Ngiện cứu hệ thống điều kheiern động cơ trên hãng xe MAZDA
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.04 MB, 126 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
--------------------------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
TRÊN HÃNG XE MAZDA
SVTH: TRƢƠNG VĂN HẬU
MSSV: 13145083
SVTH: NGUYỄN HUỲNH NHẬT HOA
MSSV: 13145090
GVHD: TS. LÝ VĨNH ĐẠT
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
------------------------
------------------------------
Tp. Hồ Chí Minh, ngày......tháng......năm 2017
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:
1. Trương Văn Hậu
MSSV: 13145083
2. Nguyễn Huỳnh Nhật Hoa
MSSV: 13145090
Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Mã ngành đào tạo: 145
Hệ đào tạo: Đại học
Mã hệ đào tạo:
Khóa: 2013 – 2017
Lớp: 131452
1. Tên đề tài:
Nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ trên hãng xe Mazda
2. Nhiệm vụ đề tài:
Nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ trên một số xe phổ biến ở Việt Nam của
-
hãng Mazda.
-
Nghiên cứu một số công nghệ mới ứng dụng trên các xe Mazda hiện nay.
-
Tìm hiểu chẩn đốn mã lỗi và cách khắc phục mã lỗi của hệ thống điều khiển động
cơ trên một số xe của hãng Mazda.
3. Sản phẩm của đề tài:
-
Thuyết minh về đề tài
-
1 đĩa CD về đề tài
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài:
..................................................................
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
..................................................................
TRƢỞNG BỘ MÔN
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
i
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn: ……………………………..
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên…………………………………..MSSV:…………….. Hội đồng:…………
Họ và tên sinh viên…………………………………..MSSV:…………….. Hội đồng:…………
Tên đề tài: .........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
Ngành đào tạo: ................................................................................................................................
Họ và tên GV hướng dẫn: ...............................................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(khơng đánh máy)
2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
ii
2.2 Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể
tiếp tục phát triển)
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
2.3.Kết quả đạt được:
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
3. Đánh giá:
TT
Mục đánh giá
1.
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm
Điểm đạt
tối đa
đƣợc
30
Đ ng format với đ y đủ cả hình thức và nội dung của các mục
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
iii
2.
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,
hoa học hội
5
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc quy
trình đáp ứng yêu c u đưa ra với những ràng buộc thực tế.
15
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên ngành
5
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
4. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 07 năm 2017
Giảng viên hướng dẫn
((Ký, ghi rõ họ tên)
iv
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn ……………………………..
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên ......................................................... MSSV: ………….Hội đồng…………
Họ và tên sinh viên ......................................................... MSSV: ………….Hội đồng…………
Tên đề tài: .........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
Ngành đào tạo: ................................................................................................................................
Họ và tên GV phản biện: (Mã GV) ..................................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể
tiếp tục phát triển)
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
v
3. Kết quả đạt được:
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
5. Câu hỏi:
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
vi
6. Đánh giá:
Mục đánh giá
TT
1.
2.
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm
Điểm đạt
tối đa
đƣợc
30
Đ ng format với đ y đủ cả hình thức và nội dung của các mục
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,
hoa học hội
5
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc quy
trình đáp ứng yêu c u đưa ra với những ràng buộc thực tế.
15
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên ngành
5
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
7. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 07 năm 2017
Giảng viên phản biện
((Ký, ghi rõ họ tên)
vii
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
-------------------------------
XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ trên hãng xe Mazda
Họ và tên Sinh viên:
Trương Văn Hậu
MSSV: 13145083
Nguyễn Huỳnh Nhật Hoa
MSSV: 13145090
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tơ
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản
biện và các thành viên trong Hội đồng bảo vệ. Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn thành
đúng theo yêu cầu nội dung và hình thức.
Chủ tịch Hội đồng: -------------------------------------------------Giảng viên hướng dẫn: ---------------------------------------------
Giảng viên phản biện: ----------------------------------------------
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017
viii
LỜI CẢM ƠN
Để có được thành quả như ngày hơm nay, chúng em xin đã nhận được rất nhiều sự
giúp đỡ từ q thầy cơ. Những gì q thầy cơ truyền đạt cho chúng em khơng chỉ là chữ
mà cịn là cả tấm lòng của một người thầy. Chúng em xin chân thành cảm ơn đến:
Tồn thể q thầy cơ trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM đã tận tình giảng
dạy và truyền đạt kiến thức cũng như kinh nghiệm quý báu trong bốn năm học đại học
vừa qua. Không những kiến thức về chuyên ngành ô tô, mà cịn có những kiến thực thực
tiễn ngồi xã hội.
