ĐỒ-ÁN-ĐỘNG-CƠ-1NZ-FE-TOYOTA (3)

Đồ án về quy trình bảo dưỡng động cơ và thiết kế xưởng mini sử dụng để làm đồ án 1 ở đại học bách khoa thành phố hồ chí minh, tài liệu chỉ để tham khảo. Chúng tôi không chịu trách nhiệm cho việc bạn dùng để copy và nộp cho nhà trường

MỤC LỤC

I LỜI NÓI ĐẦU 5

II THIẾT KẾ XƯỞNG SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG NHỎ CHO XE DƯỚI 7 CHỖ 6

1 PHÂN CẤP SỬA CHỮA 6

2 CHU KỲ BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT VÀ SỬA CHỮA 6

2.1 Chu Kỳ Bảo Dưỡng Kỹ Thuật 6

2.2 Định Ngạch Sửa Chữa Ô Tô ( Sửa Chữa Lớn) 6

3 ĐỊNH MỨC THỜI GIAN BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA 6

3.1 Định mức khối lượng lao động trong bảo dưỡng và sửa chữa 6

4 CÁC LOẠI MÁY MÓC THIẾT BỊ DÙNG CHO VIỆC BẢO DƯỠNG VÀO SỬA CHỮA 7 4.1 Các Thiết Bị Chẩn Đoán 7

4.1.1 Thiết Bị Chẩn Đoán Di Động: 7

4.1.2 Thiết Bị Chẩn Đoán Cố Định: 7

4.1.3 Các Thiết Bị Để Nâng Hạ Xe: 7

4.2 Các Thiết Bị Dùng Để Rửa Xe 7

4.3 Các Dụng Cụ Cầm Tay Để Sửa Xe 7

4.4 Các Thiết Bị Dùng Trong Bảo Dưỡng Và Sửa Chữa Xe 7

5 CHỌN THIẾT BỊ, MÁY MÓC CẦN CHO XƯỞNG 8

5.1 Tại Khu Vực Sửa Chữa: 8

5.1.1 Máy nén Khí 8

5.1.2 Máy Nạp Gas Điều Hoà 8

5.1.3 Thiết Bị Chẩn Đoán Đa Năng 9

5.1.4 Thiết Bị Nạp Ắc Quy 9

5.1.5 Thiết Bị Thay Dầu Hộp Số Tự Động 10

5.1.6 Máy Cân Bằng Lốp Xe 10

5.1.7 Máy Hàn Rút Tôn, Sửa Vỏ Xe 11

5.1.8 Cẩu Động Cơ 11

5.1.9 Các Thiết Bị Khác Như: 12

5.2 Khu Vực Cầu Nâng 12

5.2.1 Cầu Nâng 12

5.2.2 Máy Bơm Mỡ Khí Nén 12

5.2.3 Máy Chà Nhám Khí Nén 13

5.2.4 Các Loại Thiết Bị Khác Như 13

5.3 Khu Vực Rửa Xe 13

6 QUY MÔ, MẶT BẰNG NHÀ XƯỞNG 13

III XÂY DƯNG QUI TRÌNH BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ 1NZ-FE TOYOTA 15

