Đồ án động cơ xe toyota camry

Khoa Công nghệ Kỹ thuật ô tô Lớp D104 K10 MỤC LỤC Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU 1 A CƠ SỞ LÝ LUẬN ĐỀ TÀI 2 Tính cấp thiết của đề tài 2 Ý nghĩa của đề tài 2 Mục tiêu của đề tài 2 Đối tượng và khách thể nghiên cứu 3 Nhiệm vụ nghiên cứu 3 Các phương pháp nghiên cứu 3 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 3 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 3 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ VVT i TRÊN ĐỘNG CƠ 2AR FE XE TOYOTA CAMRY 2 5Q 4 Nhiệm vụ 4 Yêu cầu 4 Cấu tạo và nguyên lý 4 1 3 1 Xuppáp 5 1 3 2 Đế xuppá.

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

A CƠ SỞ LÝ LUẬN ĐỀ TÀI 2

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 2

1.2 Ý nghĩa của đề tài 2

1.3 Mục tiêu của đề tài 2

1.4 Đối tượng và khách thể nghiên cứu 3

1.5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

1.6 Các phương pháp nghiên cứu 3

1.6.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 3

1.6.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 3

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ VVT-i TRÊN ĐỘNG CƠ2AR-FE XE TOYOTA CAMRY 2 5Q 4

1.1 Nhiệm vụ 4

1.2 Yêu cầu 4

1.3 Cấu tạo và nguyên lý 4

1.3.1 Xuppáp 5

1.3.2 Đế xuppáp 7

1.3.4 Ống dẫn hướng xuppáp 8

1.3.5 xoLò xuppáp 9

1.3.6 Trục cam 9

1.3.7 Con đội 11

1.3.8 Đũa đẩy 14

1.3.9 Đòn bẩy 14

CHƯƠNG II: CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ DỰA TRÊN

THÔNG SỐ XE TOYOTA CAMRY……… .24

3.1 Thông số ban đầu, thông số chọn và thông số tham khảo của piston, chốt piston và xéc măng 25

3.2 Tính sức bền đỉnh piston 26

3.3 Tính sức bền đầu piston 28

3.4 Tính sức bền thân piston 30

3.5 Tính sức bền chốt piston 31

3.6 Tính khe hở giữa piston và xylanh 32

CHƯƠNG IV XÂY DỰNG QUY TRÌNH KIỂM TRA, CHẨN ĐOÁN, SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHÂN PHỐIKHÍ VVT-i ĐỘNG CƠ 2AR-FE TRÊN XE TOYOTA CAMRY