Em xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô ở khoa Cơ Khí Động Lực đã giúp đỡ, tạo
điều kiện thuận lợi để em sớm hoàn thành đồ án “ Nghiên cứu hệ thống điều khiển động
cơ trên hãng xe Mazda”.
Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn đến thầy T.S Lý Vĩnh Đạt đã tận tình hướng
dẫn, giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp.
Chúng em xin kính chúc trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh ngày
càng lớn mạnh, chúc quý thầy cô luôn dồi dào sức khỏe để tiếp tục cống hiến cho sự
nghiệp giáo dục nước nhà.
Cuối cùng là lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã động viên khích lệ và
tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành nhiệm vụ được giao.
Sinh viên thực hiện
Trương Văn Hậu
Nguyễn Huỳnh Nhật Hoa
ix
LỜI NĨI ĐẦU
Trong những năm gần đây, cơng nghệ ơ tơ đã phát triển một cách chóng mặt. Đặc
biệt, đối với Mazda hãng xe đang nổi lên và chiếm lĩnh thị trường Việt với các dòng phân
khúc khác nhau. Với nhiều sự cải tiến về hệ thống điều khiển động cơ và điện động cơ
cùng với đó là những cơng nghệ mới được hãng xe Mazda ứng dụng trên các dịng xe
mang đến cho người tiêu dùng sự an tồn và tiện lợi, tăng công suất động cơ, giảm tiêu
hao nhiên liệu đồng thời giải quyết vấn đề khí xả độc hại ra môi trường theo quy định
khắt khe về tiêu chuẩn đánh giá khí thải.
Đề tài tốt nghiệp “ Nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ trên h ng e Mazda” giúp
cho bạn đọc cũng như người tiêu dùng có cái nhìn mới và cụ thể hơn về công nghệ mới
cũng như những cải tiến mà Mazda trang bị trên các dịng xe. Đồng thời, cung cấp thêm
thơng tin tham khảo cho sinh viên trong và ngoài trường phục vụ cho việc nghiên cứu về
các hệ thống mới về điều khiển động cơ trên các dòng xe và hãng xe khác trên thị trường.
Nhóm sinh viên thực hiện
Trương Văn Hậu
Nguyễn Huỳnh Nhật Hoa
x
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN....................................................................................................................ix
LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................... x
MỤC LỤC .........................................................................................................................xi
DANH SÁCH CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ........................................ xiii
DANH SÁCH CÁC HÌNH .............................................................................................. xv
DANH SÁCH CÁC BẢNG ........................................................................................... xvv
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................. 1
1.1. Lý do chọn đề tài: ......................................................................................................... 1
1.2. Phạm vi của đề tài: ........................................................................................................ 2
1.3. Phương pháp nghiên cứu: ............................................................................................. 3
1.4. Ý nghĩa đề tài: ............................................................................................................... 2
1.5. Nội dung nghiên cứu: .................................................................................................... 3
CHƢƠNG 2: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRÊN HÃNG XE MAZDA ....................... 4
2.1. Tổng quan hệ thống điều khiển trên hãng xe Mazda .............................................. 4
2.2. Phân tích hệ thống điều khiển động cơ: .................................................................... 5
2.2.1. Các tín hiệu cảm biến đầu vào: ................................................................................. 5
2.2.2. Hộp điều khiển động cơ (PCM = Powertrain Control Module): .......................... 17
2.2.3. Cơ cấu chấp hành..................................................................................................... 18
CHƢƠNG 3: CẢI TIẾN CÔNG NGHỆ SKYACTIVE TRÊN XE MAZDA ............ 21
3.1. Cải tiến một số cảm biến đầu vào:........................................................................... 21
3.1.1. Cảm biến khối lượng khí nạp (MAFS = Mass Air Flow Sensor) ...................... 21
3.1.2. Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IATS = Intake Air Temperature) ............................ 22
xi
3.1.3. Cảm biến vị trí bướm ga (TPS = Throttle Position Sensor) ................................ 22