1 GIỚI THIỆU CHUNG 15

1.1 Ý Nghĩa Của Tên Động Cơ: 1NZ-FE 15

1.2 Thông Số Kỹ Thuật Cơ Bản 17

2 CÁC HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ 18

2.1 Hệ Thống Nhiên Liệu 18

2.2 Hệ Thống Làm Mát 24

2.2.1 Chức Năng 24

2.2.2 Nguyên Lý 24

2.2.3 Bơm Nước 25

2.2.4 Van Hằng Nhiệt 26

2.2.5 Quạt Làm Mát 27

2.2.6 Két Nước 29

2.3 Hệ Thống Bôi Trơn 30

2.3.1 Khái Quát Chung 30

2.3.2 Sơ Đồ Nguyên Lý 31

2.3.3 Nguyên Lý Làm Việc 32

2.3.4 Bôi Trơn Trục Khuỷu 32

2.3.5 Bôi Trơn Thanh Truyền 33

2.3.6 Bôi Trơn Piston 34

2.3.7 Bôi Trơn Cơ Cấu Phân Phối Khí 34

2.3.8 Bầu lọc dầu 35

3 KIỂM TRA VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ 36

3.1 Cơ Sở Lý Thuyết Kiểm Tra 36

3.2 Các Phương Pháp Xác Định Tình Trạng Hư Hỏng Của Các Chi Tiết Động Cơ 38

3.3 Một Số Phương Pháp Sửa Chữa Hư Hỏng Các Chi Tiết Động Cơ 38

3.3.1 Phục hồi chi tiết bằng phương pháp nguội 38

3.3.2 Phục hồi chi tiết bằng phương pháp gia công cơ khí 39

3.4 Khảo Sát Hư Hỏng Của Động Cơ 41

3.4.1 Cơ Sở Lý Thuyết 41

3.4.2 Kiểm Tra – Bảo Dưỡng Nắp Máy 42

3.4.3 Kiểm Tra – Bảo Dưỡng Thân Máy 44

3.4.4 Kiểm Tra – Bảo Dưỡng Piston 45

3.4.5 Kiểm Tra – Bảo Dưỡng Xéc Măng 46

3.4.6 Kiểm Tra – Bảo Dưỡng Trục Piston 47

3.4.7 Kiểm Tra – Bảo Dưỡng Trục Khuỷu 48

3.4.8 Kiểm Tra – Bảo Dưỡng Hệ Thống Nhiên Liệu 51

3.4.9 Kiểm Tra – Bảo Dưỡng Thanh Truyền 56

3.4.10 Kiểm Tra – Bảo Dưỡng Hệ Thống Phân Phối Khí 58

3.4.11 Kiểm Tra – Bảo Dưỡng Hệ Thống Bôi Trơn 64

4 QUY TRÌNH THÁO ĐỘNG CƠ 64

4.1 Tháo Động Cơ Ra Khỏi Khoang 64

4.2 Tháo Bugi 64

4.3 Tháo Cảm Biến Tiếng Gõ 65

4.4 Tháo Cụm Công Tắc Áp Suất Dầu Động Cơ 65

4.5 Tháo Cảm Biến Nhiệt Độ Nước Làm Mát 66

4.6 Tháo Hai Đai Ốc Và Ống Nước Vào 66

4.7 Tháo Van Hằng Nhiệt 66

4.8 Tháo Nắp Đổ Dầu 67

4.9 Tháo Vòng Đệm Nắp Lỗ Đổ Dầu 67

4.10 Tháo Bu Lông Và Cảm Biến Vị Trí Trục Khuỷu 67

4.11 Tháo Van Thông Hơi Khỏi Nắp Đậy Nắp Quy Lát 67

4.12 Tháo Nắp Đậy Nắp Quy Lát 68

4.13 Tháo Bu Lông Và Van Điều Khiển Dầu Phối Khí Trục Cam 68

4.14 Tháo Bu Lông Và Ống Dẫn Hướng Que Thăm Dầu 68

4.15 Tháo Ba Bu Lông Và Puli Bơm Nước 68

4.16 Tháo Giảm Chấn Trục Khuỷu 69

4.17 Tháo Bốn Bu Lông Và Giá Bắt Động Cơ Nằm Ngang 69

4.18 Tháo Cụm Bơm Nước 69

4.19 Tháo Phớt Của Bơm Dầu 70

4.20 Tháo Bộ Căng Xích Số 1 71

4.21 Tháo Ray Trượt Bộ Căng Xích 72

4.22 Tháo Hai Bu Lông Và Bộ Giảm Rung Xích Số 1 72

4.23 Tháo Xích 72

4.24 Tháo Ba Bu Lông Và Tháo Ống Phân Phối Nhiên Liệu Với Bốn Vòi Phun 72

4.25 Tháo Cụm Vòi Phun Ra Khỏi Ống Phân Phối 73

4.26 Tháo Cảm Biến Vị Trí Trục Cam 73

4.27 Tháo Đĩa Xích Phân Phối Khí Trục Cam 73

4.28 Tháo Trục Cam 73

4.29 Tháo Nắp Quy Lát 74

4.30 Tháo Bộ Lọc Dầu Và Cút Nối Lọc Dầu 74

4.31 Tháo Phớt Dầu Phía Sau Động Cơ 74

4.32 Tháo Cácte Dầu 75

5 KIỂM TRA SỬA CHỮA MỘT SỐ LỖI THƯỜNG GẶP 76

5.1 Động Cơ Không Nổ Máy Được 76

5.1.1 Nguyên Nhân 76

5.1.2 Phương Pháp Kiểm Tra, Sửa Chữa 76

5.2 Động Cơ Làm Việc Không Ổn Định Ở Số Vòng Quay Thấp 76

5.2.1 Nguyên Nhân 76

5.2.2 Phương Pháp Kiểm Tra Và Sửa Chữa 76

5.3 Động Cơ Không Phát Hết Công Suất 77

5.3.1 Nguyên Nhân 77

5.3.2 Phương Pháp Kiểm Tra, Sửa Chữa 77

5.4 Động Cơ Bị Quá Nhiệt 77

5.4.1 Nguyên Nhân 77

5.4.2 Phương Pháp Kiểm Tra, Sửa Chữa 77

5.5 Động Cơ Bị Rung Giật Có Tiếng Kêu, Tiếng Gõ 77

5.5.1 Nguyên Nhân 77

5.1.2 Phương Pháp Kiểm Tra, Sửa Chữa 77

IV KẾT LUẬN 79

V TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

I LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây ngành công nghiệp ô tô thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng phát triển không ngừng phát triển theo hướng áp dụng các tiến bộ khoa học công nghệ Đặc biệt là đưa các lĩnh vực tin học, lập trình vào các trang thiết bị điện – điện tử nhằm tối ưu hoá các tính năng và quá trình hoạt động của ô tô Gần đây nhất Vinfast đã cho ra đời ô tô mang thương hiệu Việt Nam đầu tiên hướng tới mục tiêu tạo ra những chiếc xe trở thành hình ảnh đại diện cho Việt Nam và có thể cạnh tranh trên thị trường ô tô quốc tế Góp phần không nhỏ vào công cuộc cải tiến ấy chính là sự phát triển của động cơ đốt trong Khi vai trò của động cơ đốt trong vô cùng quan trọng giữ vị trí chủ chốt trong các ngành kinh tế quốc dân như: nông nghiệp, giao thông vận tải, giao thông đường bộ, đường sắt, hàng không, tàu thuỷ,…

Để thuận tiện cho quá trình chế tạo cũng như phát triển ô tô nói chung và động

cơ đốt trong nói riêng người ta chia động cơ đốt trong ra nhiều hệ thống phục vụ cho việc nghiên cứu như: hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát,… Mỗi hệ thống đều giữ một nhiệm vụ và chức năng nhất định góp phần giúp động cơ vận hành một cách trơn tru, êm ái

Chúng em chọn đề tài “Thiết kế xưởng sửa chữa quy mô nhỏ và quy trình bảo dưỡng và sửa chữa động cơ 1NZ-FE Toyota” vì đây là đề tài giúp chúng em củng cố những kiến thức đã học: lý thuyết động cơ đốt trong, kết cấu động cơ đốt trong, thiết kế động cơ đốt trong và bảo dưỡng sữa chữa động cơ Ngoài mục đích trên nghiên cứu đề tài này giúp cho chúng em hiểu rõ hơn về động cơ cũng như quy trình bảo dưỡng sửa chữa Chúng em chọn động cơ 1NZ – FE Toyota vì đây là động cơ khá phổ biến ở các

xe thuộc phân khúc A và B khá nổi tiếng và được ưu chuộng tại thị trường Việt Nam

Chúng em xin chân thành cảm ơn giảng viên hướng dẫn HỒ PHI LONG cùng

sự giúp đỡ của các thầy khác thuộc khoa Kỹ thuật Giao thông, Bộ môn Công nghệ- Kỹ thuật Ô Tô của trường Đại Học Bách Khoa ĐHQG TP.HCM đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ

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 chúng em có thể hoàn thiện đề tài một cách trọn vẹn

II THIẾT KẾ XƯỞNG SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG NHỎ CHO XE DƯỚI 7

CHỖ

1 PHÂN CẤP SỬA CHỮA

- Theo “Điều lệ và định mức bảo dưỡng, sửa chữa ô tô” được Bộ Giao thông vận tải ban hành năm 1979 ta chia sửa chữa thành 3 cấp:

+Sửa chữa nhỏ

+Sửa chữa vừa

+Sửa chữa lớn

- Hình thức bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa

- Bảo dưỡng kỹ thuật gồm 3 cấp

+ Bảo dưỡng kỹ thuật hằng ngày (BDN)

+ Bảo dưỡng kỹ thuật cấp I (BDI)

+ Bảo dưỡng kỹ thuật cấp II (BDII)

- Sửa chữa bao gồm 2 cấp

+ Sửa chữa thường xuyên (SCTX)

+ Sửa chửa lớn (SCL)

