NGHIÊN cứu và PHỤC hồi hệ THỐNG bôi TRƠN và làm mát TRÊN ĐỘNG cơ 1NZ FE

Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ PHỤC HỒI HỆ THỐNG BÔI TRƠN VÀ LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ 1NZ-FE Sinh viên thực hiện: Ngô Lương Gia Huy; Phan Anh Đức Mã SV: 1711504210159 và 1711504210109 Lớp: 17OTO1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Nhận xét của người hướng dẫn

Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ PHỤC HỒI HỆ THỐNG BÔI TRƠN VÀ LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ 1NZ-FE

Sinh viên thực hiện: Ngô Lương Gia Huy; Phan Anh Đức

Mã SV: 1711504210159 và 1711504210109

Lớp: 17OTO1

Với đề tài nghiên cứu hệ thống bôi trơn và làm mát trên xe Toyota vios thì nhiệm vụ của đề tài này là phục hồi và nghiên cứu những nguyên tắc cơ bản và hiểu được chính xác những khái niệm lý thuyết và thực hành để hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao từ thầy hướng dẫn Nguyễn Lê Châu Thành cùng với các thầy bộ môn trong khoa hướng dẫn giúp chúng em có thể hoàn thành được đề tài này tốt nhất có thể

Nắm được những khái niệm cơ bản của hai hệ thống: làm mát và bôi trơn trên động cơ 1nz-fe Toyota

Vẽ bản vẽ theo mô hình đã cho trên phần mềm AutoCAD

Hoàn thành trình bày nội dung bảo vệ trên Microsoft word và Microsoft PowerPoint

Tổng hợp những kiến thức đã được đào tạo từ đầu và kết hợp chúng để hoàn thành đồ án một cách tốt nhất có thể

Hiểu được tổng quan về động cơ 1nz-fe

Phân phối thời gian hợp lý để làm đồ án

Hiểu được bản vẽ và các kết cấu các bộ phận trong hai hệ thống bôi trơn và làm mát

Tìm hiểu tài liệu từ nhiều nguồn để làm thuyết minh và chọn lọc tài liệu không lạm dụng nguồn tài liệu

Nộp bài đúng hạn Và đúng với quy định của phụ lục

Trong quá trình thực hiện đề tài này, kiến thức lý thuyết và thực tế của bản thân đã được học hỏi thêm nhiều

Kiểm tra và phục hồi được hệ thống bôi trơn và làm mát trên động cơ cùng với các nhóm khác

Giảng viên hướng dẫn: ThS GVC Nguyễn Lê Châu Thành

Sinh viên thực hiện: Ngô Lương Gia Huy Mã SV: 1711504210159

Phan Anh Đức Mã SV: 1711504210109

1 Tên đề tài

Nghiên cứu và phục hồi hệ thống bôi trơn và làm mát trên động cơ 1NZ-FE

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu

Các số liệu:

Kiểu 4 xilanh thẳng hàng, 16 van, cam

kép DOHC có VVT-I, dẫn động xích Dung tích công tác 1497 cm3

Đường kính xy lanh D 75 mm

Hành trình piston S 84, 7 mm

Công suất tối đa 81Kw/6000 rpm

Mô men xoắn tối đa 142/4200 (N m/rpm)

Hệ thống phun nhiên liệu SFI

Chỉ số Octan của nhiên liệu

Cơ cấu phối khí 16 xupap dẫn động bằng xích, có

VVT-iThời

Tài liệu ban đầu:

- Tài liệu hướng dẫn sửa chữa xe Toyota Vios

- Nguyễn Tất Tiến “Nguyên lý động cơ đốt trong” NXB giáo dục, 2000

- Tài liệu “Chẩn đoán kỹ thuật động cơ và ô tô” Biên soạn ThS Nguyễn Lê

Châu Thành

3 Nội dung chính của đồ án

- Tổng quan về các hệ thống điện trên động cơ và động cơ 1NZ-FE lắp trên

xe Toyota Vios 2007

- Nguyên lý, kết cấu của các hệ thống bôi trơn và hệ thống làm mát trên động

cơ 1NZ-FE

- Xây dựng các quy trình kiểm tra, chẩn đoán hư hỏng của các hệ thống

- Kiểm tra, chẩn đoán, phục hồi mô hình hệ thống bôi trơn và hệ thống làm trên động cơ 1NZ-FE

4 Các sản phẩm dự kiến

- Bản trình bày nguyên lý, kết cấu, các vấn đề kiểm tra hư hỏng và biện pháp phục hồi hệ thống bôi trơn và hệ thống làm mát động cơ 1NZ-FE;

- Mô phỏng nguyên lý hoạt động của các hệ thống bằng phần mềm mô phỏng

- Động cơ 1NZ-FE được phục hồi và hoạt động bình thường;

- Bản báo cáo và các bản vẽ theo đúng quy định

Lời nói đầu

Trong những năm gần đây ngành công nghiệp ô tô thế giới phát triển không ngừng theo hướng áp dụng ngày càng cao các tiến bộ khoa học công nghệ đặc biệt là lĩnh vực tin học vào các trang thiết bị hệ thống trên xe nhằm tối ưu hóa quá trình hoạt động và nâng cao quá trình sử dụng, ngành công nghiệp ô tô nước

ta

Để đáp ứng nhu cầu đó, động cơ đốt trong ngày nay đang phát triển mạnh, giữ vai trò quan trọng trong các ngành kinh tế quốc dân như nông nghiệp, giao thông vận tải, đường bộ để thuận tiện cho sự phát triển của động cơ người ta chia động cơ đốt trong cũng như ngành ô tô thành nhiều hệ thống phục vụ cho

sự nghiên cứu như: hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát… Trong mỗi hệ thống đều có một vai trò nhất định, trong đó hệ thống bôi trơn là một trong những hệ thống chính của động cơ

