Chuyên đề động cơ 2AR FE của hãng TOYOTA

Toyota Camry là dòng xe làm nên thương hiệu hạng sang Toyota. Trải qua hơn 30 năm ra đời, Camry vẫn giữ được chỗ đứng trong phân khúc xe Sedan với tính năng vận hành hoàn hảo, những đặc điểm nổi trội về chất lượng, độ bền và sự tin cậy tuyệt đối. Trong năm 2013, Toyota đã giới thiệu dòng Camry 2013 hoàn toàn mới tại Việt Nam, Toyota Camry 2013 có các phiên bản 2.0 E; 2.5 G; 2.5 Q trong đó Toyota Camry 2.5G thuộc phân khúc hạng sang, đáp ứng nhu cầu của khách hàng về đẳng cấp của một chiếc xe. Toyota Camry 2.5G thuộc thế hệ thứ 7 và là sản phẩm mới nhất của Toyota về dòng Sedan. Toyota Camry 2.5 G với kiểu dáng hiện đại, năng động và thể thao, trang bị động cơ mạnh mẽ và tiết kiệm nhiên liệu tối đa, khả năng cân bằng và vận hành êm ái, tiếp tục củng cố vững chắc danh tiếng vượt bậc nhất. Mang đến cho người sở hữu sự tiện nghi và tạo cảm giác thoải mái vô tận, đáp ứng một cách cao nhất nhu cầu của khách hàng. Camry 2.5 G 2013 được thiết kế với vẻ ngoài trẻ trung, những đường nét góc cạnh sắc sảo tạo ấn tượng lớn. Phần đầu rộng hơn, tấm tản nhiệt mạ Crom, cụm đèn sương mù sử dụng công nghệ LED tạo cảm giác mở rộng bề ngang tăng độ vững chắc Camry 2.5G 2013 được thiết kế với kiểu dáng khí động học, thiết kế khung xe hấp thụ va đập để đảm bảo tiết kiệm nhiên liệu và vận hành an toàn hơn. Nội thất được thiết kế sang trọng tạo cảm giác thoải mái và an toàn. Hệ thống điều hòa không khí tự động với 3 cửa (lái xe, hành khách trước và hành khách sau) và 4 túi khí 2 bên cửa hành khách sau và 2 phía trước), được hỗ trợ thêm túi khí đầu gối cho người lái. Nút khởi động và hệ thống khóa thông minh. Hệ thống VSC tự động điều chỉnh công suất động cơ và tự động phanh 4 bánh giúp xe ổn định qua cua.

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ 2AR-FE VÀ CÁC ĐẶC TÍNH

1.1 Giới thiệu động cơ 2AR-FE.

Toyota Camry là dòng xe làm nên thương hiệu hạng sang Toyota Trải qua hơn 30năm ra đời, Camry vẫn giữ được chỗ đứng trong phân khúc xe Sedan với tính năng vậnhành hoàn hảo, những đặc điểm nổi trội về chất lượng, độ bền và sự tin cậy tuyệt đối.Trong năm 2013, Toyota đã giới thiệu dòng Camry 2013 hoàn toàn mới tại Việt Nam,Toyota Camry 2013 có các phiên bản 2.0 E; 2.5 G; 2.5 Q trong đó Toyota Camry 2.5Gthuộc phân khúc hạng sang, đáp ứng nhu cầu của khách hàng về đẳng cấp của một chiếc

xe Toyota Camry 2.5G thuộc thế hệ thứ 7 và là sản phẩm mới nhất của Toyota về dòngSedan

Toyota Camry 2.5 G với kiểu dáng hiện đại, năng động và thể thao, trang bị động cơmạnh mẽ và tiết kiệm nhiên liệu tối đa, khả năng cân bằng và vận hành êm ái, tiếp tụccủng cố vững chắc danh tiếng vượt bậc nhất Mang đến cho người sở hữu sự tiện nghi vàtạo cảm giác thoải mái vô tận, đáp ứng một cách cao nhất nhu cầu của khách hàng