2 CHU KỲ BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT VÀ SỬA CHỮA

2.1 Chu Kỳ Bảo Dưỡng Kỹ Thuật

- Bảo dưỡng kỹ thuật cấp I: 2500-3500km

- Bảo dưỡng kỹ thuật cấp II: 10000-14000km

- Bảo dưỡng xe ở đường xấu vùng núi phải giảm 10% hành trình

2.2 Định Ngạch Sửa Chữa Ô Tô ( Sửa Chữa Lớn)

3.1 Định mức khối lượng lao động trong bảo dưỡng và sửa chữa

- Là số giờ công để thực hiện toàn bộ nội dung của cấp bảo dưỡng hoặc sửa chữa xe

- Để tính định mức khối lượng lao động, ta có thể bấm giờ thao tác, thống kê khối

lượng lao động thực tế để tính bình quân

- BDN: 1-2 (giờ)

- BDI: 10-12 (giờ)

- BDII: 18-20 (giờ)

- SCTX: 10-12 (giờ)

- Đối với sửa chữa thường xuyên, khối lượng lao động tính bình quân 1000km xe chạy

- Đối với xe hoạt động ở địa hình xấu thì khối lượng lao động tăng 5-10%

4 CÁC LOẠI MÁY MÓC THIẾT BỊ DÙNG CHO VIỆC BẢO DƯỠNG VÀ

4.1.3 Các Thiết Bị Để Nâng Hạ Xe:

- Thiết bị này dùng chủ yếu sửa chữa phần gầm xe, thay nhớt, kiểm tra cơ cấu lái,điều chỉnh góc đặt bánh xe, tháo lắp bánh xe và dùng để nâng cất xe tiết kiệm diện tích xưởng

- Thiết bị nâng hạ xe thông dụng như: cầu nâng 1 trụ, cầu nâng 2 trụ, cầu nâng 4 trụ, thiết bị nghiêng xe, cầu nâng xếp

4.2 Các Thiết Bị Dùng Để Rửa Xe

- Nhu cầu giữ cho xe sạch đẹp rất được quan tâm nên vì thế ở các điểm sửa xe có bố trí

bộ phần rửa xe vì sau khi sửa chữa sẽ bị bẩn do dính khói bụi, dầu mỡ

- Tại các trung tâm lớn, rửa xe chuyên nghiệp sẽ trang bị các máy rửa xe tự động

- Còn tại các điểm sửa xe thường sẽ rửa một cách thủ công hoặc có máy rửa xe loại nhỏ 4.3 Các Dụng Cụ Cầm Tay Để Sửa Xe

- Các dụng cụ cầm tay dùng trong sửa xe chủ yếu dùng tháo lắp các chi tiết bộ phần hay toàn bộ xe Một số dụng cụ dùng để kiểm tra chuyên dùng hay sửa chữa nhỏ

- Những dụng cụ này đóng vai trò quan trọng trong sửa chữa để thực hiện công việc tháo lắp, kiểm tra

- Dù quy mô xưởng sửa chữa nhỏ hay lớn thì dụng cụ cầm tay là thiết bị bắt buộc

phải có

- Một số dụng cụ cầm tay như: súng vặn ốc khí nén, súng thổi bụi, máy mài xupap, kìm tháo xéc măng, tủ đồ nghề,…

4.4 Các Thiết Bị Dùng Trong Bảo Dưỡng Và Sửa Chữa Xe

- Sửa chữa của xưởng thường là sửa chữa nhỏ và bảo dưỡng và đôi lúc cũng cần đến sửa chữa lớn Các loại thiết bị có giá thành cao nên việc trang bị đầy đủ thiết bị

chuyên dùng thường ở những điểm sửa chữa xe lớn hoặc chuyên sửa chữa một tổng thành nào đó Một số thiết bị sửa chữa như: thiết bị nạp gas điều hoà, thiết bị nạp

ắc quy và khởi động, thiết bị bơm dầu khí nén, mát bơm khí nén, cẩu động cơ,…

5 CHỌN THIẾT BỊ, MÁY MÓC CẦN CHO XƯỞNG

5.1 Tại Khu Vực Sửa Chữa:

5.1.1 Máy nén Khí

- Máy nén khí Jaguar (Model: HEV70H160)

+ Công suất môtơ: 3HP

+ Dung tích bình chứa: 160L

+ Áp suất khí sử dụng : 12.5 Kg/cm2

Hình 1 Máy nén khí Jaguar

5.1.2 Máy Nạp Gas Điều Hoà

- Máy nạp gas điều hoà HPMM PL-AC200

+ Dùng cho loại gas R134A

+ Tốc độ thu hồi gas: 130-600g/phút

+ Tốc độ nạp gas: 1000g/phút

+ Áp suất tối đa: 17.5 bar

Hình 2 Máy nạp gas điều hoà HPMM PL-AC200

5.1.3 Thiết Bị Chẩn Đoán Đa Năng

- Máy chẩn đoán đa năng Autel Maxisys MS909

+ Khả năng điều khiển từ xa

+ Chẩn đoán trên 100 hãng xe

+ Tự động lấy số VIN của xe

Hình 3 Máy chẩn đoán đa năng Autel Maxisys MS909

5.1.4 Thiết Bị Nạp Ắc Quy

- Máy nạp khởi động ắcquy và khởi động FY-2000

+ Điện áp nạp 12-24A

+ Dòng khởi động 1800A

+ Công suất nạp/đề: 2.5/20KVA

Hình 4 Máy nạp khởi động ắcquy và khởi động FY-2000

5.1.5 Thiết Bị Thay Dầu Hộp Số Tự Động

- Máy thay dầu Wolf928 DT-800R

+ Thời gian thay dầu và súc rửa: 15-20 phút

+ Cơ chế 2 đường dẫn dầu tách biệt dầu mới và dầu cũ

Hình 5 Máy thay dầu Wolf928 DT-800R

5.1.6 Máy Cân Bằng Lốp Xe

- Máy cân bằng lốp xe thương hiệu Titano (Model: STD-413E)

+ Đường kính lốp lớn nhất: 1000mm

+ Đường kính vành: 10”-26”

+ Thời gian cân: 10s

Hình 6 Máy cân bằng lốp xe thương hiệu Titano (Model: STD-413E)

5.1.7 Máy Hàn Rút Tôn, Sửa Vỏ Xe

- Máy hàn giật rút tôn FY-9000A

+ Công suất: 22 KVA

+ Chiều cao nâng: 1825mm

Hình 9 Cầu nâng Titano TB-4000D

6 QUY MÔ, MẶT BẰNG NHÀ XƯỞNG

- Nhà xưởng theo mô hình garage sửa chữa ô tô nên nhà xưởng được thiết kế để phục

vụ cho việc sửa chữa dưới mức đại tu, đảm bảo sửa chữa các hư hỏng dưới mức trên

- Diện tích mặt bằng trong khuôn khổ 200m2 đủ để phân bố các khu vực và không gian làm việc, sửa chữa