3.1.4. Cảm biến bàn đạp ga (APP = Accelerator Pedal Position) ................................... 23
3.1.5. Cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP = Crankshaft Position) .................................... 23
3.1.6. Cảm biến vị trí trục cam (CMP = Camshaft Position) ......................................... 24
3.1.7. Cảm biến đo áp suất khí quyển (BARO = Barometric Pressure) ........................ 25
3.1.8. Cảm biến áp suất nhiên liệu (FPS = Fuel Pressure Sensor) .................................. 26
3.1.9. Cảm biến dòng điện ắc quy (CS = Current Sensor ) ............................................ 27
3.1.10.Cảm biến Ion (IS = Ion Sensor) ............................................................................. 28
3.2. Cải tiến các cơ cấu, hệ thống chấp hành: ............................................................... 30
3.2.1. Cải tiến hệ thống mục đích tăng tỷ số nén động cơ: ............................................. 30
3.2.2. Giải pháp chống kích nổ khi tỷ số nén động cơ tăng cao ..................................... 33
3.2.3. Các hệ thống mới của Mazda.................................................................................. 37
CHƢƠNG 4. CHẨN ĐOÁN VÀ KHẮC PHỤC MÃ LỖI CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU
KHIỂN ĐỘNG CƠ .......................................................................................................... 42
4.1. Tổng quan về sơ đồ điều khiển động cơ CX_5........................................................... 42
4.2. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển phun nhiên liệu: ....................................................... 51
4.3. Thông số kỹ thuật các cảm biến:................................................................................. 53
4.4. Chẩn đoán mã lỗi các đời xe của hãng Mazda............................................................ 59
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................... 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 84
PHỤ LỤC.......................................................................................................................... 85
xii
DANH SÁCH CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
- AP (Accelerator Pedal) : Bàn đạp ga
- APP (Accelerator Pedal Position): Vị trí bàn đạp ga
- ACL (Air Cleaner): Lọc gió
- A/F Sensor (Air Fuel Ratio Sensor): Cảm biến tỷ lệ khơng khí và nhiên liệu
- B+ (Battery Positive Voltage ): Cực dương
- BARO (Barometric Pressure): Cảm biến đo áp suất khí quyển
- CMP (Camshaft Position Sensor): Cảm biến vị trí trục cam
- CAC (Charge Air Cooler): Làm mát bằng khơng khí
- CLS (Closed Loop System): Hệ thống vịng lặp kín
- CTP (Closed Throttle Position): Vị trí đóng bướm ga
- CPP (Clutch Pedal Position): Vị trí bàn đạp ly hợp
- CIS (Continuous Fuel Injection System): Hệ thống phun nhiên liệu liên tục
- CKPS (Crankshaft Position Sensor): Cảm biến vị trí trục khuỷu
- DLC (Data Link Connector): Đường kết nối dữ liệu
- DTM (Diagnostic Test Mode): Kiểm tra bảng mã lỗi
- DTC (Diagnostic Trouble Code): Mã báo lỗi chẩn đoán
- DLI (Distributorless Ignition): Hệ thống đánh lửa khơng có bộ chia điện
- EI (Electronic Ignition): Đánh lửa điện tử
- ECT (Engine Coolant Temperature): Nhiệt độ làm mát động cơ
- EM (Engine Modification): Sự cải tiến động cơ
- EVAP (Evaporative Emission): Sự bốc hơi của nhiên liệu từ thùng chứa
- EGR (Exhaust Gas Recirculation): Hệ thống tuần hồn khí xả
- FC (Fan Control): Điều khiển quạt
- GEN (Generator) : Máy phát
- GND (Ground) : Cực nối mass
xiii
- HO2S (Heated Oxygen Sensor) : Cảm biến nhiệt Oxy
- IAC (Idle Air Control): Điều khiển khơng khí cầm chừng
- IAT (Intake Air Temperature) : Nhiệt độ khí nạp
- KS (Knock Sensor): Cảm biến kích nổ
- MIL (Malfunction Indicator Lamp): Đèn báo động cơ
- MAP (Manifold Absolute Pressure): Áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp
- MAF (Mass Air Flow): Khối lượng khí nạp
- OBD (On‐Board Diagnostic) : Bảng mã lỗi chẩn đoán
- OL (Open Loop): Điều khiển hở
- OC (Oxidation Catalytic Converter) : Bộ xúc tác Oxy
- O2S (Oxygen Sensor): Cảm biến Oxy
- PCM (Powertrain Control Module): Hộp điều khiển động cơ
- TWC (Three Way Catalytic Converter): Bộ xúc tác 3 thành phần
- TB (Throttle Body): Thân bướm ga
- TP (Throttle Position): Vị trí bướm ga
- TPS (Throttle Position Sensor): Cảm biến vị trí bướm ga
- TC (Turbocharger): Bơm tăng áp