Camry 2.5 G 2013 được thiết kế với vẻ ngoài trẻ trung, những đường nét góc cạnhsắc sảo tạo ấn tượng lớn Phần đầu rộng hơn, tấm tản nhiệt mạ Crom, cụm đèn sương mù

sử dụng công nghệ LED tạo cảm giác mở rộng bề ngang tăng độ vững chắc Camry 2.5G

2013 được thiết kế với kiểu dáng khí động học, thiết kế khung xe hấp thụ va đập để đảmbảo tiết kiệm nhiên liệu và vận hành an toàn hơn

Nội thất được thiết kế sang trọng tạo cảm giác thoải mái và an toàn Hệ thống điềuhòa không khí tự động với 3 cửa (lái xe, hành khách trước và hành khách sau) và 4 túi khí

2 bên cửa hành khách sau và 2 phía trước), được hỗ trợ thêm túi khí đầu gối cho ngườilái Nút khởi động và hệ thống khóa thông minh Hệ thống VSC tự động điều chỉnh côngsuất động cơ và tự động phanh 4 bánh giúp xe ổn định qua cua

Ngoài vẻ thanh lịch và sang trọng bên trong là khối động cơ 2AR-FE mạnh mẽ làđộng cơ xăng có 4 xy lanh thẳng hàng, dung tích xy lanh 2.5 lít, trục cam kép DOHC 16xupap dẫn động bằng xích, hệ thống phân phối khí biến thiên thông minh kép (DualVVT-i), hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS), hệ thống điều chỉnh chiều dài đường ống nạp(ACIS), hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh (ETCS-i) Động cơ này đượcphát triển để đạt được hiệu suất cao, êm dịu, tiết kiệm nhiên liệu và khí thải sạch hơn Ta

thực hiện thu thập tín hiệu từ các cảm biến: nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ khí nạp, vị tríbướm ga, cảm biến lưu lượng khí nạp, lấy tín hiệu IGT để đo thời gian ngậm điện củabobine và tốc độ động cơ, lấy tín hiệu từ một chân #10 hoặc #20 trên mỗi kim phun vềECU động cơ để đo thời gian mà kim phun nhiên liệu với mỗi chu kỳ của máy.

1.2 Đặc tính động cơ 2AR-FE.

Động cơ 2AR-FE có có các đặc tính cơ bản sau:

Số xi lanh và cách bố trí 4-xy lanh, thẳng hàng

(với VVT-I)Dung tích làm việc của xi-lanh 2493 cm3

Đóng 4o – 44o ATDC

Quy định khí thải trên đường ống ULEV-II, SFTP

Khối lượng động cơ (với dầu và nước

Một đường ống phân phối dầu được lắp bên trong nắp máy Điều này đảm bảo bôi trơn các bộ phận trượt của dàn cò, nâng cao độ tin cậy.

Hình 2.1 Cấu tạo nắp máy

2.1.1 Gioăng nắp quy lát

Sử dụng miếng gioăng bằng kim loại ba lớp

Bề mặt của miếng gioăng được phủ một lớp cao su fluoro để đảm bảo độ tin cậy cao

Hình 2.2 Gioăng nắp quy lát 2.2.2 Nắp quy lát

Cấu trúc nắp quy lát đã được đơn giản hóa bằng cách tách nắp trục cam khỏi nắp quy lát

Nắp quy lát, được làm bằng nhôm, chứa một buồng đốt kiểu pentroof Bugi được đặt ở trung tâm của buồng đốt để cải thiện hiệu suất chống kích nổ của động cơ.

Buồng đốt có hình côn được sử dụng để cải thiện hiệu suất chống kích nổ Ngoài ra, hiệu suất động cơ và khả năng tiết kiệm nhiên liệu đã được cải thiện.Kim phun nhiên liệu kiểu vòi dài được lắp vào nắp quy lát để giảm khoảng cách từ kim phun đến van nạp, do đó ngăn nhiên liệu bám vào thành cửa nạp và giảm lượng khí thải HC