- Vì quy mô nhà xưởng nhỏ nên cần không quá 4 nhân công làm việc

- Nhà xưởng chủ yếu sửa chữa xe con và xe dưới 7 chỗ, sử dụng các thiết bị rửa xe cầm tay tiết kiệm diện tích và ít kinh phí đầu tư

- Bố trí xưởng gồm có các vị trí đủ để thực hiện đầy đủ chức năng của xưởng sửa chữa

và đầy đủ các quy trình

Hình 12: Sơ đồ mặt bằng xưởng sửa chữa

Chú thích:

: Hướng đi của xe

(1) : Khu vực tiếp nhận

(2) : Khu vực sửa chữa

(3) : Khu vực cầu nâng

III XÂY DỰNG QUI TRÌNH BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ

1NZ-FE TOYOTA

1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Ý Nghĩa Của Tên Động Cơ: 1NZ-FE

1 : Thế hệ động cơ

NZ : Họ động cơ

F : Kiểm soát chặt chẽ góc mở can DHOC

E : Phun nhiên liệu 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 1497cc được trang bị cam kép, với hệ thống điều khiển điện tử điều khiển van nạp biến thiên VVT-i (Variabl Valve Timing With Intelligence)

- Sản sinh ra công suất 107 mã lực ở mức 6000 (vòng/ phút) và moment xoắn cực đại cực đại 145 N.m ở số vòng quay 4400 (vòng / phút) Ngoài ra , động cơ 1NZ-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 1NZ- FE trang bị trên phiên bản VIOS 2007 được hoàn thiện hơn với hệ thống đều khiển bướm ga điện tử ETCS- I cùng với cảm biến bàn đạp ga kiểu hall động cơ đặt tiêu chuẩn khí xã EUTO IV

Hình 13 Động cơ 1NZ-FE

- Các bộ phận cố định bao gồm:

+ Thân máy: dạng thẳng đứng

Hình 14 Thân máy

+ Chức năng:

- Thân động cơ là thành phần chính của động cơ, là giá đỡ để bắt các chi tiết, bộ phận của động cơ

- Chịu bộ phận lực của động cơ

- Bố trí tương quan các bộ phận, chi tiết của động cơ Trục khuỷu, trục cam, xi lanh,… Chứa các đường ống nước, áo nước làm mát cho động cơ

+ Cấu tạo:

- Thân động cơ được đúc thành một khối liền, trong có các lỗ xi lanh ( lỗ lắp ống lót xi lanh), có các đường nước làm mát đi qua, đường ống dẫn dầu bôi trơn, các vị trí để lắp đặt các bộ phận khác

- Ống lót xi lanh làm bằng gang đúc mỏng, có độ chính xác gia công cao và không lắp chọn

- Vật liệu chế tạo thân động cơ là hợp kim nhôm

Hình 15 Thân máy

1.2 Thông Số Kỹ Thuật Cơ Bản

19 Hệ Thống Phun Nhiên Liệu Tự Động

20 Tiêu Chuẩn Khí Thải EURO IV

2 CÁC HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ 2.1 Hệ Thống Nhiên Liệu

Hình 16 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ Toyota 1NZ-FE

- Nguyên lý hoạt động:

+ Xăng được bơm đưa từ thùng chứa, qua lọc xăng theo đường ống dẫn xăng đến ống phân phối Tại một đầu của ống phân phối có gắn bộ giảm rung động để hấp thụ các xung rung động do kim phun gây ra, dầu còn lại được gắn với bộ điều áp, khi

độ chênh lệch áp suất trong ống phân phối và đường ống nạp cao hơn một mức định trước thì bộ điều áp sẽ mở cho xăng chảy về thùng chứa theo đường xăng hồi, nhằm giữ cho áp suất nhiên liệu trong ống phân phối luôn cao hơn áp suất trong đường ống nạp một mức không đổi Xăng sau đó sẽ được phun vào xi lanh theo sự điều khiển của

ECU

2.1.1 Kim Phun Nhiên Liệu

- Vòi phun trên động cơ 1NZ-FE là loại vòi phun đầu dài, trên thân vòi phun có tấm cao su cách nhiệt và giảm rung cho vòi phun, các ống dẫn nhiên liệu đến vòi phun được nối bằng các giắc nối nhanh

- Vòi phun hoạt động bằng điện từ, lượng phun và thời điểm phun nhiên liệu phụ thuộc vào tín hiệu từ ECU Vòi phun được lắp vào nắp quy lát ở gần cửa nạp của từng xy lanh qua một tấm đệm cách nhiệt và được bắt chặt vào ống phân phối xăng

+ Cấu tạo và nguyên lý cụ thể của kim phun:

1 – Nhiên liệu vào

2 – Giắc ghim điện

Hình 17 Kết cấu kim phun

- Nhiên liệu đã được nén sẽ từ ống phân phối vào đầu kim phun, qua một lưới lọc rồi qua các khe hở đi đến chờ sẵn ở lỗ phun Một điện áp 12V được cấp sẵn tại cuôn dây solenoid nhưng chưa được nối mát Khi cần phun nhiên liệu, ECU sẽ điều khiển mở transistor công suất bên trong ECU, cấp mass cho nguồn tại solenoid

- Một kim phun tốt phải đáp ứng được các yêu cầu sau đây: Đo dòng nhiên liệu chính xác, chùm nhiên liệu phun phải thẳng, phạm vi hoạt động rộng (phun nhiều hay ít), chùm phun tốt, không rò rỉ, không ồn, bền

2.1.2 Bơm Nhiên Liệu

- Bơm nhiên liệu có nhiệm vụ đưa nhiên liệu từ thùng chứa theo đường ống dẫn đến ống phân phối để cung cấp cho kim phun EFI sử dụng các loại bơm xăng chạy điện, chúng có ưu điểm là có thể tạo áp suất cao hơn so với bơm cơ khí và

ít gây dao động lưu lượng (áp suất) hơn Bơm hoạt động không phụ thuộc vào dẫn động cơ khí từ động cơ nên nó bắt đầu làm việc ngay khi bật công tắc khởi động