2 5Q .33

4.1 Hư hỏng thường gặp, nguyên nhân tác hại .33

4.1.1 Xupap 33 4.1.2 Ổ đặt .34

4.1.3 Lò xo xupap 34

4.1.4 Đòn gánh và trục đòn gánh 35

4.1.5 Móng hãm và đĩa chặn lò xo 35

4.1.6 Trục cam và bạc lót 36

4.2 Quy trình kiểm tra, chẩn đoán, sửa chữa van điều khiển dầu trục cam 37

4.2.1 Kiểm tra chẩn đoán bằng máy chẩn đoán 37

4.2.2 Quy trình tháo van điều khiển dầu trục cam 37

4.2.3 Quy trình kiểm tra van điều khiển dầu phối khí trục cam .40

4.2.4 Quy trình lắp van điều khiển dầu phối khí trục cam 41

5.2 Quy trình kiểm tra, chẩn đoán sửa chữa trục cam .43

5.2.1 Quy trình tháo trục cam .43

5.2.2 Quy trình lắp trục cam .53

5.2.3 Quy trình kiểm tra, chẩn đoán sửa chữa lắp quy lát 64

5.2.4 Quy trình tháo lắp quy lát 64

5.2.5 Quy trình kiểm tra lắp quy lát 66

5.2.5.1 Kiểm tra cụm quy lát 66

5.2.5.2 Kiểm tra lò xo nén 68

5.2.5.4 Kiểm tra xupáp xả .70

5.2.5.5 Kiểm tra khe hở dầu của bạc dẫn hướng xupáp .72

5.2.5.6 Kiểm tra đế xu páp nạp .73

5.2.5.7 Kiểm tra đế xupáp xả 73

5.2.5.8 Kiểm tra khe hở dầu trục cam .74

5.2.5.9 Kiểm tra khe hở dọc trục của trục cam .76

5.3.3 Quy trình thay thế một số chi tiết trên lắp quy lát .77

5.3.3.1 Thay bạc dẫn hướng xupáp nạp .77

5.3.3.2 Thay bạc dẫn hướng xupáp xả .79

5.3.3.3 Thay chốt rỗng .81

5.3.4 Quy trình sửa chữa một số chi tiết trên lắp quy lát .82

5.3.4.1 Sửa chữa đế xupáp nạp .82

5.3.4.2 Sửa chữa đế xupáp xả .83

KẾT LUẬN ………84

TÀI LIỆU THAM KHẢO .85

Hình 1.1 Xuppáp 5

Hình 1.2 Kết cấu nấm xuppáp 5

Hình 1.3 Thân xuppáp 6

Hình 1.4 Kết cấu đuôi xuppáp 7

Hình 1.5 Kết cấu đế xuppáp 7

Hình 1.6 Kết cấu ống dẫn hướng xuppáp 8

Hình 1.7 Lò xo xuppáp 9

Hình 1.8 Cam xuppáp 9

Hình 1.9 Trục cam 10

Hình 1.10 Cơ chế hạn chế dịch chuyển dọc trục cam 11

Hình 1.11 Con đội hình nấm và con đội hình trụ 12

Hình 1.12 Con đội con lăn 12

Hình 1.13 Con đội thủy lực 13

Hình 1.14 Đũa đẩy 14

Hình 1.15 Kết cấu đòn gánh trong cơ cấu xuppáp treo 14

Hình 1.16 Hình ảnh xe Toyota Camry 2018 16

Hình 1.17 Các chi tiết trên mặt lắp quy lát 19

Hình 1.18 Các chi tiết trên nắp quy lát 20

Hình 1.19 Van điều khiển dầu phối khí trục cam 21

Hình 1.20:Hệ thống điều khiển VVT-i động cơ 2AR-FE 23

Hình 1.21 Làm sớm thời điểm phối khí 24

Hình 1.22 Làm muộn thời điểm phối khí 24

Hình 1.23 Giữ thời điểm phối khí 24

Hình 1.24 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ 2AR-FE 25

Hình 2.1 Sờ đồ piston 28

Hình 2.2: Sơ đồ tính sức bền đỉnh piston 29

Hình 2.3: Sơ đồ tính bền đỉnh piston 30

Hình 2.4 Tính toán sức bền thân piston 32

Hình 3.1 Vị trí giắc DLC3 39

Hình 3.2 Kiểm tra van điều khiển dầu phối khí trục cam 42

Hình 3.5 Kiểm tra chiều dài lò xo nén 70

Hình 3.6 Kiểm tra độ lệch lò xo nén 70

Hình 3.7 Kiểm tra đường kính thân xupáp nạp 71

Hình 3.8 Kiểm tra độ dày nấm xupáp nạp 71

Hình 3.9 Kiểm tra chiều dài tổng thể của xupáp nạp 72

Hình 3.10 Kiểm tra đường kính thân xupáp xả 72

Hình 3.11 Kiểm tra độ dày nấm xupáp xả 73

Hình 3.12 Kiểm tra chiều dài tổng thể của xupáp xả 73

Hình 3.13 Kiểm tra khe hở dầu của bạc dẫn hướng xupáp 74

Hình 3.14 Kiểm tra đế xu páp nạp 75

Hình 3.15 Kiểm tra đế xupáp xả 75

Hình 3.16 Kiểm tra khe hở dầu trục cam 76

Hình 3.17 Kiểm tra khe hở dầu trục cam bằng dây đo nhựa 77

Hình 3.18 Kiểm tra khe hở dọc trục của trục cam 78

Hình 3.19 Thay bạc dẫn hướng xupáp nạp 79

Hình 3.20 Dùng đồng hồ so, đo đường kính lỗ lắp bạc trên cụm quy lát 79

Hình 3.21 Đóng bạc dẫn hướng xupáp nạp 80

Hình 3.22 Thay bạc dẫn hướng xupáp xả 81

Hình 3.23 Dùng đồng hồ so, đo đường kính lỗ lắp bạc trên cụm quy lát 81

Hình 3.24 Đóng bạc dẫn hướng xupáp xả 82

Hình 3.25 Doa bạc dẫn hướng xupáp xả 83

Hình 3.26 Thay chốt rỗng 83

Hình 3.27 Dùng dụng cụ rà xupáp sửa chữa đế xupáp nạp 84

Cùng với sự phát triển của các nghành công nghiệp, là sự gia tăng của vấn đề khíthải gây ô nhiễm môi trường và các nguồn năng lượng Trong số đó khí thải ô tô vànăng lượng dùng cho ô tô cũng góp phần làm gia tăng thêm vấn nạn này một số lượngkhông nhỏ Đó là những lý do thúc đẩy các hãng chế tạo ô tô trong và ngoài nước hiệnnay phải cải tiến và nâng cao tính ưu việt của động cơ, làm sao phải sử dụng nhiên liệumột cách tiết kiệm nhất mà vẫn cho hiệu suất sủ dụng cao nhất.