- VSS (Vehicle Speed Sensor): Cảm biến tốc độ xe
- VR (Voltage Regulator): Vô kế thông thường
- VAFS (Volume Air Flow Sensor) : Cảm biến thể tích dịng khơng khí
- WOT (Wide Open Throttle): Vị trí mở tối đa bướm ga
xiv
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1 Các cảm biến đầu vào trên dịng Mazda thơng thường ....................................... 4
Hình 2.2 Các dịng xe Mazda thơng thường ....................................................................... 4
Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ ..................................................................... 5
Hình 2.4 Vị trí cảm biến nhiệt độ khí nạp .......................................................................... 5
Hình 2.5 Mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp .................................................................. 6
Hình 2.6 Vị trí cảm biến khối lượng khí nạp ...................................................................... 6
Hình 2.7 Mạch điện bên trong cảm biến lưu lượng khí nạp ............................................... 7
Hình 2.8 Vị trí cảm biến áp suất tuyệt đối khí nạp ............................................................. 7
Hình 2.9 Vị trí cảm biến vị trí bướm ga ............................................................................. 8
Hình 2.10 Mạch điện bên trong cảm biến vị trí bướm ga .................................................. 8
Hình 2.11 Vị trị cảm biến vị trí trục cam ............................................................................ 9
Hình 2.12 Mạch điện cảm biến vị trí trục cam ................................................................... 9
Hình 2.13 Vị trí cảm biến trục khuỷu ............................................................................... 10
Hình 2.14 Mạch điện vị trí cảm biến trục khuỷu .............................................................. 11
Hình 2.15 Vị trí cảm biến nhiệt độ làm mát động cơ ....................................................... 12
Hình 2.16 Mạch điện bên trong cảm biến làm mát nhiệt động cơ.................................... 12
Hình 2.17 Vị trí cảm biến kích nổ .................................................................................... 13
Hình 2.18 Mạch điện cảm biến kích nổ ............................................................................ 13
Hình 2.19 Vị trí cảm biến tỷ số khơng khí/ nhiên liệu (A/F) ........................................... 14
Hình 2.20 Mạch và đường đặc tính cảm biến A/F............................................................ 14
Hình 2.21 Vị trí cảm biến nhiệt Oxy ................................................................................ 15
xv
Hình 2.22 Mạch điện cảm biến nhiệt Oxy ........................................................................ 16
Hình 2.2 Vị trí cảm biến vị trí bàn đạp ga ........................................................................ 16
Hình 2.24 Mạch điện vị trí cảm biến bàn đạp ga .............................................................. 17
Hình 2.25 Vị trí hộp điều khiển động cơ PCM ................................................................. 17
Hình 2.26 Các giắc được kết nối trong PCM.................................................................... 18
Hình 2.27 Cấu tạo hệ thống phun xăng trực tiếp GDI ...................................................... 18
Hình 2.28 Sơ đồ hệ thống điều khiển phun xăng trực tiếp GDI ....................................... 19
Hình 2.29 Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp .................................................................... 19
Hình 2.30 Sơ đồ hệ thống đánh lửa khơng có bộ chia điện .............................................. 20
Hình 2.31 Sơ đồ hệ thống đánh lửa khơng có bộ chia điện .............................................. 20
Hình 3.1 Sơ đồ các cảm biến trên các dòng Mazda .......................................................... 21
Hình 3.2 Đường đặc tính cảm biến vị trí bướm ga ........................................................... 22
Hình 3.3 Đường đặc tính cảm biến bàn đạp ga ................................................................ 23
Hình 3.4 Cảm biến trục khuỷu .......................................................................................... 23
Hình 3.5 Vị trí cảm biến CMP nạp .................................................................................. . 24
Hình 3.6 Vị trí cảm biến CMP thải ................................................................................... 24