Em chọn đề tài “NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG BÔI TRƠN VÀ LÀM MÁT

TRÊN XE TOYOTA VIOS” với động cơ 1 NZ- FE, vì đây là một đề tài nó

giúp em củng cố kiến thức đã học, biết đi sâu tìm hiểu các hệ thống khác, bên cạnh đó còn để giúp em nâng cao kiến thức phục vụ tốt hơn cho công việc sau này khi ra trường Chúng em chọn TOYOTA vì đây là một trong những xe hiện đại được lắp ráp tại Việt Nam

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn NGUYỄN LÊ CHÂU

THÀNH đã tận tình hướng dẫn cùng sự giúp đỡ chỉ bảo các thầy giáo trong bộ

môn

Trong quá trình nghiên cứu và làm đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót kính mong được sự quan tâm chỉ bảo của các thầy để em được hiểu sâu hơn về vấn đề này

ĐÀ NẴNG, ngày 2 tháng 5 năm 2021

Sinh viên

NGÔ LƯƠNG GIA HUY, PHAN ANH ĐỨC

Chúng em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của Thầy NGUYỄN LÊ CHÂU THÀNH Kết quả nghiên cứu được công bố trong đồ án

là trung thực Các tài liệu sử dụng trong luận án có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố

Sinh viên thực hiện

{Chữ ký, họ và tên sinh viên}

MỤC LỤC

Nhận xét của người hướng dẫn ii

Nhận xét của người phản biện i

TÓM TẮT i

Nhiệm vụ đồ án i

Lời nói đầu i

Lời cam đoan ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ v

MỞ ĐẦU vii

1.1 Tính cấp thiết của đề tài vii

Mục đích vii

Lý do chọn đề tài viii

Ý nghĩa của đề tài viii

Chương 1: TỔNG QUAN 1

1.2 Giới thiệu về động cơ 1NZ-FE trên xe Toyota vios 1

1.3 Hệ thống bôi trơn 2

Nhiệm vụ của hệ thống bôi trơn 2

Yêu cầu 4

Thông số sử dụng và tính chất của dầu bôi trơn 4

Các phương án bôi trơn trên động cơ ô tô 5

1.4 Hệ thống làm mát 3

Phân loại và cấu tạo của hệ thống làm mát 3

Chương 2: SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG BÔI TRƠN VÀ LÀM MÁT CỦA ĐỘNG CƠ 1NZ-FE 7

2.1 Khái quát chung hệ thống bôi trơn trên động cơ 1nz-fe 7

Bôi trơn trục khuỷu- thanh truyền 9

Bôi trơn piston 10

Kết cấu các bộ phận chính của hệ thống bôi trơn 10

2.2 Khái quát chung của hệ thống làm mát trên động cơ 1NZ-FE 3

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát trên động cơ

1NZ-FE: [4] 3

Sơ các bộ phận trong hệ thống làm mát động cơ 1NZ-FE 4

Chương 3: PHỤC HỒI HỆ THỐNG BÔI TRƠN VÀ LÀM MÁT CỦA ĐỘNG CƠ 1NZ-FE 8

3.1 Quy trình phục hồi hệ thống làm mát 8

Quy trình bảo dưỡng thường xuyên 8

Quy trình bảo dưỡng định kỳ đối với hệ thống 8

Quy trình rửa hệ thống làm mát 9

3.2 Các nguyên nhân hư hỏng thường gặp của hệ thống làm mát 10

Quy trình tháo lắp kiểm tra, sửa chữa, bảo dưỡng các cụm chi tiết 11

3.3 Quy trình phục hồi hệ thống bôi trơn: 13

Quy trình phục hồi sửa chữa các cụm chi tiết trong hệ thống bôi trơn: 13

Các nguyên nhân hư hỏng của hệ thống 19

3.4 Các nguyên nhân hư hỏng của các cụm chi tiết trong hệ thống bôi trơn xe Toyota vios 20

Các dạng hư hỏng của bơm dầu 20

Các hư hỏng của van an toàn 20

Quy trình tháo lắp sửa chữa hư hỏng lọc 20

Quy trình bảo dưỡng và thay dầu động cơ 22

Yêu cầu kỹ thuật để kiểm nghiệm sau khi hệ thống đã được sửa chữa: 25

KẾT LUẬN 26

TÀI LIỆU THAM KHẢO 27

PHỤ LỤC 28

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 1.2 Thông số cơ bản của động cơ 1NZ- FE: 2

Hình 1.1 Vị trí các chi tiết của hệ thống bôi 3

Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc của phương án bôi trơn té dầu 5

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte ướt 2

Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte khô 2

Hình 1.5 Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi 3

Hình 1.6 Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên 3

Hình 1.7 Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng 4

Hình 1.8 Hệ thống làm mát cưỡng bức kiểu hai vòng tuần hoàn 4

Hình 1.9 Hệ thống làm mát một vòng hở 5

Hình 1.10 Sơ đồ hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao bốc hơi ngoài 5

Hình 1.11 Hệ thống làm mát nhiệt độ cao nhiệt của hơi nước và khí thải 6

Hình 1.12 Hệ thống làm mát bằng không khí động cơ 4 xi lanh 6

Hình 2.1 Sơ đồ mạch dầu đi bôi trơn động cơ 1NZ-FE trên Toyota vios 7

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống bôi trơn trên xe Toyota vios 8