Để giải quyết vấn đề này nhằm nâng cao hiệu suất, cần phải có hệ thống “Phânphối khí” chính xác, đúng thời điểm để tạo hiệu suất tối ưu cho động cơ, lại giải quyếtđược vấn đề nhiên liệu

Đối với các ô tô hiện đại ngay cơ cấu phân phối khí đã được cải thiện một cáchtốt nhất, có thể tự điều chỉnh được quá trình phân phối khí, dựa vào tình trạng hoạtđộng của động cơ ở từng thời điểm

Qua thời gian học tập và nghiên cứu về chuyên ngành “Công nghệ kỹ thuật ô tô”

tại Trường Đại Học Thành Đô, em được nhận đề tài “Nghiên cứu khai thác kĩ thuật

cơ cấu phân phối khí VVT-I trên xe Toyota Camry 2.5Q” dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy PGS.TS Nguyễn Tiến Hòa Khoa Công nghệ kỹ thuật ô tô đại học Thành

đô

Trong quá trình thực hiện làm đồ án, do trình độ hiểu biết của chúng em còn hạnchế Nhưng dưới sự chỉ bảo, và hướng dẫn tận tình của thầy hướng dẫn và các thầy côtrong bộ môn công nghệ kỹ thuật ô tô nên đề tài của em đã được hoàn thành Tuy đềtài hoàn thành nhưng vẫn không tránh khỏi những thiếu sót Mong các thầy trong khoahướng dẫn và chỉ bảo thêm cho em, để đề tài của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày … tháng năm 2022

Sinh viên thực hiện

Lê Công Hoàng Việt

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm gần đây sự phát triển của các nghành khoa học nói chung vàngành kỹ thuật ô tô nói riêng đã có những bước ngoặt lớn trong lịch sử phát triển vớinhững sáng tạo ý tưởng mang tính chất đột phá mạnh mẽ do các kỹ sư tài ba cốnghiến Các nhà sản xuất đem lại cho chúng ta một thế giới ô tô hết sức phong, đa dạng

và không kém phần tiện nghi

Đi đôi với việc phát triển công nghệ kỹ thuật ô tô tạo ra những chiếc xe tiện íchhơn chiếc xe cũ thì việc kiểm tra sửa chữa bảo dưỡng những chiếc xe cũ đang dùngcũng rất được lưu tâm và ngày càng hoàn thiện hơn Việc nghiên cứu các giải, cáchthức và phương án thực hiện các quy trình tháo lắp, kiểm tra, chẩn đoán, bảo dưỡng vàsửa chữa sao cho tối ưu nhất được các kỹ sư nhà sản xuất, công ty xí nghiệp, cáctrường đào tạo nghề rất quan tâm Các sinh viên ngành công nghệ ô tô cũng rất hănghái nghiên cứu học tập mong muốn xây dung đưa ra những quy trình thực hiên hợp lý,tối ưu, đem lại hiệu quả công việc cao, chi phí thấp nhất

Một điều tất yếu là việc đưa ra các giải pháp kiểm tra chẩn đoán bảo dưỡng sửachữa cho cơ cấu phân phối khí động cơ ô tô, nhà sản xuất tối ưu hóa và dễ dàng thựchiện kiểm tra sửa chữa hơn

1.2 Ý nghĩa của đề tài

Đề tài góp phần củng cố và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như kiến thứcngoài thực tế của học sinh, sinh viên, những kỹ thuật viên và những người quan tâmđến “Hệ thống phân phối khí” Đề tài giúp cho sinh viên biết cách tìm hiểu và tổnghợp tài liệu, giúp cho sinh viên có ý thức tự học tập, tự nghiên cứu về lĩnh vực chuyênngành

Những kết quả thu được sau khi hoàn thành giúp cho sinh viên hiểu rõ, sâu hơn

về kết cấu, điều kiện làm việc và những hư hỏng, phương pháp kiểm tra sửa chữa “Hệ

Đối tượng nghiên cứu: Xây dựng quy trình kiểm tra sửa chữa “Hệ thống phân phối khí”, nắm rõ được kết cấu cũng như nguyên lý hoạt động của hệ thống.

Khách thể nghiên cứu: Các tài liệu về kết cấu động cơ, Ô Tô, tài liệu thực hành sửa chữa và những kiến thức thực hành đã được trang bị

1.5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Phân tích đặc điểm, kết cấu, nguyên lý làm việc của “Hệ thống phân phối khí”

- Tổng hợp các phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa, chẩn đoán hư hỏng

1.6 Các phương pháp nghiên cứu

1.6.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

* Khái niệm: Là phương pháp trực tiếp tác động vào đối tượng trong thực tiễn làm bộc lộ bản chất và các quy luật vận động của đối tượng

* Các bước thực hiện:

- Bước 1: Quan sát, tìm hiểu các thông số kết cấu của “Hệ thống phân phối khí”

- Bước 2: Lập phương án kiểm tra chẩn đoán hư hỏng của “Hệ thống phân phốikhí”

- Bước 3: Lập phương án bảo dưỡng, sửa chữa, khắc phục hư hỏng

1.6.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu

Là phương pháp nghiên cứu thu thập TTKH trên cơ sở nghiên cứu các văn bản, tài liệu đã có sẵn bằng các thao tác tư duy logic để rút ra kết luận khoa học cần thiết

• Các bước thực hiện :

- Bước 1: Thu thập, tìm tòi các tài liệu về hệ thống khởi động

- Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống chặt chẽ theo từngbước, từng đơn vị kiến thức, tư vấn đề tài khoa học có cơ sở và bản chất nhất định

- Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về “Hệ thống phân phốikhí”, phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học

- Bước 4: Tổng hợp kết quả thu được, hệ thống hóa các kiến thức liên quan (liênkết từng mặt, từng bộ phận thông tin đã được phân tích ) tạo ra một hệ thống lý thuyếtđầy đủ và sâu sắc

VVT-i TRÊN ĐỘNG CƠ 2AR-FE XE TOYOTA CAMRY

2.5Q1.1 Nhiệm vụ

Cơ cấu phân phối khí dùng thực hiện quá trình trao đổi khí, thải khí đã cháy (khíthải) ra khỏi xylanh và nạp hỗn hợp khí (động cơ xăng) hoặc không khí sạch (động cơdiesel) vào xylanh để động cơ làm việc liên tục

1.2 Yêu cầu

- Đảm bảo chất lượng của quá trình trao đổi khí

- Độ mở lớn

- Đóng mở đúng thời điểm quy định

- Đảm bảo đóng kín buồng cháy

- Độ mòn của chi tiết ít nhất và tiếng kêu nhỏ nhất

- Dễ điều chỉnh và sửa chữa

- Giá thành thấp

* Yêu cầu đối với hệ thống nạp:

+ Các đường dẫn khí phải được thiết kế đặc biệt để điều khiển lưu lượng, tốc độ

và chiều dẫn không khí tốt nhất

+ Cung cấp không khí để quét

+ Cung cấp khí sạch cho từng xylanh theo yêu cầu cháy hoàn hảo

+ Giảm tiếng ồn dòng khí lưu động

+ Sấy nóng được hỗn hợp khí và nhiên liệu khi đi vào xylanh

* Yêu cầu đối với hệ thống thải:

+ Dẫn khí thải của động cơ ra ngoài môi trường tốt

Góc của mặt côn trên nấm xuppáp thường làm nhỏ hơn góc mặt côn trên đếxuppáp khoảng 0,5- 1o để xuppáp có thể tiếp xúc với đế theo vòng tròn ở mép ngoàicủa mặt côn (nếu mặt đế xuppáp nhỏ hơn mặt côn của xup páp) Làm như thế có thểbảo đảm tiếp xúc được kín khít dù bề mặt nấm có thể bị biến dạng nhỏ.

Hình 1.2 Kết cấu nấm xuppáp

a: Nấm bằng b: Nấm lõm c: Nấm lồi d: Nấm chứa natri

- Nấm bằng: Ưu điểm là chế tạo đơn giản, có thể dùng cho cả xuppáp thải và

xuppáp nạp Vì vậy đa số động cơ thường dùng loại nấm này

- Nấm lõm: Đặc điểm là bán kính góc lượn giữa phần thân xup páp và phần nấm

rất lớn nhằm cải thiện tình trạng lưu thông của dòng khí nạp, tăng được độ cứng vữngcho nấm xuppáp Mặt dưới của nấm được khoét lõm sâu để giảm trọng lượng Nhượcđiểm là chế tạo khó và mặt chịu nhiệt của xuppáp lớn, xuppáp dễ bị quá nóng

- Nấm lồi: Cải thiện được tình trạng lưu động của dòng khí thải Chính vì vậy

xuppáp thải của tất cả các động cơ cường hóa đều làm theo dạng nấm lồi Để giảmtrọng lượng của nấm lồi, người ta thường khoét lõm phía trên phần nấm Nhược điểm

là khó chế tạo và bề mặt chịu nhiệt của nấm lớn

Hình 1.4 Kết cấu đuôi xuppáp

a: Đuôi xuppáp có mặt hình côn c: Đuôi xuppáp có lỗ để lắp chốt

b: Đuôi xuppáp có rãnh vòng d: Đuôi xuppáp bằng thép ostenis

Đuôi xuppáp phải có kết cấu để lắp đĩa lò xo xuppáp Thông thường đuôi xuppáp

có mặt côn (như hình 1.4.a) hoặc rãnh vòng (như hình 1.4.b) để lắp móng hãm Kếtcấu đơn giản nhất để lắp đĩa lò xo là dùng chốt (hình 1.4.c) nhưng có nhược điểm làtạo ứng suất tập trung

Để tăng khả năng chịu mòn, bề mặt đuôi xuppáp ở một số động cơ được tráng lênmột lớp thép hợp kim cứng (thép stenlit) hoặc chụp vào phần đuôi một nắp bằng théphợp kim cứng (như hình 1.4.d)

1.3.2 Đế xuppáp

Hình 1.5 Kết cấu đế xuppáp

Kết cấu đế xuppáp chỉ là một vòng hình trụ rỗng trên có vát mặt côn để tiếp xúc với mặt côn của nấm xuppáp Một vài loại đế xuppáp thường dùng giới thiệu trên hìnhMặt ngoài của đế xuppáp có thể là:

- Hình trụ trên có tiện rãnh đàn hồi

- Có khi mặt ngoài có độ côn nhỏ (khoảng 12o)