Hình 3.7 Vị trí cảm biến áp suất khí quyển BARO .......................................................... 25
Hình 3.8 Đường đặc tính cảm biến áp suất khí quyển ...................................................... 25
Hình 3.9. Vị trí cảm biến áp suất ống nhiên liệu. .............................................................. 26
Hình 3.10 Đường đặc tính cảm biến đo áp suất ống nhiên liệu ........................................ 26
Hình 3.11 Vị trí cảm biến đo dịng ................................................................................... 27
Hình 3.12 Mạch điện cảm biến dòng ................................................................................ 27
xvi
Hình 3.13 Vị trí cảm biến Ion ........................................................................................... 28
Hình 3.14 Cơ chế tạo Ion của cảm biến Ion ..................................................................... 28
Hình 3.15 Mạch điện cảm biến Ion .................................................................................. 29
Hình 3.16 Sơ đồ hệ thống phun xăng trực tiếp GDI với công nghệ Skyactiv .................. 31
Hình 3.17 Sơ đồ hệ thống phun xăng ............................................................................... 31
Hình 3.18. 2- Stage Turbocharge ..................................................................................... 32
Hình 3.19 Sơ đồ hoạt động của 2- Stage turbocharge ...................................................... 32
Hình 3.20 Sơ đồ hệ thống khí xả 4-2-1............................................................................. 34
Hình 3.21 So sánh phun phân tầng và phun đồng nhất .................................................... 35
Hình 3.22 Hình ảnh kim phun 6 lỗ ................................................................................... 36
Hình 3.23 Vũng lõm giữa của piston ................................................................................ 36
Hình 3.24 Sơ đồ hệ thống i - Stop .................................................................................... 37
Hình 3.25 Nguyên lý hoạt động hệ thống i - Stop ............................................................. 39
Hình 3.26 Đèn báo i - Stop của Mazda ............................................................................. 39
Hình 3.27 Phím tắt hệ thống I- Stop ................................................................................. 40
Hình 3.28 Sơ đồ hệ thống i – Eloop ................................................................................. 40
Hình 3.29 Cấu tạo hệ thống i – Eloop .............................................................................. 40
Hình 4.1 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ CX_5 ......................................................... 44
Hình 4.2 Mạch điện hệ thống điều khiển động cơ CX_5 ................................................. 50
Hình 4.3 Sơ đồ điều khiển phun nhiên liệu Mazda 2 ....................................................... 51
Hình 4.4 Sơ đồ điều khiển phun nhiên liệu Mazda 3 ....................................................... 51
Hình 4.5 Sơ đồ điều khiển phun nhiên liệu Mazda CX_5 ................................................ 52
xvii
Hình 4.6 Sơ đồ điều khiển phun nhiên liệu Mazda 6 ....................................................... 52
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 3.1 Tỷ số nén các hãng cùng phân khúc 2.0 ............................................................ 30
Bảng 3.2 Sơ đồ cháy các xylanh: ...................................................................................... 34
Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật: ............................................................................................. 53
Bảng 4.2 Bảng so sánh mã lỗi các đời xe của hãng Mazda .............................................. 59
xviii
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Lý do chọn đề tài:
Các phương tiện sử dụng động cơ đốt trong làm phương tiện vận chuyển phổ
biến hiện nay ở Việt Nam, tuy nhiên động cơ đốt trong có một số nhược điểm về hiệu
suất thấp, suất tiêu hao nhiên liệu cao và khí xả ô nhiễm của môi trường lớn. Theo thống
kê của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường phương tiện cơ giới tăng cao theo từng năm. Tại
Hà Nội, xe ô tô tăng bình quân 17,23% / năm, xe gắn máy tăng bình qn 11,02% /năm.