Hình 2.3 Nắp máy

Hình 2.4 Cấu tạo nắp máy

2.2 Thân máy

Các đường dẫn nước đã được cung cấp giữa các lỗ khoan của xi lanh Bằng cách cho phép chất làm mát động cơ chảy giữa các lỗ xi lanh, kết cấu này giúp nhiệt độ của thành

xi lanh được giữ đồng nhất

Các tấm lót là loại có gai, được sản xuất để bề ngoài đúc của chúng tạo thành các bề mặt lớn không đều nhằm tăng cường độ bám dính giữa các tấm lót và khối xi lanh nhôm Khả năng bám dính tăng cường giúp tản nhiệt, dẫn đến nhiệt độ tổng thể thấp hơn và giảm biến dạng nhiệt của lỗ khoan xi lanh

Các đường dẫn khí thổi được cung cấp trong cacte

Các đường thoát dầu được cung cấp trong cacte Điều này ngăn trục khuỷu trộn dầu động cơ, làm giảm lực cản quay

Giá đỡ bộ lọc dầu được tích vào cacte

Hình 2.5 Cấu tạo thân máy

Bộ tách dầu được cung cấp trong đường dẫn khí thổi vào bên trong khối xi lanh Điềunày tách dầu động cơ khỏi khí thải để giảm sự phân hủy và tiêu hao thể tích của dầu độngcơ

Hình 2.6 Cấu tạo bộ tách dầuThông qua việc sử dụng trục khuỷu bù đắp, tâm lỗ khoan được dịch chuyển 10 mm(0,39 in.) Về phía ống xả, so với tâm trục khuỷu Do đó, lực tác dụng lên thành xi lanhđược giảm bớt khi áp dụng áp suất tối đa, góp phần tiết kiệm nhiên liệu.

Hình 2.7 Nguyên lý trục khuỷu bù trừ

Sử dụng áo chống nước đáy nông Việc giảm thể tích chất làm mát động cơ giúp cảithiện hiệu suất khởi động, góp phần cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu

Bộ đệm áo nước được cung cấp trong áo nước của khối xi lanh.

Miếng đệm áo nước ngăn dòng nước ở đáy áo nước, dẫn chất làm mát vào khu vựcphía trên của áo nước và đảm bảo phân bố nhiệt độ đồng đều Nhờ đó, độ nhớt của dầuđộng cơ đóng vai trò là chất bôi trơn giữa các thành ống và các piston có thể được hạthấp, do đó làm giảm ma sát

Hình 2.8 Cấu tạo lớp áo nước

CHƯƠNG 3: CẨU TRÚC CỦA PISTON, THANH TRUYỂN VÀ TRỤC KHUỶU 3.1 Piston.

Piston được làm bằng hợp kim nhôm và khu vực váy được làm nhỏ gọn và nhẹ Phầnđầu piston sử dụng dạng hình côn để cải thiện hiểu quả đốt chát nhiên liệu Váy piston đãđược phủ một lớp nhựa để lầm giảm sự mất ma sát

Rãnh của vòng trên cùng được phủ một lớp oxit anot để cải thiện khả năng chống màimòn và chống ăn mòn

Vòng piston có độ căng thấp được sử dụng để giảm ma sát và tiết kiệm nhiên liệutuyệt vời các vòng piston có chiều rộng hẹp được sử dụng để giảm trọng lượn ma sát.Vòng nén số 1 có hình dạng vát bên trong được sử dụng

Một lớp PVD (lắng đọng hơi vật lý) đã được phủ lên bề mặt của vòng nén số 1, cảithiện khả năng chống mài mòn của nó.

Hình 3.1 Hình dạng lớp phủ bên ngoài piston

3.2 Thanh truyền

Các thanh kết nối và nắp được làm bằng thép

Các bu lông siết chặt vùng nhựa được sử dụng trên thanh kết nối

Các ổ trục của thanh nối được giảm chiều rộng để giảm ma sát

Bề mặt lót của ổ trục thanh kết nối đã được tạo rãnh để đạt được lượng dầu thông thoáng tối ưu

Kết quả là, hiệu suất quay của động cơ nguội đã được cải thiện và giảm rung động của động cơ