- Động cơ Toyota 1NZ-FE sử dụng bơm xăng bằng điện được đặt ngay trong thùng xăng (ngập trong xăng), nó ít gây ồn hơn và gây dao động áp suất nhỏ hơn Bơm được đặt ngập trong xăng, bao gồm một động cơ điện đặt trong một vỏ kín, phía dưới của động cơ là đĩa bơm có các cánh gạt nhiên liệu, đĩa này được lắp

cố định bằng then hoa trên trục động cơ Khi động cơ làm việc, đĩa quay và các cánh của nó gạt nhiên liệu đi từ cửa hút sang cửa đẩy Ra khỏi bơm, nhiên liệu

đi qua động cơ điện và làm mát nó Trên đường ra của bơm có bố trí một van an toàn và một van một chiều Khi áp suất trong bơm vượt quá áp suất giới hạn của van an toàn thì van này sẽ mở và cho xăng chảy qua nó về thùng Van một chiều đóng ngay lại khi động cơ dừng, nhờ vậy mà luôn luôn tồn tại một áp suất dư trong hệ thống nhiên liệu cũng như cho phép tránh được hiện tượng bay hơi xăng trong hệ thống, từ đó tạo điều kiện cho việc khởi động lại được dễ dàng

- Bơm cùng với lưới lọc tạo thành một cụm và được gắn phía trong thùng nhiên liệu, cấu tạo cụ thể như sau:

Hình 18 Cấu tạo bơm nhiên liệu

- Như trong hình vẽ, khi động cơ quay, dòng điện chạy từ cực ST của khóa điện đến cuộn dây L2 của role bơm xăng, sau đó tiếp đất Do đó role bơm xăng bật

và kết quả là dòng điện chạy đến bơm xăng Đồng thời ECU nhận được tín hiệu

NE từ cảm biến tốc độ động cơ, transitor ở bên trong ECU bật lên Kết quả là dòng điện chạy qua cuộn dây L1 của role này và giữ cho nó luôn bật khi động

cơ đang chạy

Hình 19 Sơ đồ mạch điện điều khiển bơm xăng

- Ngoài ra, trên một số hệ thống phun xăng điện tử còn sử dụng mach điều khiển tốc độ bơm xăng Chức năng này có tác dụng làm giảm tốc độ của bơm nhiên

liệu để làm giảm độ mòn của bơm cũng như lương điện năng tại thời điểm không cần cung cấp một lượng lớn nhiên liệu cho động cơ, như khi động cơ đang chạy không tải

- Khi động cơ đang chạy ở chế độ cầm chừng hay điều khiển tải nhẹ, ECU điều khiển transitor mở, có dòng điện chạy qua cuộn dây của role điều khiển bơm nhiên liệu, tạo lực hút đóng tiếp điểm B, cung cấp điện cho bơm xăng hoạt động qua điện trở R Lúc này bơm xăng quay ở tốc độ thấp

- Khi động cơ đang chạy ở tốc độ cao hay tải nặng, ECU sẽ điều khiển transistor đóng lại ngắt dòng qua cuộn dây của role điều khiển bơm nhiên liệu Tiếp điểm được trả về vị trí A, cung cấp dòng trực tiếp đến bơm Nhờ vậy bơm quay với tốc độ nhanh để cung cấp lượng xăng cần thiết cho chế độ này

2.1.3 Lọc Nhiên Liệu

Hình 20 Bộ lọc nhiên liệu

- Bộ lọc nhiên liệu có nhiệm vụ là: lọc tất cả các chất bẩn và tạp chất khác ra khỏi nhiên liệu Nó được lắp tại phía có áp suất cao của bơm nhiên liệu Ưu điểm của loại lọc thấm kiểu dùng giấy là giá rẻ, lọc sạch Tuy nhiên, loại lọc này cũng

có nhược điểm là tuổi thọ thấp, chu kỳ thay thế trung bình khoảng 4500km

1 – Thân lọc nhiên liệu

2 – Lõi lọc

3 – Tấm lọc

4 – Cửa xăng ra

5 – Tấm đỡ

6 – Cửa xăng vào

Hình 21 Kết cấu bộ lọc nhiên liệu

- Xăng từ bơm nhiên liệu vào cửa (6) của bộ lọc, sau đó xăng đi qua phần tử lọc (2) Lõi lọc được làm bằng giấy, độ xốp của lõi giấy khoảng 10µm Các tạp chất

có kích thước lớn hơn 10µm được giữ lại đây Sau đó xăng đi qua tấm lọc (3)

các tạp chất nhỏ hơn 10µm được giữ lại và xăng đi qua cửa ra (5) của bộ lọc là xăng tương đối sạch cung cấp quá trình nạp cho động cơ

ấn định bởi một lò xo và độ chân không trong đường ống nạp)

Hình 23 Bộ điều áp

1 – Đường chân không

(nối với đường nạp phía sau bướm ga)

2 – Lò xo áp lực

3 – Chụm giữa van

4 – Màng

5 – Van

6 – Đường xăng vào

7 – Đường xăng hồi

Hình 24 Cấu tạo bộ điều áp xăng

- Độ chênh lệch áp suất trong ống phân phối và đường ống nạp được ấn định bởi một lò xo Tuy nhiên, áp suất trong đường ống nạp thường xuyên thay đổi theo

sự đóng mở của bướm ga, nếu áp suất trong ống phân phối không thay đổi tương ứng thì lượng xăng phun ra sẽ không chính xác như ECU đã tính toán (vì ngoài tiết diện lỗ phun và khoảng thời gian phun, lượng xăng phun ra còn phụ thuộc vào độ chênh áp giữa phía bên trong và bên ngoài lỗ phun) Vì vậy gắn thêm vào

bộ điều áp một đường ống dẫn đến đường ống nạp, từ đó lợi dụng vào sự thay đổi của độ chân không ở đây để điều chỉnh áp suất trong ống phân phối

- Khi áp suất trong ống nạp giảm, độ chân không tăng sẽ hút màng của bộ điều

áp lên, làm mở van cho xăng hồi về thùng, từ đó là cho áp suất trong ống phân phối giảm tương ứng Khi áp suất ống nạp tăng trở lại, bộ điều áp sẽ đóng để cho

áp suất trong ống phân phối đạt được độ tăng tương ứng, duy trì độ chênh áp một cách ổn định

2.2 Hệ Thống Làm Mát

2.2.1 Chức Năng

- Trong quá trình động cơ làm việc, liên tiếp có sự đốt cháy nhiên liệu trong các

xi lanh để biến nhiệt năng thành cơ năng Nhiệt độ khí cháy có thể lên đến

2500oC, trong toàn bộ nhiệt lượng này chỉ có 25% biến thành công có ích, vào khoảng 45% lượng nhiệt bị tổn thất trong khí thải hoặc ma sát và khoảng 30% nhiệt lượng còn lại truyền cho các chi tiết của động cơ