Hình 2.3 Kết cấu trục khuỷu động cơ 1NZ-FE 9

Hình 2.4 Thanh tuyền động cơ 1NZ-FE 9

Hình 2.5 Kết cấu piston động cơ 1 NZ- FE 10

Hình 2.6 Cấu tạo bơm bánh răng 11

Hình 2.7 Sơ đồ cấu tạo bầu lọc bôi trơn động cơ 1NZ-FE 12

Hình 2.8 Cấu tạo mạch đèn báo áp suất dầu bôi trơn 2

Hình 2.9 Sơ đồ hệ thống làm mát 3

Hình 2.10 Kết cấu quạt gió động cơ 1NZ-FE 4

Hình 2.11 Sơ đồ điều khiển quạt 4

Hình 2.12 Kết cấu bơm nước 5

Hình 2.13 Kết cấu của van hằng nhiệt 6

Hình 2.14 Kết cấu két nước 7

Hình 2.15 Kết cấu nắp két làm mát 7

Hình 3.1 Thay dung dịch nước làm mát 8

Hình 3.2 Vệ sinh hệ thống làm mát 9

Hình 3.3 Xả dung dịch cần dùng nước sạch để rửa lại hệ thống làm mát 9

Hình 3.4 Bộ kiểm tra và thử xì két nước làm mát 10

Hình 3.5 Đường di chuyển của nước về bình chứa phụ 11

Hình 3.6 Vị trí 15 bu lông và đai ốc 13

Hình 3.7 Tháo 2 gioăng chữ O ra khỏi thân máy và cácte dầu 13

Hình 3.8 Vị trí 2 gioăng chữ O 13

Hình 3.9 Vị trí các chi tiết 14

Hình 3.10 Tháo 2 bu lông và 3 vít và nắp bơm dầu 14

Hình 3.11 Tháo nút van an toàn bơm dầu 14

Hình 3.12 Tháo phớt chắn dầu của bơm 15

Hình 3.13 Lắp phớt của bơm dầu 15

Hình 3.14 Lắp van an toàn của bơm dầu 15

Hình 3.15 Lắp bộ roto bơm dầu 16

Hình 3.16 Lắp nắp bơm dầu 16

Hình 3.17 Lắp 2 gioăng chữ o mới vào 16

Hình 3.18 Gióng thẳng then của rôto 16

Hình 3.19 Lắp cụm bơm dầu bằng 15 bulông và đai ốc 17

Hình 3.20 Lắp giá bắt chân máy nằm ngang 17

Hình 3.21 Thiết bị kiểm tra độ kín khít của bơm dầu bôi trơn 19

Hình 3.22 Sơ đồ thể hiện sự hư hỏng của lõi lọc 20

Hình 3.23 Sơ đồ tháo bầu lọc dầu bôi trơn 21

Hình 3.24 Đồ thị bổ sung dầu động cơ 23

Hình 3.25 Phân loại dầu động cơ theo API, SAE 24

Hình 3.26 Quá trình thay dầu cho động cơ 24

là động cơ đốt trong sẽ không bị thay thế hoàn toàn mà chỉ đơn thuần là một bước chuyển mình dưới thời đại công nghiệp hóa thân thiện với môi trường này mà thôi Ngoài việc được sử dụng song hành với các loại động cơ nhiệt khác trong một

số lĩnh vực, cho đến nay động cơ đốt trong là động cơ chủ yếu được sử dụng Trong

đó, động cơ đốt trong loại piston có hiệu suất cao nhất trong các loại động cơ đốt trong, chiếm số lượng lớn nhất và được sử dụng rộng rãi nhất Vì thế, thuật ngữ

“động cơ đốt trong” còn có ý dùng ngắn gọn để chỉ động cơ đốt trong loại piston, ngoài ý chỉ tổng quát về động cơ đốt trong

Động cơ đốt trong được cải tiến qua nhiều thời kỳ từ xưa đến nay trong đó bao gồm các hệ thống không thể thiếu như: hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát, hệ thống nhiên liệu mỗi hệ thống đều có tầm quan trọng nhất định Trong đó, hệ thống bôi trơn và làm mát là đề tài mà chúng em chọn để nghiên cứu trong những

hệ thống chính của động cơ đốt trong

Trong quá trình học tập các môn học chuyên ngành về động cơ đốt trong, đồ

án tốt nghiệp với đề tài nghiên cứu và phục hồi, mà cụ thể là phục hồi hệ thống bôi trơn và làm mát, giúp cho chúng em biết được cách vận hành cũng như sửa chữa phục hồi hệ thống có vai trò rất lớn đến quan điểm nghề nghiệp sau này của chúng

Lý do chọn đề tài

Là một sinh viên sắp ra trường thì cái mà ai cũng mong muốn hướng đến trong tương lai là kiến thức chuyên môn cũng như những kỹ năng mà nhà trường và các thầy cô đã truyền đạt, để củng cố lại điều đó thì việc chọn đề tài này và dưới sự hướng dẫn của thầy hướng dẫn đã một phần nào đó giúp chúng em ôn tập lại kiến thức sau 4 năm đại học và áp dụng nó để thực hiện đề tài phục hồi động cơ 1nz-fe nói chung và hai hệ thống là hệ thống bôi trơn và làm mát, nhờ đó bọn em đã học được rất nhiều thứ và tích góp kinh nghiệm cho công việc sau này

Ý nghĩa của đề tài

- Giúp sinh viên tổng hợp được kiến thức một cách logic nhất

- Giúp sinh viên tiếp cận thực tế được với động cơ

- Giúp sinh viên nắm vững cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu trên động cơ 1NZ-FE, từ đó làm tiền để kiến thức cho các hệ thống khác

- Có kinh nghiệm trình bày word, PowerPoint một cách chu đáo nhất

- Sử dụng được phần mềm để vẽ các chi tiết (AutoCAD)

- Giúp sinh viên tự tin hơn trong lúc mới ra trường khi chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế với nhiều động cơ mới hơn

Chương 1: TỔNG QUAN

1.2 Giới thiệu về động cơ 1NZ-FE trên xe Toyota vios

Mẫu xe Toyota Vios được giới thiệu lần đầu vào năm 2003 bởi Toyota soluna, vios được biết đến là một chiếc subcompact cả dòng sedan 4 cửa, tiêu thụ ở thị trường Đông Nam Á và Trung Quốc