Hình 3.2 Cấu tạo thanh truyền

3.3 Trục khuỷu

Trục khuỷu được làm bằng thép hợp kim (thép microalloyed), gồm có 5 cổ khuỷu và

8 đối trọng

Một bánh răng truyền động trục cân bằng được gắn vào trục khuỷu

Các ổ trục của trục khuỷu được giảm chiều rộng để giảm ma sát

Bề mặt lót của ổ trục trục khuỷu đã được tạo rãnh để đạt được lượng dầu bôi trơn vàotốt ưu Kết quả hiệu suất quay của động cơ nguội đã được cải thiện và giảm rung động của động cơ

Rãnh dầu trên cổ trục khuỷu được làm lệch tâm để làm giảm lượng dầu rò rỉ từ ổ trục.Điều này cho phép giảm công suất của bơm dầu để đạt được hoạt động ma sát thấp

Hình 3.3 Cấu tạo trục khuỷu

3.4 Trục cân bằng

3.4.1 Khái quát

Một trục cân bằng được sử dụng để giảm rung động

Trục khuỷu truyền động trực tiếp trục cân bằng số 1

Ngoài ra, một bánh răng bằng nhựa được sử dụng ở phía điều khiển để giảm tiếng ồn

và mang lại thiết kế nhẹ

3.4.2 Hoạt động

Trong động cơ 4 xi lanh thẳng hàng, trục khuỷu góc đối với xi lanh số 1 và số 4 là chính xác vị trí ngược lại (180) của xi lanh số 2 và số 3 Do đó, lực quán tính của các piston và các tanh kết nối của 2 xi lanh trước đây và trong số 2 xi lanh sau gần như huy

bỏ mỗi khác ra ngoài Tuy nhiên, vị trí mà piston đạt tốc độ tối đa nằm ở vị trí về phía trung tâm chết trên cùng từ trung tâm của thì lực quán tính hướng lên lớn hơn lực quán tính tính hướng xuống Điều này không cần bằng lực quán tính thứ cấp được tạo ra hai lần cho mỗi chuyển động quay của trục khuỷu

Để triệt tiêu lực quán tính thứ cấp không cân bằng, người ta quay 2 lần cho mỗi lầnquay của trục khuỷu và sinh ra lực quán tính theo hướng ngược lại Ngoài ra, để loại bỏ

quán tính lực do trục cân bằng tự sinh ra, trục cân bằng thực tế gồm 2 trục quay tronghướng ngược lại.

CHƯƠNG 4: CẤU TRÚC PHÂN PHỐI KHÍ 4.1 Khái quát

Hệ thống Dual VVT-i được sử dụng để cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu, hiệusuất động cơ và giảm lượng khí thải

Trục cam nạp và xả được dẫn động bởi một chuỗi sên cam

Sử dụng cần bẩy (cò mổ) với con lăn có ổ trục kim lắp sẵn Điều này làm giảm masát xảy ra giữa cam và các khu vực (cần bẩy) đẩy van xuống, do đó cải thiện khả năng tiếtkiệm nhiên liệu

Con đội thủy lực, duy trì độ hở van không đổi thông qua việc sử dụng áp suất dầu vàlực lò xo, được sử dụng

Hình 4.1 Cấu tạo cơ cấu phối khí

Một rôto cảm biến cho biết vị trí trục cam được cung cấp ở mỗi đầu sau của trục cam nạp và xả.

Hình 4.2 Cấu tạo trục cam nạp và xả

4.3 Xích dẫn động trục cam (xích cam).

Sử dụng xích con lăn có bước răng 9,525 mm (0,375 in.)

Xích dẫn động được bôi trơn bằng tia dầu của xích dẫn động

Bộ căng xích sử dụng lò xo và áp suất dầu để duy trì độ căng xích thích hợp mọi lúc

Bộ căng xích triệt tiêu tiếng ồn do xích dẫn động tạo ra

Bộ căng xích là loại bánh cóc với cơ chế một chiều

Để đạt được khả năng bảo dưỡng tốt nhất, bộ căng xích được chế tạo để có thể tháo

và lắp nó từ bên ngoài vỏ xích dẫn động

Hình 4.3 Cấu tạo mặt cam

4.4 Con đội thủy lực

Bộ điều chỉnh con đội thủy lực, được đặt ở điểm tựa của cần bẩy, chủ yếu bao gồmmột pít tông, lò xo pít tông, bi van một chiều và lò xo