- Một số loại đế được lắp ghép bằng ren

Đế xuppáp thường được làm từ thép hợp kim hay gang hợp kim (gang trắng) Chiều dày của đế nằm trong khoảng (0,08 ÷ 0,15)do Chiều cao của đế nằm trong khoảng (0,18

÷ 0,25)do (do là đường kính họng đế)

Đế xuppáp bằng thép hợp kim thường được ép vào thân máy hoặc nắp xylanh với

độ dôi 0,0015 ÷ 0,0035 đường kính ngoài của đế

1.3.4 Ống dẫn hướng xuppáp

Hình 1.6 Kết cấu ống dẫn hướng xuppáp

a: Ống dẫn hướng có mặt vát đầu

b: Mặt ngoài của ống dẫn hướng có độ côn

c: Mặt ngoài của ống dẫn hướng có vai và cữ

Ống dẫn hướng xuppáp nhằm tránh sửa chữa và tránh hao mòn cho thân máyhoặc nắp xylanh ở chỗ lắp xuppáp

- Xuppáp được lắp vào ống dẫn hướng theo chế độ lắp lỏng

- Bôi trơn ống dẫn hướng và thân xuppáp có thể dùng phương pháp bôi trơncưỡng bức bằng dầu nhờn do bơm dầu cung cấp dưới một áp suất nhất định, bôi trơn

1.3.5 Lò xo xuppáp

Hình 1.7 Lò xo xuppáp

- Lò xo xuppáp để đóng kín xuppáp trên đế xuppáp

- Đảm bảo quá trình mở, đóng xuppáp không có hiện tượng va đập trên mặt cam

- Loại lò xo thường dùng nhất là lò xo xoắn ốc hình trụ, hai vòng ở hai đầu lo xoquấn xít nhau và mài phẳng để lắp ghép

- Trong động cơ cường hóa và cao tốc, mỗi xuppáp thường lắp một đến ba lò xolồng vào nhau Các lò xo này có chiều xoắn ngược nhau để khi làm việc khỏi kẹt vàonhau

1.3.6 Trục cam.

Trục cam thường bao gồm các phần cam nạp, cam xả và các cổ trục có thể còn cócam dẫn động bơm xăng, bơm cao áp và bánh răng dẫn động bơm dầu, bộ chia điện.v.v

1.3.6.1 Cam thải và cam nạp

Trong động cơ ô tô trục cam thường sử dụng các cam làm liền trục Trong cácđộng cơ tĩnh tại và tàu thủy, cam nạp và cam thải thường làm rời từng cái rồi lắp trêntrục bằng then hoặc đai ốc

Hình dạng và thứ tự của cam phối khí được quyết định bởi thứ tự làm việc, góc

độ phân phối khí và số kỳ của động cơ, kích thước xy lanh

Kích thước của cam chế tạo liền trục thường nhỏ hơn đường kính cổ trục Ngượclại các cam lắp rời thường có kích thước lớn hơn cổ trục

Hình 1.9 Trục cam

1 Đầu trục cam

2 Cổ trục cam

3 Cam nạp và cam thải

4 Cam lệch tâm bơm xăng

5 Cam bánh răng dẫn động bơm dầu bôi trơn

máy bằng hai bu lông 3 Một mặt của mặt bích 2 tiếp xúc với mặt bên của cổ trục cam

5 Mặt kia cách mặt đầu của ổ bánh răng cam 1 khe hở khoảng 0,1- 0,2 mm Trị số khe

hở dọc trục này do chiều dày của vòng chắn 4 quyết định Vòng chắn 4 lắp trên đầutrục cam và bị bánh răng cam ép sát vào mặt bên của cổ trục cam

Hình 1.10 Cơ chế hạn chế dịch chuyển dọc trục cam

1 Cổ đỡ trước trục phân phối

Con đội có thể chia làm ba loại chính: Con đội hình nấm và hình trụ: con đội lăn;con đội thủy lực

1.3.7.1 Con đội hình nấm và hình trụ

Khi dùng loại con đội này, loại cam phối khí phải dùng cam lồi Đường kính củamặt nấm tiếp xúc với trục cam phải lớn để tránh hiện tượng kẹt

Hình 1.11 Con đội hình nấm và con đội hình trụ

Loại con đội hình nấm được sử dụng nhiều trong cơ cấu phân phối khí kiểuxuppáp đặt thân con đội thường nhỏ, đặc, vít điều chỉnh khe hở xup páp bắt trên phầnđầu của thân

1.3.7.2 Con đội lăn

Hình 1.12 Con đội con lăn

Con đội lăn có thể dùng cho tất cả các dạng cam, nhưng thường dùng với dạngcam tiếp tuyến và cam lõm Ưu điểm là ma sát nhỏ và phản ánh chính xác quy luật

đóng kín trên đế xuppáp con đội đi xuống vị trí thấp nhất lúc này lỗ dầu 3 trên thâncon đội trùng với lỗ dầu trên thân máy Đồng thời lò xo 2 đẩy piston 1 đi lên cho tớikhi đầu piston chạm vào đuôi xuppáp Do đó trong cơ cấu phân phối khí không có khe

hở nhiệt, khi piston 1 bị lò xo 2 đẩy lên, trong khoan chứa dầu phía piston có độ chânkhông Dầu nhờn đi qua lỗ 3 và ống đế van 4 đầy bị 5 mở ra bổ xung vào khoang chứa