- Lượng nhiệt truyền cho các chi tiết động cơ phải được truyền ra môi trường bên ngoài để tránh sự quá nhiệt cho các chi tiết dẫn đến sự bó kẹt Vì vậy hệ thống làm mát được thiết lập để làm nguội động cơ nhằm ngăn ngừa sự quá nhiệt

- Hệ thống làm mát động cơ 1NZ-FE là hệ thống làm mát bằng nước với việc sử dụng nước làm mát SLLC – một loại nước làm mát siêu bền của Toyota

2.2.2 Nguyên Lý

- Nước làm mát được dẫn xung quanh các xi lanh và bên trong nắp máy Hệ thống làm mát sẽ lấy đi một lượng nhiệt do quá trình cháy sinh ra và giữ cho động cơ ở một nhiệt độ ổn định thích hợp nhất

- Khi hệ thống làm mát bị hỏng, động cơ sẽ quá nhiệt Khi nhiệt độ làm iệc của động cơ quá thấp, tổn thất nhiệt thì chất lượng của hỗn hợp cháy kém và quá trình cháy không trọn vẹn

- Nước làm mát SLCC có đặc điểm là làm giảm điểm đông lạnh và làm tăng điểm sôi của nó, giúp bôi trơn bơm nước và chống rỉ sét bên trong động cơ

- Khi động cơ hoạt động, nếu nhiệt độ động cơ thấp thì van hằng nhiệt sẽ đóng Chất lỏng làm mát sẽ tuần hoàn bê trong động cơ và khoang sưởi ấm hành khách

Hình 26 Van hằng nhiệt đóng

- Khi nhiệt độ động cơ cao, van hằng nhiệt sẽ mở và nước làm mát từ động cơ đi

ra két nước, lượng nhiệt từ chất lỏng sẽ truyền qua đường ống đến các ống tản

nhiệt và được không khí mang đi Phần dưới của két nước làm mát được dễn đến bơm nước Bơm nước sẽ đẩy nước đi xung quanh xi lanh lên nắp máy

Hình 30 Vị trí đặt van hằng nhiệt

-Van hằng nhiệt là loại van đóng và mở tự động theo nhiệt độ nước làm mát Nó được bố trí ở giữa két nước và động cơ Khi nhiệt độ nước thấp van sẽ đóng để ngăn cản nước làm mát ra két nước Khi nhiệt độ gia tăng, nó mở ra và nước làm mát chảy ra két nước

Hình 31 Kết cấu van hằng nhiệt

- Van hằng nhiệt được mở bởi một chất sáp 2 (Wax) rất nhạy cảm với nhiệt độ được bố trí bên trong một xi lanh Khi động cơ lạnh, chất sáp này có dạng rắn và

lò xo làm cho van đóng lại Khi nhiệt độ nước làm mát gia tăng, chất sáp này sẽ chảy ra dạng lỏng và giãn nở Sự giãn nở này sẽ đẩy van xuống và van mở để cho phép nước làm mát từ két nước luân chuyển trong động cơ

- Trên van hằng nhiệt có bố trí một van xả khí Nó dùng để xả bọt khí trong hệ thống làm mát, khi nước làm mát được đổ thêm vào hệ thống Nếu có không khí trong hệ thống làm mát, đầu nặng của van xả khí sẽ rớt xuống cho phép không khí thoát ra Khi động cơ làm việc, áp lực của bơm nước đẩy van trở về vị trí đóng

2.2.5 Quạt Làm Mát

Hình 32 Quạt làm mát

- Quạt làm mát dùng để hút không khí mát từ bên ngoài qua bề mặt của két nước

để thu nhiệt từ chất làm mát Xung quanh đầu cánh quạt được bao kín để tập trung không khí đi qua két nước Quạt làm mát két nước động cơ 1NZ-FE được dẫn động bằng động cơ điện

Hình 33 Động cơ điện dẫn động quạt

Hình 34 Sơ đồ mạch điện điều khiển quạt làm mát hai chế độ

- ECU xuất tín hiệu điều khiển dựa vào các tín hiệu nhiệt độ nước làm mát và tín hiệu của hệ thống điều hoà không khí

- Chế độ thứ nhất: Khi bật công tắc IG đồng thời có tín hiệu điều khiển của ECU,

sẽ có dòng đi qua relay quạt làm mát số 1 và relay G2 làm đóng các tiếp điểm Lúc đó có dòng đi từ (+) Ắc quy → Relay quạt làm mát → Motor quạt làm mát

→ Relay quạt làm mát số 2 → Điện trở quạt làm mát → Mass → (-) Ắc quy Tốc độ quạt chậm vì qua một điện trở

- Khi nhiệt độ nước làm mát cao, ECU xuất tín hiệu điều khiển cực FAN2 làm Relay quạt làm mát hoạt động Sẽ có dòng đi từ (+) Ắc quy → Relay quạt làm mát → Motor quạt làm mát → Relay quạt làm mát số 2 → Mass → (-) Ắc quy

Vì dòng này không đi qua điện trở nên quạt sẽ quay với tốc độ nhanh

2.2.6 Két Nước

Hình 35 Két nước

- Nước nóng đi qua các áo nước sẽ được dẫn ra két làm mát Két làm mát bao

gồm ngăn chứa phía trên, ngăn chứa phía dưới và các ống dẫn nước bố trí ở giữa

- Nước nóng từ nắp máy được dẫn vào phần trên của két nước Phía trên két có

bố trí một nắp để nạp nước mới, nó cũng được nối với thùng nước dự trữ bằng ống cao su Ngăn nước phía dưới được nối với bơm nước của động cơ và có van

Hình 36 Cấu tạo két nước

- Nắp két nước được bố trí trên đỉnh của két nước, nó làm kín két nước và giữ

áp suất trong két để gia tăng nhiệt độ sôi của nước trên 100oC Trong nắp két nước có bố trí một van giảm áp và một van chân không Khi nhiệt độ nước gia

tăng, thể tích nước của nó cũng gia tăng làm áp suất tăng theo Khi áp suất của nước vượt quá 0.8 kg.f/cm2 thì van giảm áp sẽ mở ra để giới hạn áp suất

2.3 Hệ Thống Bôi Trơn

2.3.1 Khái Quát Chung

- 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:

Hình 37 Sơ đồ đường mạch dầu đi bôi trơn động cơ 1NZ-FE

2.3.2 Sơ Đồ Nguyên Lý

- 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 38 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống bôi trơn