Dầu động cơ được cung cấp bởi đầu xi lanh và lò xo tích hợp sẽ kích hoạt bộ điềuchỉnh đòn bẩy thủy lực Áp suất dầu và lực lò xo tác động lên pít tông đẩy cần bẩy chốnglại lực của trục cam, để điều chỉnh khe hở của van được tạo ra trong quá trình đóng và

mở van Do đó, tiếng ồn của động cơ đã được giảm thiểu

Hình 4.4 Cấu tạo con đội thủy lựcLưu ý: điều chỉnh khe hở nhiệt là không cần thiết vì sử dụng con đội thủy lực

4.5 Nắp xích dẫn động

Sử dụng một tấm che xích dẫn động bằng nhôm đúc

Nắp xích dẫn động có cấu tạo tích hợp bao gồm bơm dầu và tia dầu xích dẫn động

Do đó, số lượng các bộ phận đã được giảm bớt, dẫn đến giảm trọng lượng

Để đạt được khả năng bảo dưỡng tốt nhất, các lỗ bảo dưỡng cho bộ căng xích vàVVT nạp được cung cấp trên nắp xích dẫn động

Hình 4.5 Nắp đậy mặt cam

CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG BÔI TRƠN 5.1 Tổng quan

Mạch bôi trơn được điều áp hoàn toàn và dầu đi qua bộ lọc dầu

Động cơ này có hệ thống hồi dầu, trong đó dầu được cung cấp đến đầu xi lanh và quay trở lại các te dưới thông qua lỗ hồi dầu ở đầu xi lanh

Sử dụng máy bơm dầu kiểu rôto xycloid Bơm dầu được dẫn động trực tiếp bởi trục khuỷu

Hệ thống Dual VVT-i được sử dụng Hệ thống này được vận hành bằng dầu động cơ

Hình 5.1 Đường dầu bôi trơn

Hình 5.3 Vị trí các vòi phun

5.4 Bộ lọc dầu

Bộ lọc dầu có bộ phận thay thế được sử dụng Lưới lọc sử dụng giấy lọc hiệu suấtcao để cải thiện hiệu suất lọc Nó cũng dễ cháy để bảo vệ môi trường

Sử dụng nắp bộ lọc bằng nhựa để giảm trọng lượng

Bộ lọc dầu này có cấu trúc có thể xả hết dầu động cơ còn lại trong bộ lọc dầu Điềunày ngăn dầu động cơ bắn ra khi thay thế bộ phận và cho phép kỹ thuật viên làm việc màkhông cần chạm vào dầu động cơ nóng

Hình 5.4 Cấu tạo lọc nhớt động cơ

Lưu ý:

- Dầu động cơ trong bộ lọc dầu có thể được xả ra bằng cách tháo nút xả và lắp ống xảđược cung cấp cùng bộ phận vào bộ lọc dầu Để biết chi tiết, hãy tham khảo Sáchhướng dẫn sửa chữa RAV4 2009 (Pub Số RM10S0U)

- Khoảng thời gian bảo dưỡng dầu động cơ đối với kiểu máy có bộ lọc dầu với bộphận thay thế được giống như mô hình thông thường

CHƯƠNG 6: HỆ THỐNG LÀM MÁT 6.1 Tổng quan

Hệ thống làm mát sử dụng hệ thống tuần hoàn cưỡng bức có điều áp với bình chứa điều áp

Bộ điều nhiệt có van rẽ nhánh được đặt trên đường cấp nước vào để duy trì sự phân

bố nhiệt độ thích hợp trong hệ thống làm mát

Một lõi tản nhiệt bằng nhôm được sử dụng để giảm trọng lượng

Dòng nước làm mát động cơ quay ngược dòng trong khối xi lanh để đảm bảo chất làm mát động cơ chảy đều Ngoài ra, một lối đi vòng tránh được bao bọc trong đầu xi lanh và khối xi lanh.