Chiếc Vios được lắp ráp đầu tin tại Thái Lan, mẫu Vios ở thi trường Thái Lan, Indonesia, Singapore, Brunei, Malaysia và Đài loan được trang bị động cơ 1 NZ-FE

1 51, 16 valve, DOHC cùng hệ thống VVT-i

Mẫu Vios với động cơ 2NZ-FE nhỏ hơn với dung tích 1 31 được bán ở Philippines Ở thị trường Trung Quốc vios được trang bị động cơ 8A-FE

Ngày 20/9/2007 công ty Toyota cho ra mắt vios ở thị trường Việt Nam với 3 mẫu gồm limo, 1 5G và 1 5E So với phiên bản cũ thì Vios năm 2007 được cải tiến nhiều hơn về mặt nội thất và ngoại thất, các kỹ sư vẫn giữ nguyên động cơ 1 5 lít DOHC, trang bị hệ thống VVT-i trên chiếc sedan bé nhỏ Vios 2007 tích hợp với những chức năng hiện đại phù hợp với người việt cả về chức năng cũng như giá thành

- Ý nghĩa của tên động cơ: 1NZ- FE

- 1: Thế hệ động cơ

- NZ: Họ động cơ

- F: Kiểm soát góc mở cam DHOC

- E: Phun xăng điện tử

Được ra mắt vào năm 1997 đến năm 2003 được trang bị trên mẫu sedan Vios Động cơ 1 NZ- FE khá ấn tượng với dung tích xy lanh 1947 cc được trang bị cam kép, với hệ thống điều khiển điện tử điều khiển van nạp biến thiên VVT-i (variable valve timing with intelligence) Sản sinh ra công suất 107 mã lực ở mức 6000 (vòng/ phút) và mô men xoắn cực đại cực đại 145 Nm ở số vòng quay 4400 vòng / phút ngoài ra, động cơ 1 NZ-FE còn được trang bị hệ thống phun nhiên liệu điện tử EFI cùng hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS

Năm 2007 động cơ 1 NZ- FE trang bị trên phiên bản Toyota VIOS được hoàn thiện hơn với hệ thống điều khiển bướm ga điện tử ETCS- I cùng với cảm biến bàn đạp ga kiểu hall động cơ đặt tiêu chuẩn khí xã EURO IV

Bảng 1.2 Thông số cơ bản của động cơ 1NZ- FE:

Số xy lanh 4 xy lanh, thẳng hàng, cam kép

DOHC có VVT-I, dẫn động xích Dung tích xi lanh V = 1497(cm3)

Nhiệm vụ của hệ thống bôi trơn

Hệ thống bôi trơn trên động cơ có nhiệm vụ cung cấp một lượng dầu bôi trơn với áp suất và lưu lượng thích hợp đến các bề mặt của các chi tiết có chuyển động tương đối với nhau để:

- Cácte dầu động cơ: dùng để chứa dầu bôi trơn

- Lưới lọc dầu: Lưới lọc dầu được đến ngay đầu bơm dầu để loại bỏ các bụi bẩn có kích thước lớn trước khi vào bơm dầu

- Bơm dầu: Dùng để bơm dầu từ cácte động cơ đến các vị trí trong động cơ

- Que thăm dầu: Dùng để đo mức dầu và kiểm tra mức độ biến chất của dầu

- Công tắc áp suất dầu: Công tắc này theo dõi xem áp suất dầu có bình thường hay không, và nó truyền tính hiệu đến đèn báo

Lọc dầu: Lọc các bụi bẩn hay kim loại nhỏ có trong dầu mà lưới lọc còn sót lại

Hình 1.3 Vị trí các chi tiết của hệ thống bôi trơn

Bên cạnh những nhiệm vụ chính đó, hệ thống bôi trơn còn có các nhiệm vụ sau:

+ Bôi trơn các bề mặt ma sát, làm giảm tổn thất ma sát: Trong trường hợp này, dầu nhờn đóng vai trò là chất liệu trung gian đệm vào giữa các bề mặt ma sát có chuyển động tương đối với nhau, làm cho các bề mặt ma sát tiếp xúc gián tiếp với nhau Việc tránh được sự tiếp xúc trực tiếp giữa các bề mặt ma sát sẽ làm giảm được sự mài mòn, sự va đập nhờ đó tăng tuổi thọ cho chi tiết…

+ Làm mát ổ trục: Dầu nhờn trong trường hợp này đóng vai trò chất lỏng làm mát ổ trục, tản nhiệt do ma sát gây ra khỏi ổ trục, đảm bảo nhiệt độ làm việc bình thường của ổ trục So với nước tuy rằng dầu nhờn có nhiệt hoá hơi chỉ khoảng là

4070 kcal/kg, trong khi đó nhiệt độ hoá hơi của nước là 590 kcal/kg, và khả năng dẫn nhiệt của dầu nhờn cũng rất nhỏ 0 0005Cal/0c g s, trong khi đó của nước là 0 0015cal/0c g s, nghĩa là khả năng thu- thoát nhiệt của dầu nhờn là rất thấp so với nước, thế nhưng nước không thể thay thế được chức năng của dầu nhờn, do còn phụ thuộc vào một số đặc tính lý hoá khác

+ Tẩy rửa mặt ma sát: Trong khi làm việc, các bề mặt ma sát cọ xát vào nhau gây ra mài mòn, sự lọt khí xuống cacte, tróc, xước hạt kim loại rơi ra bám trên mặt ma sát Do đó, khi đi bôi trơn, dầu nhờn chảy qua các bề mặt ma sát sẽ cuốn theo các tạp chất bám trên bề mặt ma sát

+ Bao kín khe hở giữa piston- xi lanh, xéc măng- piston: giảm khả năng lọt khí qua các khe hở này