5: Thân con đội

6: Đường dầu vào

- Nhược điểm của con đội thủy lực là: Chất lượng quá trình làm việc của con đội thủy lực phụ thuộc vào chất lượng dầu nhờn

1.3.7 Đũa đẩy

Hình 1.14 Đũa đẩy

a: Đầu đũa đẩy dạng lồi

b: Đầu đũa đẩy dạng lõm

Đũa đẩy dùng trong cơ cấu phân phối khí xuppáp treo thường là một thanh dài,đặc hoặc rỗng dùng để truyền lực từ con đội đến đòn bẩy

Để giảm nhẹ trọng lượng, đũa đẩy thường làm bằng ống thép rỗng hai đầu hàngắn với các đầu tiếp xúc hình cầu (đầu tiếp xúc với con đội) hoặc mặt cầu lõm (đầutiếp xúc với vít điều chỉnh như trên hình 1.14b)

1.3.9 Đòn bẩy

Đòn bẩy là chi tiết truyền lực trung gian một đầu tiếp xúc với đũa đẩy một đầutiếp xúc với đuôi xuppáp Khi trục cam nâng con đội lên, đũa đẩy đẩy một đầu của đònbẩy lên, đầu kia của đòn bẩy nén lò xo xuppáp xống và mở xuppáp Đầu tiếp xúc vớiđũa đẩy thường có vít điều chỉnh Sau khi điều chỉnh khe hở nhiệt, vít này được hãmchặt bằng đai ốc Đầu tiếp xúc với đuôi xuppáp thường có mặt tiếp xúc hình trụ đượctôi cứng Nhưng cũng có khi dùng vít để khi mòn thay thế được dễ dàng Mặt ma sátgiữa trục và bạc lót ép trên đòn bẩy được bôi trơn bằng dầu nhờn chứa trong phần rỗngcủa trục Ngoài ra trên đòn bẩy người ta còn khoan lỗ để dẫn dầu đến bôi trơn mặt tiếpxúc với đuôi xuppáp và mặt tiếp xúc của vít điều chỉnh Chiều dài của hai cánh tay đòncủa đòn bẩy thường khác nhau, cánh tay đòn phía trên trục cam lc thường ngắn hơnphía bên xuppáp lxp tỷ số truyền :

Sở dĩ làm như vậy để làm giảm hành trình của con đội, do đó có thể làm giảm giatốc và lực quán tính của cơ cấu phối khí

CHƯƠNG II: CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ VVT-i T XE TOYOTA CAMRY 2.5Q

2.1 Giới thiệu về hệ thống phân phối khí động cơ 2AR-FE trên xe Camry 2018

2.1.2 Thông số kỹ thuật xe Toyota Camry 2018

Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật xe Toyota Camry 2.5Q

Thông số kỹ thuật của xe Toyota Camry 2.5Q

Thời điểm đóng mở xupáp Nạp

Mở 30 380

Đóng 610 260

Hộp số tự động 6 tốc độ điều khiển điện tử Super ECT

Điều khiển đa chế độ

Dùng dầu ATF loại WS

2.2 Hệ thống phân phối khí trên động cơ 2AR-FE xe Toyota Camry 2018

2.3 Vị trí các chi tiết hệ thống phân phối khí trên động cơ

Hình 1.17 Các chi tiết trên mặt lắp quy lát

Hình 1.18 Các chi tiết trên nắp quy lát

Hình 1.19 Van điều khiển dầu phối khí trục cam

2.4 Hệ thống điều khiển thời điểm phối khí VVT-i

Bộ chấp hành của hệ thống VVT-i bao gồm bộ điều khiển VVT-i dùng để xoaytrục cam nạp, áp suất dầu dùng làm lực xoay cho bộ điều khiển VVT-i, và van điềukhiển dầu phối phí trục cam để điều khiển đường đi của dầu

Bộ điều khiển bao gồm một vỏ được dẫn động bởi xích cam và các cánh gạt được

cố định trên trục cam nạp Áp suất dầu gửi từ phía làm sớm hay làm muộn trục camnạp sẽ xoay các cánh gạt của bộ điều khiển VVT-i theo hướng chu vi để thay đổi liênlục thời điểm phối khí của trục cam nạp

Khi động cơ ngừng, trục cam nạp chuyển động đến trạng thái muộn nhất để duytrì khả năng khởi động Khi áp suất dầu không đến bộ điều khiển VVT-i ngay lập tứcsau khi động cơ khởi động, chốt hãm sẽ hãm các cơ cấu hoạt động của bộ điều khiểnVVT-i để tránh tiễng gõ

Ngoài loại trên, cũng có một loại mà píttông dọc chuyển theo hướng trục giữacác then xoắn của bánh răng bên ngoài (tương ứng với vỏ) và bánh răng trong (gắntrực tiếp vào trục cam) để làm xoay trục cam