Chất làm mát động cơ được động cơ làm ấm và đưa đến thân van tiết lưu để ngăn hiện tượng đóng băng

Được sử dụng TOYOTA SLLC chính hãng (Super Long Life Coolant)

Hình 6.1 Vị trí các bộ phận làm mát

Khoảng thời gian bảo trì

Lần đầu 100000 dặm (160000

km) Tiếp theo Mỗi 50000 mile (80000

km)Van hằng nhiệt Nhiệt độ nước 80 – 84°C (176 -183°F)

SLLC được trộn sẵn (mẫu cho Hoa Kỳ: 50% chất làm mát và 50% nước khử ion, mẫu cho Canada: 55% chất làm mát và 45% nước khử ion) Do đó, không cần pha loãng khi SLLC trong xe được thêm vào hoặc thay thế.

Nếu LLC (màu đỏ) được trộn lẫn với SLLC (màu hồng), nên sử dụng khoảng thời gian cho LLC (25000 dặm một lần (mẫu cho Hoa Kỳ), 32000 km (mẫu cho Canada) hoặc

24 tháng, tùy điều kiện nào đến trước)

CHƯƠNG 7: HỆ THỐNG NẠP VÀ THẢI 7.1 Khái quát

Thân van tiết lưu kiểu không liên kết được sử dụng để đạt được khả năng kiểm soát bướm ga tốt nhất

ETCS-i (Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử-thông minh) được sử dụng để cung cấp khả năng kiểm soát bướm ga

Sử dụng ống nạp bằng nhựa và ống xả bằng thép không gỉ để giảm trọng lượng.ACIS (Hệ thống cảm ứng điều khiển âm thanh) được sử dụng để cải thiện hiệu suất động cơ

Hệ thống điều khiển giảm xóc được sử dụng để cải thiện hiệu suất động cơ và giảm lượng khí thải

Hình 7.1 Vị trí các bộ phận hệ thống nạp và thải

7.2 Bộ lọc không khí

Sử dụng bộ phận làm sạch không khí loại vải không dệt

Bộ lọc than, hấp thụ HC tích tụ trong hệ thống nạp khi động cơ dừng, được sử dụng trong nắp bộ lọc không khí để giảm lượng khí thải bay hơi

Van điều khiển xoáy được cung cấp trong đường ống nạp Van điều khiển xoáy đượckích hoạt bởi hệ thống điều khiển xoáy

Bộ truyền động loại động cơ DC cho hệ thống điều khiển xoáy, bộ truyền động loại chân không cho ACIS và VSV cho ACIS được cung cấp cho ống nạp Bộ truyền động ACIS được hàn laser vào buồng khí nạp

Một miếng đệm dạng lưới được sử dụng giữa thân van tiết lưu và đường ống nạp để cải thiện lưu lượng không khí bên trong đường ống nạp

Để đạt được cấu hình nhỏ gọn, bể chứa chân không của ACIS được đặt trong không gian chết của ống nạp

Hình 7.4 Cấu tạo ống dẫn khí nạp

7.5 Ống gom khí thải

Một ống xả bằng thép không gỉ được sử dụng để cải thiện sự khởi động của TWC (Bộ chuyển đổi xúc tác ba chiều) và để giảm trọng lượng

Hình 7.5 Ống gom khí thải

7.6 Ống xả

Ống xả sử dụng hai khớp nối bi để có cấu tạo đơn giản và đảm bảo độ tin cậy

TWC được sử dụng để giảm lượng khí thải

Hình 7.6 Hệ thống ống xả

CHƯƠNG 8: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 8.1 Khái quát

Hệ thống hồi lưu nhiện liệu được sử dụng để giảm lượng khí thải bay hơi

Điều khiển cắt nhiên liệu được sử dụng để dừng bơm nhiên liệu khi túi khí SRS đượctriển khai trong một vụ va chạm phía trước hoặc bên trong hông xe

Một đầu nối nhanh được sử dụng trong đường ống chính nhiên liệu để cải thiện khả năng sử dụng và dễ dàng tháo khi kim phun có vấn đề

Kim phun nhiên liệu kiểu vòi phun dài được sử dụng, kim phun có 12 lỗ phun

Hệ thống ORVR (phục hồi hơi tiếp nhiên liệu trên máy bay) được sử dụng