
đến đường ống dẫn dầu chính, sau đó dầu sẽ đi bôi trơn các bộ phận công tác như
sơ đồ.
Hệ thống bôi trơn gồm có: bơm dầu, bầu lọc dầu, cácte dầu, các đường
ống... dầu sẽ từ cácte được hút bằng bơm dầu, qua lọc dầu, vào các đường dầu dọc

thân máy vào trục khuỷu, lên trục cam, từ trục khuỷu vào các bạc biên, theo các lỗ
phun lên thành xylanh, từ trục cam vào các bạc trục cam, rồi theo các đường dẫn
dầu tự chảy về cácte.

18


Hình 1-12. Hệ thống bôi trơn động cơ 1NZ-FE
1.4.2.5. Hệ thống làm mát.
Hệ thống làm mát được thiết kế để giữ các chi tiết trong động cơ ở nhiệt độ
ổn định, thích hợp mọi điều kiện làm việc của động cơ. Động cơ 1NZ-FE có hệ
thống làm mát bằng nước kiểu kín, tuần hoàn theo áp suất cưỡng bức trong đó
bơm nước tạo áp lực đẩy nước lưu thông vòng quanh động cơ. Hệ thống bao gồm:
áo nước xi lanh, nắp máy, két nước, bơm nước, van hằng nhiệt, quạt gió và các
đường ống dẫn nước. Nếu nhiệt độ nước làm mát vượt quá nhiệt độ cho phép thì
van hằng nhiệt sẽ mở để lưu thông nước làm mát đi qua két nước để giải nhiệt
bằng gió. Hệ thống làm mát sử dụng nước làm mát siêu bền chính hiệu toyota
SLLC ( là dung dịch pha sẵn 50% chất làm mát và 50% nước sạch)

Hình 1-13 Sơ đồ hệ thống làm mát
1- Van hằng nhiệt; 2- Bơm; 3- Nắp máy; 4- Thân máy; 5- Giàn sưởi;
6- Van tiết lưu; 7- Két nước.
Nguyên lý hoạt động: Nước từ bình chứa nước, qua két làm mát, được dẫn
vào bơm nước, đi vào làm mát động cơ. Trong thời gian chạy ấm máy, nhiệt độ
động cơ nhỏ hơn nhiệt độ làm việc của van hằng nhiệt (80 o ÷ 84o) thì nước từ bơm
nước đi vào thân máy, nắp máy đến giàn sưởi rồi về lại bơm, trên đường ống đến
giàn sưởi có nhánh rẽ tới van tiết lưu, van này có tác dụng điều tiết lưu lượng nước
19



nóng qua giàn sưởi để sưởi ấm trong xe. Khi nhiệt độ động cơ lớn hơn nhiệt độ
làm việc của van hằng nhiệt thì van sẽ mở ra cho nước từ động cơ qua két làm
mát, tại đây nước sẽ được làm mát bằng gió rồi về lại bơm. Như vậy nước sẽ được
tuần hoàn cưỡng bức trong quá trình làm việc của động cơ.

Hình 1 - 14. Bố trí hệ thống làm mát động cơ 1NZ-FE
1.4.2.6. Hệ thống đánh lửa

Hình 1-15 Sơ đồ hệ thống đánh lửa
Động cơ 1NZ-FE trang bị hệ thống đánh lửa trực tiếp điều khiển bằng điện
tử. Hệ thống đánh lửa trực tiếp không sử dụng bộ chia điện giúp cho thời điểm
đánh lửa được chính xác, giảm sự sụt thế điện áp và có độ tin cậy cao. Ở mỗi
xylanh được trang bị một bôbin đơn. Khi ngắt dòng điện sơ cấp chạy qua bên sơ
cấp của cuộn dây đánh lửa sẽ tạo ra điện áp cao ở bên thứ cấp. Vì thế điện áp cao
tạo ra sẽ tác động lên bugi sinh ra tia lửa điện. ECM sẽ luân phiên bật và tắt các
transitor nguồn bên trong cuộn dây đánh lửa làm cho các dòng điện sơ cấp ngắt
luân phiên nhau và cho phép dòng điện đốt cháy các xi lanh theo trình tự nỗ của
động cơ. ECM sẽ xác định cuộn dây đánh lửa nào sẽ được điều khiển bằng các tín
hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu và cảm biến góc quay trục khuỷu. Ngoài ra nó
20