Tại TP. Hồ Chí Minh, xe ơ tơ tăng bình qn 14,88% /năm, xe gắn máy tăng bình qn
9,79% /năm. Tại hai khu vực ơ nhiễm nhất là Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh, chỉ số ô
nhiễm không khí lúc nào cũng ở mức 152 – 156 (PSI), còn vào giờ cao điểm phải lên tới
gần 200(PSI),. Một tính tốn khác của Bộ Tài Ngun và Môi Trường cho thấy, xe máy
chiếm 95% về số lượng, chỉ tiêu thụ 56% xăng nhưng lại thải ra 94% hidrô carbon (HC);
87% carbon oxit (CO); 57% oxit nito (NOx) trong tổng lượng phát thải của các loại xe cơ
giới. Chỉ tính riêng tại Tp.HCM, hiện nay với số lượng khoảng 7,3 triệu xe gắn mà và
hơn 600.000 xe ô tơ, mỗi ngày chỉ cần tiêu thụ hết 0,5 lít xăng (đối với xe gắn máy) và 1
lít xăng – dầu (đối với xe ơ tơ), thì một ngày trên địa bàn thành phố tiêu tốn khoảng hơn 4
triệu lít nhiên liệu.
Để giải quyết các vấn đề khí thải độc hại, công suất động cơ và sức tiêu hao
nhiên liệu thì trước những năm 20 của thế kỷ trước, các hãng ô tô đang không ngừng phát
triển các công nghệ mới trên động cơ nhằm mục đích cải thiện hiệu suất, cơng suất, suất
tiêu hao nhiên liệu, khí xả trên động cơ. Một số cải tiến ở trên phải kể đến như: thay đổi
thời điểm đóng mở xupap theo chế độ hoạt động cơ bằng thời điển đóng mở xupap biến
thiên điển hình như VVT-i (“Variable Valve Timing – intelligent” ) của Toyota, VTEC
(“Variable Valve-Timing and Lift Electronic Control”) của Honda hay BMW phức tạp
hơn với tên gọi VALVETRONIC. Phun nhiên liệu trực tiếp vào động cơ GDI hay sử
dụng turbo tăng áp để tăng hiệu suất nạp khơng khí và nhiên liệu vào xylanh cũng như
tận dụng luồng khí thải động cơ để vận hành turbo, cải tiến hệ thống đánh lửa. Song song
đó, các nhà sản xuất tìm kiếm một nguồn nhiên liệu thay thế để giảm sự phụ thuộc vào
nhiên liệu hóa thạch như LPG, CNG, xe điện, xe Hybrid.
Sau 5 năm có mặt tại Việt Nam, Mazda trở thành thương hiệu ô tô hàng đầu
được khách hàng tin tưởng lựa chọn. Đáng chú ý năm 2016 vừa qua, Mazda bùng nổ với
doanh số hơn 32.000 xe, tăng 60% so với năm 2015, tăng trưởng gấp đôi mức tăng chung
của toàn thị trường và lập kỷ lục mới trong suốt 5 năm Mazda trở lại Việt Nam. Trong
đó, hai mẫu xe Mazda dẫn đầu về doanh số bán Mazda 3 và CX-5. Tháng 12/2016,
Mazda 3 đạt hơn 1.500 xe, mức doanh số cao nhất từ trước tới nay, giúp Mazda 3 liên tục
giữ vững vị trí Top 10 xe bán chạy nhất tại Việt Nam. Với dòng CX-5 cũng dẫn đầu về
sản lượng tiêu thụ ở phân khúc Crossover Utility Vehicle CUV 5 chỗ với doanh số bán
đạt 1.059 xe, tăng 39% so với cùng kỳ 2015. Tính chung cả năm 2016, đã có hơn 8.000
1
xe đến tay khách hàng, duy trì vị trí xe CUV 5 chỗ bán chạy nhất trên thị trường. Với
việc giới thiệu các phiên bản mới, tăng tiện nghi, CX-5 đã khẳng định được sức hút và trở
thành lựa chọn hàng đầu trong phân khúc. Ngoài ra, các mẫu xe còn lại của Mazda như
Mazda 2, Mazda 6 và BT-50 đều tăng trưởng ổn định, góp phần chung cho sự phát triển
vượt bậc của thương hiệu Mazda thời gian qua. Hiệu quả, những mẫu xe của Mazda ngày
càng hút khách và tiếp tục trở thành lựa chọn hàng đầu trong từng phân khúc.