Hình 1.20:Hệ thống điều khiển VVT-i động cơ 2AR-FE

* Nguyên lý làm việc:

Sử dụng tốc độ động cơ, khối lượng khí nạp, vị trí bướm ga và nhiệt độ nước làmmát, ECM can tính toán thời gian van tối ưu cho từng điều kiện lái xe (thời gian vanmục tiêu) ECM sử dụng thời gian tính toán này để điều khiển các van điều khiển dầuthời gian trục cam Ngoài ra, ECM sử dụng tín hiệu từ các cảm biến vị trí trục cam vàcảm biến vị trí trục khuỷu để phát hiện thời gian van thực tế, do đó cung cấp điềukhiển phản hồi để đạt được thời gian van mục tiêu

2.5 Van điều khiển thời gian trục cam

Van điều khiển thời gian trục cam điều khiển lưu lượng dầu đến cụm bánh răngthời gian với ống chỉ của nó van sử dụng điều khiển chu kỳ nhiệm vụ từ ECM Điềunày cho phép áp suất thủy lực được áp dụng cho trục cam thời gian lắp ráp bánh răngtrước hoặc bên chậm Khi động cơ dừng, van điều khiển thời gian trục cam nạp dừng ở

vị trí chậm và van điều khiển thời gian trục cam xả dầu dừng ở vị trí trước

Hình 1.21 Làm sớm thời điểm phối khí.

- Làm muộn thời điểm phối khí: Khi van điều khiển dầu phối khí ở vị trí như trênhình vẽ áp suất dầu tác dụng lên khoang cánh gạt phía làm muộn thời điểm phối khí

Hình 1.22 Làm muộn thời điểm phối khí.

- Giữ nguyên thời điểm phối khí:

2.6 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ 2AR-FE

Hình 1.24 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ 2AR-FE

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG PHÂN PHỐI

KHÍ DỰA TRÊN THỐNG SỐ XE TOYOTA CAMRY

3.1 Tính toán kiểm tra một số thông số cơ bản của hệ thống động cơ

3.1.2 Thông số cơ bản của piston, chốt và xéc măng

Stt Các thông số chọn Công thức tính toán Lựa chọn

h = H- 0,04= 0.15- 0.04

0,090 m 0,060 m

3.1.3 Tính sức bền của đỉnh piston

Hình 2.1 Sờ đồ piston

Trong quá trình làm việc đỉnh piston vừa chịu tải trọng cơ học (lực khí thể) lại vừa chịu tảitrọng nhiệt nên trạng thái biến dạng khá phức tạp Vì vậy, để đơn giản hóa trong tính toán ta đitính trạng thái ứng suất gần đúng theo những giả thiết nhất định (phụ thuộc vào phương pháptính) Áp dụng công thức Back, để tính kiểm nghiệm bền cho đỉnh piston ta giả thiết:

- Coi đỉnh piston là một đĩa có chiều dày đồng đều đặt tự do trên gối đỡ hình trụ

- Coi áp suất khí thể phân bố đều

- là áp suất khí thể (Mpa)

Ta có :

(MN)

Hình 2.2: Sơ đồ tính sức bền đỉnh piston

* Trên nửa đỉnh piston có những lực sau đây tác dụng:

- Lực khí thể Lực này tác dụng lên trọng tâm của nửa hình tròn cách trục x-x một đoạn

Nhận xét thấy nên đỉnh piston thỏa mãn điều kiện bền

3.1.4 Tính sức bền của đầu piston.

Hình 2.3: Sơ đồ tính bền đỉnh piston

Tiết diện I-I trên hình vẽ là tiết diện suy yếu nhất của đầu piston (tiết diện này cắtngang qua rãnh của xécmăng dầu) Tiết diện này chịu kéo bởi phần khối lượng phía trên nó

và chịu nén bởi lực khí thể trong quá trình cháy, giãn nở Vì vậy, để kiểm tra xem

đầu piston có đảm bảo bền hay không ta cần phải xác định được ứng suất kéo và ứng suất néntại tiết diện I-I

a Ứng suất kéo : (10-5/54 II)

Áp dụng công thức:

Trong đó: + là khối lượng phía trên tiết diện I-I (kg).

+là gia tốc lớn nhất của piston ()

+ là diện tích tiết diện I-I

- Tính khối lượng phía trên tiết diện I-I:

Áp dụng công thức:

Trong đó:

+ là khối lượng riêng vật liệu làm piston, với piston làm bằng hợp kim nhôm ta chọn = 2,5 kg/d= 2,5.103 (kg/m3)

+V là thể tích phần đầu piston phía trên mặt cắt I-I : V =

Trong đó: là thể tích phần đầu piston phía trên mặt cắt I-I coi là đặc

* Tính diện tíchcủa tiết diện I-I:

Trong đó: -là thông số kết cấu: =0,235

- là vận tốc góc của piston (rad/s) được xác định theo công thức

Từ biểu thức tính gia tốc ta nhận thấy đạt giá trị cực đại khi Khi đó ta có:

3.1.5 Tính sức bền của thân piston.

Để kiểm tra xem thân piston có đảm bảo bền không ta cần phải tính được áp suất nén của thânpiston lên vách xylanh sau đó so sánh với áp suất nén cho phép

Áp dụng công thức:

MN/m2 Trong đó: - là áp suất tác dụng lên vách xylanh

- D là đường kính xilanh tính theo (m)

- là chiều dài thân piston tính theo (m)

- là lực ngang cực đại được tính theo sơ đồ hình vẽ sau

(m)

Hình 2.4 Tính toán sức bền thân piston

Trong đó: tính theo đơn vị (atm)

Nhận xét thấy bệ chốt piston đảm bảo bền.

3.1.7 Tính khe hở giữ piston và xy lanh

Nói chung khe hở liên quan rất nhiều đến khả năng truyền dẫn nhiệt qua vách xylanh Nếu coi nhiệt độ trung bình của xylanh là 1000C thì khe hở lắp ráp piston phải lựa chọn sao cho đỉnh của piston không vượt quá 3000 C đối với đông cơ xăng

Khe hở nóng khi piston ở trạng thái làm việc xác định theo công thức kinh nghiệm sau đây:

Trong đó :

- là khe hở tương đối của piston

+ khe hở giữa piston và xylanh ở phần đỉnh piston (mm)

(mm)

+ khe hở giữa piston và xylanh ở phần thân piston (mm)

(mm)

CHƯƠNG IV XÂY DỰNG QUY TRÌNH KIỂM TRA, CHẨN ĐOÁN, SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ

2AR-FE TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2.5Q4.1 Hư hỏng thường gặp, nguyên nhân tác hại

Khi động cơ làm việc có tiếng kêu lách cách đều ở buồng xupáp hoặc nắp chegiàn đòn gánh Do khe hở của đuôi xupáp với con đội (khe hở nhiệt), thân xupáp vớiống dẫn hướng quá lớn làm cho các chi tiết mòn nhanh,công suất động cơ bị giảm, làmthay đổi góc mở sớm, đóng muộn của xupáp khe hở nhiệt xupáp lớn quá làm cho hànhtrình mở xupáp bị giảm

Khi nổ máy công suất động cơ bị giảm là do khe hở nhiệt của xupáp quá nhỏ,nấm

và ổ đặt bị cháy rỗ,dẫn đén lọt khí,tỷ số nén thấp,công suất động cơ bị giảm

Động cơ làm việc có tếng kêu ở thân động cơ: tiếng kêu trần nhỏ ở giữa thânđộng cơ,phía đuôi trục khủy nghe rõ hơn.Do khe hở giữa bạc và trục cam quá lớn, táchại làm cho bạc và trục cam mòn nhanh,áp suất dầu bôi trơn bị giảm

Động cơ làm việc có tếng kêu rào rào ở phía trước,do khe hở ăn khớp giữa cácbánh răng, trục khủy và bánh răng cam quá lớn hoặc không đều,răng bị sứt mẻ,gãy.Tác hại làm cho mòn nhanh cặp bánh răng, động cơlàm việc không đều và có thểkhông làm việc được

Do va đập với ổ đặt, làmviệc ở nhiệt độ cao, tiếp xúcvới dòng khí thải có tốc độ lớn

và chứa nhiều chất ôxy hoá

Làm cho xupap đóngkhông kín công suất củađông cơ bị giảm, suấttiêu hao nhiên liệu tăng

Thân xupap bịmòn không đều

mòn côn mònôvan, có thể bịcong vênh nứtgãy ở phầnchuyển tiếp

Do ma sát với ống dẫnhướng, bôi trơn và làm mátkhó khăn Va đập với đỉnhpiston, làm việc lâu ngày, vật

liệu bị mỏi

Xupap chuyển độngkhông vưng vàng có thể

bị kẹt, treo Nứt gãy làmnấm rơi vào buồng đốtảnh hưởng nghiêm trọngtới động cơ

5

Đuôi xupap bịmòn, tòe

Do va đập với đầu cò mổ,con đội, làm việc lâu ngày

Thay đổi góc phaphối khí, ảnh hưởng trựctiếp đến góc mở sớmđóng muộn, tới quá trìnhnạp đầy thảI sạch củađộng cơ

Do va đập với xupap, tiếpxúc với khí cháy ở nhiệt độ cao

Tất cả những dạng hưhỏng trên đều có thể làmcho xupap đóng khôngkín với ổ đặt, dẫn đến lọtkhí Biểu hiện là động cơyếu, làm việc không đạtcông suất tối đa, nhiềukhói đen, tốn nhiênliệu….Hỏng nặng có thểđộng cơ không làm việc

4.1.3 Lò xo xupap

1

Lò xo bịgiảm đàntính

Dol àm việc lâu ngày trongđiều kiện nhiệt độ cao, chịu biếnđổi lớn trong chu kì

Làm cho quá trìnhnạp và thải không được

hiệu quả