+ Chống oxy hóa: nhờ vào các chất phụ gia có trong dầu

+ Rút ngắn quá trình chạy rà động cơ: vì khi chạy rà động cơ phải dùng dầu bôi trơn có độ nhớt thấp, ngoài ra dầu còn pha các phụ gia đặc biệt, do đó các chi tiết nhanh chóng ăn khớp với nhau để rút ngắn thời gian

- Nhiệt độ dầu bôi trơn khoảng 80÷160 Không được làm mát dầu bôi trơn nhiều quá thì sẽ làm mất hiệu suất nhiệt của động cơ

- Yêu cầu công suất động cơ trong hệ thống bôi trơn không được vượt quá 3÷5%, dầu bôi trơn để tìm, dễ thay thế, thời gian sử dụng lâu dài

Thông số sử dụng và tính chất của dầu bôi trơn

- Độ nhớt là một trong những tính chất quan trọng nhất liên quan đến chất lượng dầu bôi trơn

-Mỗi loại động cơ yêu cầu dầu bôi trơn có một độ nhớt nhất định, phù hợp với điều kiện làm việc của động cơ, không được quá đặt hoặc quá lỏng

- Các loại dầu bôi trơn thường có ký hiệu và chỉ số trên bao bì thể hiện tính năng và phạm vi sử dụng của chúng Hiện nay các chỉ số của dầu chủ yếu dựa trên tiêu chuẩn của các tổ chức Hoa Kỳ Có 2 thông số quan trọng để đánh giá đó là chỉ

số SAE và chỉ số API

- Chỉ số SAE (Society of Automobile Engineers) ban hành tháng 6 năm 1989

là chỉ số phân loại theo độ nhớt 1000C và 180C của hiệp hội kỹ sư Hoa Kỳ Tại một nhiệt độ nhất định chỉ số SAE lớn nghĩa là độ nhớt cao và ngược lại Chỉ số SAE cho biết cấp độ nhớt chia thành 2 loại:

+ Loại đơn cấp

Là loại chỉ có 1 chỉ số độ nhớt dùng cho mùa đông hoặc các mùa khác dầu dùng cho mùa đông có ký hiệu chỉ số độ nhớt và thêm chữ W trên cơ sở nhiệt độ thấp 18ºc, ví dụ: SAE 5W, SAE 10W Dầu dung cho các mùa khác thì trong chỉ số

độ nhớt không có chữ W và dựa trên cơ sở độ nhớt ở 100ºC ví dụ: SAE20, SAE 30

+ Loại đa cấp hay đa độ nhớt

- Là lại có hai chỉ số nhớt ở nhiệt độ thấp và cao ví dụ; 20W/50; 10W/40 Loại này có phạm vi môi trường sử dụng rộng hơn so với dầu đơn cấp Ví

SAE-dụ dầu nhớt đơn cấp SAE-40 dùng cho môi trường có nhiệt độ từ 260C đến 420C

trong khi dầu nhớt đa cấp SAE-20W/50 có thể sử dụng ở môi trường nhiệt độ thay đổi từ 00C đến 400C Dầu thường sử dụng ở nước ta là loại SAE 20W-40

- Chỉ số API (American Petroleum Institute) là chỉ số đánh giá chất lượng dầu nhớt của viện hóa dầu Hoa Kỳ Chỉ số API cho biết cấp chất lượng dầu nhớt theo chủng loại động cơ Người ta phân thành 2 loại:

+ Dầu chuyên dụng: Là loại dầu chỉ dùng cho một trong hai động cơ là xăng

hoặc Diesel, dầu dung cho động cơ xăng có ký hiệu S và một chữ tiếp theo thể hiện cấp độ chất lượng từ A đến H Dầu dung cho động cơ diesel có ký hiệu là C và một chữ tiếp theo thể hiện cấp độ từ A đến F

+ Dầu đa dụng: Là loại dầu bôi trơn có thể dùng cho cả động cơ xăng và

Diesel

Các phương án bôi trơn trên động cơ ô tô

• Phương án bôi trơn té dầu[3]

Sơ đồ nguyên lý hoạt động:

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc của phương án bôi trơn té dầu a-Bôi trơn vung té trong động cơ; b-Bôi trơn vung té trong động cơ đứng; c- Bôi

trơn vung té có bơm dầu đơn giản

1-Bánh lệch tâm; 2-Piston bơm dầu; 3-Thân bơm; 4-Cácte; 5-Ðiểm tựa; Máng dầu phụ; 7-Thanh truyền có thìa hắt dầu nằm ngang;

6-Nguyên lý làm việc

- Khi động cơ làm việc, các chi tiết chuyển động như trục khuỷu thanh truyền, bánh răng…sẽ vung té dầu lên các bề mặt chi tiết cần bôi trơn như, vách xi lanh, các cam…ngoài ra một phần dầu vung té ở dạng sương mù rơi vào hay đọng bám ở kết cấu hứng dầu của các chi tiết khác cần bôi trơn, như đầu nhỏ thanh truyền Nguyên

lý làm việc:

- Dầu nhờn được chứa trong cácte (4) khi động cơ làm việc nhờ vào thìa múc dầu lắp trên đầu to thanh truyền (7) múc hất tung lên

- sau đó dầu nhờn mới được hất tung lên Cứ mỗi vòng quay của trục khuỷu thìa hắt dầu múc dầu lên một lần… Để đảm bảo cho các ổ trục không bị thiếu dầu, trên các vách ngăn bên trên ổ trục thường có các gân hứng dầu khi dầu tung lên

- Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte ướt:

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte ướt 2-Phao hút dầu; 3-Bơm dầu nhờn; 5-Lọc thô; 8-Ðường dầu lên chốt khuỷu; 9-Ðuờng dầu chính; 0-Ổ trục cam; 11-Bầu lọc tinh; 12-Két làm mát dầu; 4-Van an toàn của bơm dầu; 6-Van an toàn của lọc thô; 13-Van khống chế dầu qua két làm

mát; T-Ðồng hồ nhiệt độ dầu nhờn; M-Ðồng hồ áp suất

Nguyên lý làm việc

+ Bơm dầu được dẫn động bởi trục khuỷu hoặc trục cam, dầu được bơm dầu (3) hút từ cácte (1) qua phao dầu (2), ở phao dầu (2) có trang bị lưới lọc để loại bỏ bụi bẩn có kích thước lớn ở lại Dầu qua sau bơm được chia thành hai nhánh, một nhánh đi vào két làm mát dầu (12) rồi chảy về cácte động cơ, nhánh còn lại đi qua lọc dầu thô (5) đến đường bôi trơn chính (8) Từ đường dầu (8) dầu đi theo nhánh (9) đi bôi trơn trục khuỷu sau đó đến bôi trơn đầu to thanh truyền, chốt piston và đi theo đường dầu (10) đi bôi trơn trục cam Ngoài ra cũng theo đường dầu chính một lượng dầu đi thẳng qua lọc dầu tinh 11 để loại bỏ các bụi bẩn và mạt kim loại nhỏ còn sót lại sau đó dầu đi về cácte với áp suất thấp

+ Van số 4 sẽ hoạt động và cho phép dầu chảy qua nó trở về phía trước bơm khi động cơ làm việc ở tốc độ nhanh Nó giữ cho áp suất làm việc trong hệ thống được ổn định trong suốt quá trình làm việc

+ Van số 6 là van an toàn, van này sẽ hoạt động khi lọc dầu 5 bị tắc nghẽn, khi này áp suất dầu tăng lên mở van 6 cho dầu đi vào đường dầu chính số 8 để bôi trơn

hệ thống

+ Van số 13 điều chỉnh lượng dầu đi qua bộ làm mát dầu bôi trơn

- Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte khô

Sơ đồ nguyên lý làm việc

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte khô 1-Phao hút dầu; 2-Bơm chuyển dầu nhờn; 3-Bầu lọc thô; 11-Két làm mát dầu 14-Thùng chứa dầu; 15-Bơm hút dầu từ cácte về thùng chứa Van an toàn của bơm;

e-Van an toàn của bầu lọc thô; d-Van khống chế dầu qua két làm mát; M-

Ðồng hồ áp suất; T- Ðồng hồ nhiệt độ dầu nhờn

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý bôi trơn của hệ thống bôi trơn cácte khô giống nguyên lý hoạt động của hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte ướt nhưng chỉ khác là bôi trơn cưỡng bức cácte ướt là ở trong hệ thống này có thêm hai bơm hút dầu từ cácte về thùng chứa, sau đó bơm 2 mới chuyển dầu đi bôi tron Trong hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte ướt, nơi chứa dầu đi bôi trơn là cácte, còn ở đây là thùng chứa dầu, van (d) thường

mở

Phân loại và cấu tạo của hệ thống làm mát

- Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi

11- Cacti chứa dầu

- Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên

4 3

1- Đường nước; 2- Xi lanh; 3- Đường dẫn nước vào két làm mát; 4- Nắp két;

5- Két nước; 6- Quạt gió; 7- Đường nước làm mát động cơ

- Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng

9

1 11

10 8

7

Hình 1.4 Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng

1- Thân máy; 2- Đường nước ra khỏi động cơ; 3- Bơm nước;

4- Ống nước nối tắt vào bơm; 6- Van hằng nhiệt; 7- Két làm mát; 8- Quạt gió; 9- Ống dẫn nước về bơm; 10- Bình làm mát dầu bôi trơn

- Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn hai vòng

1 2 3 4

5 6

7 8

9 10

Hình 1.4 Hệ thống làm mát cưỡng bức kiểu hai vòng tuần hoàn 1-Đường nước phân phối; 2- Thân máy; 3- Nắp xi lanh; 4- Van hằng nhiệt; 5- Két làm mát; 6- Đường nước ra vòng hở; 7- Bơm nước vòng hở; 8- Đường nước vào bơm nước vòng hở; 9- Đường nước tắt về bơm vòng kín;

- Hệ thống làm mát một vòng hở

p2 , tra

6

p2 , tvaìo

Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống làm mát cưỡng bức nhiệt độ cao bốc hơi ngoài

1- Động cơ; 2- Van tiết lưu; 3- Bộ tách hơi; 4- Quạt gió; 5- Bộ ngưng tụ nước;

6- Không khí làm mát; 7- Bơm nước

và nhiệt của khí thải

2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12

13 14

15 16

5- Bộ tăng nhiệt cho nước ra; 6- Bộ tăng nhiệt cho nước trước khi vào bộ tách

hơi; 7, 9- Van tiết lưu; 8- Bộ tách hơi nước; 10- Tua bin hơi; 11- Bộ ngưng tụ;

12, 14, 15, 16- Bơm nước; 13- Thùng chứa nước [2]

Hình 1.4 Hệ thống làm mát bằng không khí động cơ 4 xi lanh

(A)- Hệ thống làm mát bằng gió dùng quạt gió hướng trục (B)- Quạt gió

Chương 2: SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG BÔI TRƠN VÀ LÀM MÁT CỦA ĐỘNG CƠ 1NZ-FE

2.1 Khái quát chung hệ thống bôi trơn trên động cơ 1nz-fe

Hệ thống bôi trơn trên xe Toyota Vios 1 5G 2007 là hệ thống bôi trơn cưỡng bức, tuần hoàn kín, dầu đi bôi trơn cho tất cả các chi tiết trong động cơ Ở động cơ 1NZ-FE không có két làm mát Sau đây là sơ đồ mạch dầu đi bôi trơn động cơ [4]:

Hình 2.1 Sơ đồ mạch dầu đi bôi trơn động cơ 1NZ-FE trên Toyota vios

Hệ thống bôi trơn lắp trên động cơ 1NZ-FE là loại hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte ướt và bôi trơn vung té dầu

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống bôi trơn trên xe Toyota vios 1-Hộp Cácte; 2-Phao hút dầu; 3-Bơm dầu; 4-Van ổn áp; 5-Bầu lọc thô; 6-Van

an toàn; 7-Đồng hồ đo áp suất; 8-Đườngdầuchính; 9-Đườngdầu trục khuỷu; 10-Đường dầu trục cam; 11-Bầu lọc tinh; 12-Két làm mát; 13-Van nhiệt; 14-

Đồng hồ nhiệt; 15-Nắp rót dầu; 16-Que thước thăm dầu

Nguyên lý làm việc

Dầu bôi trơn chứa trong cácte (1) được bơm dầu (3) hút qua phễu hút và lưới lọc (2) đi vào bầu lọc (5) qua lọc, trên bơm dầu có van một chiều (4) đóng vai trò van an toan, trên đường dầu chính có đồng hồ chỉ thị áp suất dầu (7), dầu sau khi đi qua bầu lọc đi theo đường dầu chính, trên đường dầu chính có các đường dầu dẫn đi bôi trơn cho trục khuỷu (8), và các cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, trục cam (10), dàn cò mổ (11) và các chi tiết liên quan Dầu bôi trơn cho các chi tiết này sẽ rơi xuống cácte, kết hợp với bôi trơn cưỡng bức, các chi tiết khác còn được bôi trơn bằng cách vung té nhờ sự chuyển động của các chi tiết chuyển động, nhờ đặc điểm này dầu bôi trơn còn có khả năng cuộn các hạt kim loại và chuyển chúng về cácte hoặc lọc dầu Còn lượng dầu còn lại sau khi đi bôi trơn theo đường dầu chính trở về cácte (1) dầu này nằm trong khoảng (15  30%) Trên đường dầu chính có nhánh đi tới két làm mát dầu (16) sau khi đi qua két thì trở về cácte, ngoài ra hệ thống còn có thước thăm dầu (13) và ống bổ sung dầu (14)

Trong trường hợp bơm dầu (3) làm việc với áp suất quá cao (có hiện tượng bị tắc đường ống) đề phòng ống dầu bị vỡ, van an toàn (4) mở (áp suất mở van cao hơn 6, 0 kg/ cm²) dầu bôi trơn sẽ thoát trở về thùng cácte

Trong trường hợp bầu lọc 5 bị bẩn tắc dầu đi bôi trơn sẽ bị thiếu Ðể đảm bảo

đủ dầu bôi trơn cho hệ thống thì van 6 sẽ mở (khi áp suất lớn hơn 2, 5kg/cm²) cho dầu đi thẳng vào các đường dầu chính

Bôi trơn trục khuỷu- thanh truyền

Trục khuỷu của động cơ 1 NZ-FE được chế tạo thành một khối liền, vật liệu chế tạo bằng thép các bon có thành phần các bon trung bình như các loại thép 40÷50, cổ trục khuỷu được gia công và xử lý bề mặt có độ cứng và độ bóng cao Đường kính cổ khuỷu chế tạo trong khoảng 46000-46, 012 mm, đường kính cổ biên được chế tạo trong khoảng 39, 992-40, 000 mm

Hình 2.1 Kết cấu trục khuỷu động cơ 1NZ-FE

1 Đầu trục khuỷu để lắp bánh răng; 2-Cổ trục khuỷu; 3-Cổ biên; 4-Phần

840 mm[3]

Hình 2.1 Thanh tuyền động cơ 1NZ-FE

1-Thân thanh truyền; 2- Bu lông thanh truyền; 3- Nắp đầu to thanh truyền

Bôi trơn piston

Đường kính piston đo được ở 27 mm tính từ đỉnh piston: 79, 945-79, 955 mm[3]

Hình 2.1 Kết cấu piston động cơ 1 NZ-FE

1-Xecmang lửa; 2-Xecmang khí; 3-Xecmang dầu, 4- Piston; 5-Chốt piston; Piston của động cơ 1NZ-FE được chế tạo bằng hợp kim nhôm Do điều kiện làm việc của piston như trên, nên vật liệu dùng để chế tạo piston có độ bền cao

Cơ cấu phân phối khí 1NZ-FE sử dụng phương án bố trí xu páp treo Động cơ

sử dụng 16 xu páp, gồm 8 xu páp thải và 8 xu páp nạp, để điều khiển việc nạp thải

Để dẫn động xu páp động cơ dùng 1 trục cam bố trí trên nắp xi lanh, trục cam được dẫn động thông qua bộ truyền xích Các xu páp bố trí thành 2 dãy dọc theo thân máy, xu páp được dẫn động gián tiếp thông qua cò mổ

Kết cấu các bộ phận chính của hệ thống bôi trơn

a Phao hút dầu

Phao hút dầu gồm có lưới lọc và ống dẫn dầu Lưới lọc bằng đồng hoặc thép

Cỡ mắt lưới đến 1 mm2, chủ yếu dùng để lọc sạch bọt bẩn và tạp chất có kích thước lớn Phao hút dầu được lắp chặt với ống dẫn dầu Nó được đặt cố định trên cácte dầu

b Bơm dầu nhờn

Trong hệ thống bôi trơn, bơm dầu nhờn là một bộ phận rất quan trọng Như ta

đã biết, các động cơ hầu hết đều dùng phương pháp bôi trơn cưỡng bức, áp suất dầu