Ngoài lợi thế về mặt giá bán và trang bị tiện nghi, thiết kế KODO cùng công
nghệ Skyactiv tiết kiệm nhiên liệu là chìa khóa mang lại thành cơng cho các dịng sản
phẩm mới của Mazda. Ngơn ngữ thiết kế mới mang triết lý KODO - linh hồn của sự
chuyển động, mang đến sự cuốn hút, nổi bật cho các dòng xe Mazda. Với hàng loạt ưu
điểm trên công nghệ Skyactiv: bắt đầu với sự cải tiến từ động cơ, Mazda tập trung vào
quy trình cháy với điểm cốt lõi là hoạt động ở tỷ số nén cao thì động cơ Skyactiv sẻ trở
thành một động cơ có công suất động cơ cao. Thứ hai, tạo công nghệ làm giảm nhiệt độ
hỗn hợp xăng và khơng khí với hệ thống xả 4-2-1 để giảm khí nóng tồn tại trong xylanh,
sử dụng vòi phun nhiều lỗ để tăng thêm hiệu quả hỗn hợp xăng và khơng khí, thiết kế
khoang piston để đẩy nhanh quá trình cháy. Kết quả là một động cơ đáng tự hào có tỷ lệ
nén cao nhất thế giới cùng với sự cải thiện 15% hiệu suất nhiên liệu và năng lượng đã
được ra đời, đồng thời cũng cải thiện khoảng 15% momen xoắn từ tốc độ trung bình đến
thấp. Khơng chỉ những cải tiến thường thấy trong cuộc đua công nghệ về cải tiến động cơ
Skyactiv-G giữa các hãng xe. Skyactiv là cả một triết lý phát triển sản phẩm – một giải
pháp đột phá hộp số Skyactiv-Drive, thân xe Skyactiv-Body và khung gầm SkyactivChassis giúp nâng cao đồng thời cả tính năng vận hành và tiết kiệm nhiên liệu. Tất cả tạo
nên nét riêng đặc trưng giúp các sản phẩm của Mazda nhận được sự hoan nghênh tại hầu
hết các thị trường lớn trên tồn thế giới.
Để cung cấp thêm thơng tin cũng như tài liệu nghiên cứu và tìm hiểu về hãng xe
Mazda cho sinh viên cũng như người tiêu dùng sử dụng phương tiện ơ tơ thì nhóm chọn
đề tài “hệ thống điều khiển động cơ trên hãng xe Mazda” làm đề tài tốt nghiệp.
1.2. Ý nghĩa đề tài:
Mục đích đề tài
Đem đến cho người đọc cái nhìn mới hơn về cơng nghệ mới của Mazda trên thị
trường
Cung cấp thêm thông tin tham khảo cho sinh viên trong và ngoài trường nghiên cứu
về các hệ thống mới về điều khiển động cơ trên các dòng xe.
1.3. Phạm vi của đề tài:
Đề tài của nhóm chủ yếu nghiên cứu các hệ thống điều khiển trên hãng xe Mazda
đang phổ biến và hiện hành trên thị trường xe hơi Việt Nam hiện nay.
2
Phạm vi của đề tài chủ yếu tập trung vào hệ thống điều điện khiển động cơ thông
thường và sự cải tiến với công nghệ Skyactiv của Mazda sử dụng trên các dòng xe từ
Mazda 2, Mazda 3, Mazda 6, CX_5.
1.4. Phương pháp nghiên cứu:
Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với tham khảo tài liệu huấn luyện của Mazda về hệ
thống điều khiển động cơ trên các dòng xe Mazda.
Phương pháp tra cứu và tổng hợp tài liệu tham khảo liên quan.
Phương pháp biên dịch và tham khảo tài liệu tiếng Anh của một số tài liệu hãng khác
như Toyota, Honda, Kia.
1.5. Nội dung nghiên cứu:
Chương 1:Tổng quan, chương này nêu lí do chọn đề tài, các phương pháp mà tác giả
sử dụng để thực hiện đề tài.
Chương 2: Hệ thống điều khiển động cơ Chương này trình bày tổng quan về hệ thống
điều khiển trên động cơ, vị trí, chức năng, nguyên lý làm việc của các cảm biến đầu
vào, bộ điều khiển động cơ và cơ cấu chấp hành.
Chương 3: Hệ thống điều khiển động cơ iểu mới Skyactiv, Chương này tập trung
nghiên cứu và giới thiệu những cải tiến trên hệ thống điều khiển động cơ với công
nghệ Skyactiv, các cảm biến đầu vào, cơ cấu chấp hành và các hệ thống mới của
Mazda trang bị trên xe.
Chương 4 Chẩn đoán và sữa chữa , Chương này tập trung chẩn đoán và khắc phục
các lỗi cơ bản một số cảm biến thông thường của Mazda
Chương 5: Kết luận và đề nghị, Chương này đưa ra kết luận, kiến nghị cũng như
hướng phát triển của đề tài.
3
CHƢƠNG 2. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRÊN HÃNG XE
MAZDA
2.1. Tổng quan hệ thống điều khiển trên hãng xe Mazda
Hiện nay trên thị trường xe Mazda ở Việt Nam cũng như trên thế giới công nghệ
Skyactiv đã được trang bị trên các dòng xe từ Mazda 2, Mazda 3, Mazda 6, CX_5.
Trước khi Mazda chưa cho ra đời công nghệ Skyactiv, thì Mazda chỉ sử dụng một số
cảm biến đầu vào (hình 2.1) tương tự như các hãng khác như Toyota, Honda. Các dịng
Mazda thơng thường như diễn tả trên (hình 2.2).
Hình 2.1 Các cảm biến đầu vào trên dịng Mazda thơng thường
Hình 2.2 Các dịng xe Mazda thơng thường
4
Sơ đồ hệ thống điều khiển hệ thống động cơ (hình 2.3) cũng tương tự: gồm các cảm
biến đầu vào để kiểm sốt liên tục các tình trạng hoạt động của xe. Một bộ PCM tiếp
nhận các tín hiệu của cảm biến đầu vào, xử lý và đưa ra tín hiệu điều khiển đến cơ cấu
chấp hành. Cơ cấu chấp hành nhận tín hiệu từ PCM để thực hiện các nhiệm vụ điều khiển
đánh lửa và phun nhiên liệu, điều khiển cầm chừng ISC (Idle Speed Control) và chức
năng chẩn đốn đồng thời gửi tín hiệu về PCM để kiểm sốt q trình đánh lửa và phun
nhiên liệu chính xác và hiệu quả.
Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ
2.2.
Phân tích hệ thống điều khiển động cơ:
2.2.1. Các tín hiệu cảm biến đầu vào:
2.2.1.1. Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT = Intake Air Temperature Sensons)
a. Chức năng:
Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT) được cấu tạo gồm một điện trở có trị số nhiệt điện
trở âm. Cảm biến này được lắp cùng với cảm biến đo khối lượng khí nạp (MAFS) trên
đường ống nạp sau lọc gió và trước cánh bướm ga. (Hình 2.4)
Hình 2.4 Vị trí cảm biến nhiệt độ khí nạp
5
Chức năng của cảm biến dùng để xác định nhiệt độ xung quanh khi khởi động lạnh và
nhiệt độ không khí nạp vào động cơ.
b. Ngun lý hoạt động:
Hình 2.5 Mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp
Từ đồ thị mạch điện hình 2.5 ta thấy điện trở của cảm biến thay đổi theo nhiệt độ của
động cơ. Khi nhiệt độ cảm biến tăng thì điện trở của cảm biến giảm. PCM dùng nhiệt độ
cơ bản là 20oC. Khi nhiệt độ khí nạp vào động cơ tăng cao lớn hơn 20oC thì PCM sẽ điều
khiển giảm lượng phun nhiên liệu ngược lại PCM sẽ gia tăng nhiên liệu khi nhiệt độ
khơng khí nạp vào động cơ nhỏ hơn 20oC.
Dịng điện 12V từ PCM đi qua điện trở R cố định đến CPU của PCM để cung cấp cấp
nguồn điện cho cảm biến IAT. Khi nhiệt độ khơng khí nạp thay đổi điện trở của cảm
biến thay đổi điện áp tại đến CPU của PCM thay đổi và PCM dùng tín hiệu điện áp
này để xác định nhiệt độ khơng khí nạp vào.
2.2.1.2. Cảm biến khối lượng khí nạp ( MAFS = Mass Air Flow Sensor )
a. Chức năng:
Cảm biến khối lượng khí nạp được lắp cùng với cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT. Cảm
biến thực chất là bộ đo gió dây nhiệt gồm một điện trở nhiệt (Thermister) và một dây
nhiệt được bố trí trên đường di chuyển của khơng khí.
Hình 2.6 Vị trí cảm biến khối lượng khí nạp
6