được tạo ra nhờ bơm dầu Bơm dầu có tác dụng cung cấp dầu cho các thiết bị nằm sau nó trên hệ thống một cách liên tục, đảm bảo áp suất, lưu lượng dầu cần cho hệ thống bôi trơn Bơm dầu sử dụng trong động cơ đốt trong hầu hết đều là các bơm thể tích chuyển dầu bằng áp suất thuỷ tĩnh như: bơm piston, bơm phiến trượt, bơm bánh răng, bơm trục vít Bơm dầu sử dụng trên động cơ Toyota Vios là loại bơm bánh răng ăn khớp trong

Hình 2.1 Cấu tạo bơm bánh răng

1- Đai ốc; 5- trục dẫn động; 2-lò xo van giảm áp; 6-bánh răng bị động; 3-van giảm áp; 7-rãnh dẫn dầu; 4-bánh răng chủ động; 8-then cài

Bơm bánh răng làm việc nhờ vào bánh răng dẫn động trên trục chủ động Bánh răng chủ động được lắp cố định trên trục chủ động nhờ mối ghép then Khi trục chủ động 5 được trục khuỷu dẫn động thông qua bánh răng dẫn động, bánh răng chủ động quay nên bánh răng bị động 6 quay theo Thể tích trong khoảng giữa hai bánh răng tăng lên làm áp suất giảm, dầu nhờn được hút vào Bánh răng tiếp tục quay làm thế tích trong khoang giảm, áp suất tăng, dầu nhờn được đẩy vào rãnh dẫn dầu 7 đi ra ngoài

Áp suất dầu đi bôi trơn phải đảm bảo tính ổn định do đó trong bơm dầu có thêm van an toàn 3 Nếu áp suất trên đường dầu áp suất cao B vượt quá giới hạn cho phép, thắng được sức cản của lò xo van an toàn 2 thì van an toàn sẽ được

mở ra nhờ áp suất dầu, dầu sẽ chảy 1 phần về đường dầu áp suất thấp A Trên bơm còn có vít điều chỉnh (đai ốc) 1 để điều chỉnh áp suất dầu bôi trơn khi cần thiết

c Bầu lọc dầu

Bầu lọc dầu hiện nay sử dụng rất rộng rãi, tuỳ thuộc vào phần tử lọc mà người

ta sử dụng làm bầu lọc thô hay lọc tinh Bầu lọc sử dụng trên xe Toyota Vios là bầu lọc thô

Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo bầu lọc bôi trơn động cơ 1NZ-FE

13-Lò xo bầu lọc; 14-Van bi bầu lọc; 15-Lò xo van an toàn; 16-Phần tử lọc;

17-Vỏ bầu lọc; 18-Ống trung tâm; 19-Van một chiều

Kết cấu của bầu lọc gồm có: Nắp bầu lọc định vị vào vỏ của động cơ bằng cơ cấu gen vặn, lò xo van an toàn (15) giữ cho phần đế van luôn ở trạng thái đóng, viên

bi van an toàn (14) được đặt trong bầu lọc, bộ phận lọc có phần tử lọc bằng giấy xếp xen kẽ nhau, van một chiều (19) được lắp ở đầu vào của dầu, phớt làm kín bằng kim loại ngăn không cho dầu bẩn lẫn vào dầu đã được lọc sạch và giữ được độ kín đó nhờ có lò xo (13), phần vỏ bầu lọc (17) lắp ghép với nắp bầu lọc bằng mối ghép gen

Nguyên lý làm việc:

Dầu sau khi đi qua bơm sẽ đi đến bầu lọc qua cửa C đi vào bầu lọc đi qua van một chiều, vào phần chung quanh của các phần tử lọc bằng giấy, sau đó dầu đi vào ống trung tâm bầu lọc để đi ra ngoài

Trên bầu lọc có van một chiều lắp ở cửa đi vào bầu lọc để ngăn cho các chất tích tụ ở phần ngoại vi của phần ngoài lọc quay về động cơ khi động cơ dừng lại Nếu phần tử lọc cấu kết làm cho bầu lọc bị tắc, bẩn sự, sự chênh lệch áp suất bên ngoài và trong tăng lên, khi mức chênh lệch đạt đến mức định trước thì van an toàn 14 sẽ mở ra (khi áp suất lớn hơn 2, 5 kG/ cm²) cho dầu đi thẳng vào đường dầu chính cung cấp cho hệ thống

Đèn báo áp suất dầu động cơ

d Sơ đồ cấu tạo mạch đèn báo áp suất

Hình 2.1 Cấu tạo mạch đèn báo áp suất dầu bôi trơn

A-Áp suất dầu bình thường; B-Áp suất dầu khi thấp; 1-Cực mát; 2-Ác quy; 3Khóa; 4-Đèn báo áp suất dầu bôi trơn; 5-Lò xo; 6-Màng; 7-Tiếp điểm Đèn cảnh báo áp suất dầu báo cho lái xe biết áp suất dầu ở mức thấp không bình thường Công tắc áp suất dầu được lắp trong cácte hoặc trong thân máy, dùng

để kiểm tra áp suất trong đường dầu chính

Nguyên lý làm việc

Cực mát được nối với tiếp điểm 7 thông qua thân động cơ, dòng điện từ ắc quy

2 được đưa đi qua khóa 3 và đèn báo áp suất 4 rồi đến tiếp điểm bên trên trong màng

Khi áp suất ở mức bình thường, 2 tiếp điểm tách rời nhau, khi đó nguồn điện không được nối mát nên đèn không sáng Khi áp suất thấp, màng 6 xếp 2 tiếp điểm lại với nhau, làm mạch điện được nối mát khi đó đèn phát sáng báo áp suất ở mức không bình thường

Áp suất dầu thấp khi nằm trong khoảng [19, 6 ± 4, 9 kPa (0, 2 ± 0 05 kG/cm2) hoặc thấp hơn] Khi động cơ tắt máy hoặc khi áp suất thấp hơn một mức xác định, tiếp điểm bên trong công tắc dầu đóng lại và đèn cảnh báo áp suất dầu sáng lên