1 – Hộp Cácte 8 – Trục khuỷu 15 – Van hằng nhiệt

2 – Lưới lọc 9 – Piston 16 – Két làm mát dầu

3 – Bơm dầu 10 – Trục cam a – Đường nước vào két

4 – Van an toàn 11 – Dàn cò mổ b – Đường nước ra két

5 – Lọc dầu 12 – Xupap T – Đồng hồ đo nhiệt độ

6 – Van an toàn 13 – Thăm dầu

7 – Đồng hồ đo áp suất 14 – Ống đổ dầu

2.3.3 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 toàn, 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), 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 cacte, kết hợp vơi 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 cuốn các mạt kim loại và chuyển chúng về cácte hoặc lọc dầu Còn lượng dầu còn lại sau khi đi bôi trơn theo đường dầu chính chở 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 chở

về cácte, ngoài ra hệ thống còn có thước thăm dầu (13) và ống bổ sung dầu (14)

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

- Trong truờng 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

2.3.4 Bôi Trơn Trục Khuỷu

- Trục khuỷu là một trong những chi tiết máy quan trọng nhất, cường độ làm việc lớn nhất của động cơ đốt trong

- Công dụng của trục khuỷu là tiếp nhận lực tác dụng trên piston truyền qua thanh truyền và biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu để đưa công suất ra ngoài (dẫn động các máy công tác khác) trạng thái làm việc của trục khuỷu rất nặng

- Trong quá trình làm việc, trục khuỷu chiệu tác dụng của lực khí thể, lực quán tính (quán tính chuyển động tịnh tiến và quán tính chuyển động quay ) những lực này có giá tri rất lớn thay đổi theo chu kỳ nhất định nên có tính chất va đập rất mạnh, ngoài các tác dụng nói trên còn gây ra hao mòn lớn trên các bề mặt ma sát của cổ khuỷu và chốt khuỷu

- Trục khuỷu của động cơ 1 NF-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 sử 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 39 Kết cấu trục khuỷu

1 – Đầu trục khuỷu để lắp bánh răng 3 – Cổ biên

2 – Cổ trục khuỷu 4 – Phần đuôi trục khuỷu để lắp bánh đà

2.3.5 Bôi Trơn Thanh Truyền

- Thanh truyền của động cơ 1 NZ- FE được chế tạo bằng thép các bon và thép

hợp kim thép các bon được dùng rất nhiều vì giá thành rẻ rể gia công, đặc biệt gồm có các thành phần như Crom, Ni…tiết diện của thanh tuyền có dạng chử I, trên đầu to thanh truyền có khoan lổ dầu bôi trơn xi lanh,bạc đầu to thanh tuyền chế tạo hai nửa lắp ghép với nhau,nắp đầu to thanh truyền lắp với thanh truyền nhờ bu lông.Chiều dài thanh truyền trong khoảng 19,788-19,840 mm

Hình 40 Thanh truyền động cơ 1NZ-FE

1 – Thân thanh truyền 2 – Bu lông thanh truyền 3 – Nắp đầu to thanh truyền

2.3.6 Bôi Trơn Piston

- Piston của động cơ 1NZ-FE được chế tạo bằng hợp kim nhôm Do piston phải chịu lực rất lớn, nhiệt độ rất cao và ma sát mài mòn lớn, lực tác dụng và nhiệt độ cao do khí thể và lực quán tính sinh ra gây nên ứng suất nhiệt trong piston, còn mài mòn là do thiếu dầu bôi trơn mặt ma sát của piston với xi lanh khi chịu lực Nên vật liệu dùng để chế tạo piston có độ bền cao, phải đảm bảo các yêu cầu sau

- Có sức bền lớn ở nhiệt độ cao và khi tải trọng thay đổi, có trọng lượng riêng nhỏ, hệ số giãn nở nhỏ, hệ số dẫn nhiệt lớn, chịu mòn tốt trong điều kiện bôi trơn kém và nhiệt độ cao, chống được sự mài mòn hoá học của khí cháy Vật liệu chế tạo piston dùng hiện nay là gang và hợp kim nhẹ, thép ít được dùng để chế tạo piston,trên piston được bố trí 1 xec măng lữa 1 xéc mang khí và một xéc mang dầu Trên piston được khoét rãnh để lắp xéc măng trên đỉnh xéc măng bị lõm xuống có tác dụng tạo lốc xoáy nhẹ, tao đều kiện hình thành hỗn hợp khí và cháy

Hình 41 Kết cấu piston động cơ 1NZ-FE

1 – Xéc măng lửa 4 – Piston

2 – Xéc măng khí 5 – Chốt pisotn

3 – Xéc măng dầu 6 – Vòng chặn chốt piston

2.3.7 Bôi Trơn Cơ Cấu Phân Phối Khí

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

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

Để dẫn động xupap động cơ dùng 1 trục cam bố trí trên nắp xi lanh, trục cam

được dẫn động thông qua bộ truyền xích Các xupap bố trí thành 2 dãy dọc theo thân máy, xupap được dẫn động gián tiếp thông qua cò mổ

- Trục cam bao gồm 16 vấu cam Bên trong trục cam có đường dầu để đi bôi trơn, tẩy rửa và làm mát các bề mặt ma sát trong cơ cấu phân phối khí Từ đường dầu chính trong trục cam có các đường dầu nhỏ để phân phối dầu bôi trơn đến mặt cam và cò mổ

2.3.8 Bầu lọc dầu

- Bầu lọc được sử dụng trên động cơ 1NZ-FE là bầu lọc thô

Hình 42 Sơ đồ cấu tạo bầu lọc bôi trơn động cơ 1NZ-FE

13 – lò xo bầu lọc 17 – Vỏ bầu lọc

14 – Van bi cầu lọc 18 – Ống trung

15 – Lò xo van an toàn 19 – Van một chiều

16 – Phần tử lọc

- 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

- 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/ 2 cm ) cho dầu đi thẳng vào đường dầu chính cung cấp cho hệ thống

- Điều này cho phép tránh được hiện tượng thiếu dầu bôi trơn khi phần tử lọc bị bẩn Tuy nhiên, các phần tử lọc cần được thay thế theo định kỳ để tránh bôi trơn bằng dầu bẩn

3 KIỂM TRA VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ

3.1 Cơ Sở Lý Thuyết Kiểm Tra

- Với sự phức tạp của các chi tiết và cụm chi tiết vì thế trong quá trình vận hành các chỉ tiết động cơ gặp các loại hư hỏng khác nhau và khá là đa dạng nhưng ta vẫn có thể phân loại các dạng hư hỏng về 3 nhóm:

+Nhóm 1: các hư hỏng vì hao mòn

+Nhóm 2: các hư hỏng vì tác động cơ giới

+Nhóm 3: các hư hỏng do tác dụng hoá nhiệt

Nhóm 1: Các hư hỏng vì hao mòn

- Dù trải qua quá trình hoạt động đúng với hướng dẫn và bảo dưỡng định kỳ thì việc các chi tiết ma sát hao mòn vẫn xảy ra trong quá trình sử dụng Hao mòn có thể được phân loại thành 2 nhóm là hao mòn bình thường và hao mòn không bình thường

- Với hao mòn bình thường là hao mòn dần đi của các chi tiết mà ta đã được xác định trước

- Với hao mòn không bình thường là những loại hao mòn như xước, xây xát,… thường xảy ra vì không dùng đúng với kỹ thuật bảo dưỡng, sửa chữa, bôi trơn không được đảm bảo hoặc ảnh hưởng vì nhiệt độ hoạt động

Nhóm 2: Các hư hỏng vì tác động cơ giới

- Trong quá trình hoạt động thì các chi tiết chịu tải trọng thay đổi về trị số và hướng ở những vị trí tập trung ứng suất sẽ xuất hiện những vết nứt tế vi và từ đó trở nên lớn hơn

và thành những vết nứt lớn và dẫn tới phá huỷ chi tiết Các tác động cơ giới thường gặp

có biểu hiện là nứt, vỡ,thủng, cong, xoắn Các hiện tượng chi tiết bị phá huỷ được gọi

là phá huỷ do mỏi của chi tiết, chi tiết bị phá huỷ do mỏi là trục khuỷu, thanh truyền, các bánh răng, lò xo, ổ lăn,… các chi tiết khi làm việc ở tải trọng lớn hơn tải trọng tính toán sẽ gây xuất hiện ứng suất dư làm chi tiết bị cong, thủng, xoắn, tróc, các loại hư hỏng cũng có thể xảy ra vì không tuân thủ quy trình sữa chữa lắp ráp do biến dạng và ứng suất trong quá trình làm việc

- Độ mỏi của kim loại là quá trình phá huỷ kim loại dần dần và lâu dài trong điều khiện

có ứng suất thay đổi theo chu kỳ Sự phá huỷ kim loại do tải trọng đổi hướng xảy ra ở những tải tọng có trị số giới hạn bền và cả ở những tải trọng có trị số nhỏ hơn giới hạn chảy Đặc điểm cấu trúc tính thể của kim loại có liên quan tới sự xuất hiện của các vết nứt mỏi Kim loại đa tinh thể được cấu tạo bởi các tinh thể có hướng khác nhau vì điều kiện kết tinh và điều kiện gia công được phân cách bởi đường biên, lỗ nhỏ và tạp chất

- Mối liên hệ giữa các nguyên tử của mạng tinh thể bị phá hoại theo các mặt phẳng cắt hoặc theo các mặt phẳng trượt khi bị biến dạng dẻo Ở những chu trình đầu tiên của ứng

suất thay đổi, kết quả biến dạng dẻo là gia cường mặt phẳng trượt trong các phần tử khác nhau và làm cho kim loại được bền hoá Khi chu trình ứng suất thay đổi tăng lên thì quá trình biến dạng dẻo của các phần tử có thể mất đi, mức độ biến dạng của mạng tinh thể có thể làm xuất hiện những vùng ở đó liên kết nguyên tử bị phá huỷ và liên kết mới không xuất hiện Độ kín mịn của kim loại bị phá huỷ và bắt đầu xuất hiện vết nứt

tế vi Các vết nứt tế vi tăng lên và liên kết tạo thành vết nứt chung Sự hình thành các vết nứt mỏi trong phần lớn trường hợp xảy ra theo hướng của ứng suất pháp tuyến lớn nhất Tải trọng chu kỳ và tải trọng tĩnh về bản chất và nguyên tắc về cơ cấu biến dạng dẻo và phá huỷ kim loại gần như không khác nhau

- Ở tại trọng chu kỳ thì biến dạng dẻo tập trung ở những phần tử gây ra cắt thay đổi về hướng và tải trọng tĩnh có biến dạng dẻo tác dụng vè mọt hướng và lan truyền đều lên các tinh thể Độ bền ở tải trọng tải tĩnh sẽ phụ thuộc vào sức chống phá huỷ, tính cho tất cả các phần tử kim loại còn ở tải trọng chu kỳ thì phụ thuộc vào phần tử yếu hơn

- Quá trình mỏi của kim loại được chia ra làm 3 giai đoạn

+Giai đoạn 1: xuất hiện các vết nứt tế vi mỏi đầu tiên

+Giai đoạn 2: phát triển các vết nứt tế vi mỏi

+Giai đoạn 3: phá huỷ chi tiết do mỏi

- Sự hình thành các vết nứt mỏi được thấy ở bề mặt kim loại nơi có ứng suất lớn và cũng

có thể xuất hiện bên trong Vết nứt lan truyền trong những mặt cắt theo những phần tử tương đối yếu có cấu trúc vật lý không đồng nhất nên phá huỷ do mỏi mang đặc tính cục bộ Vết nứt mỏi hình thành trên bề mặt chi tiết do ứng suất uốn và xoắn có chu kỳ gây nên và kéo nén theo chu kỳ vì lớp bề mặt chi tiết chịu ứng suất chu kỳ kém hơn Khi lớp bề mặt chi tiết được bền hoá bằng phương pháp gia công đặc biệt thì vùng vết nứt mỏi thường xuất hiện dưới lớp bền hoá Vết nứt xuất hiện ở những chi tiết phục hồi bằng phủ đắp kim loại xảy ra trên bề mặt do tập trung ứng suất do mòn hoặc do phương pháp chuẩn bị bề mặt không kỹ lưỡng và bề mặt của lớp kim loại có đặc tính không đồng nhất về cấu trúc của chúng

Nguyên nhân làm giảm độ bề mỏi của các chi tiết phục hồi gồm:

- Trạng thái bề mặt chi tiết :độ mỏi kim loại giảm xuống khi trạng thái bề mặt thay đổi

là vì lúc đó lớp bề mặt đã có vết xước, vế nứt tế vi hoặc bị xây xát

- Phủ đắp kim loại hoặc lắp thêm chi tiết phụ: trong quá trình phủ đắp gây ra hoặc do đặc tính không đồng nhất về cấu trúc và ứng suất dư bên trong

- Gia công cơ cho các chi tiết phục hồi : vì lượng dư gia công, trị số và sự đồng đều của

nó trong quá trình gia công cơ cho các chi tiết phục hồi Cắt gọt làm kim loại phủ đắp

có chứa oxi và các tạp chất bị gián đoạn làm cho bề mặt bị rạch, lõm sâu, mài không hết từ đó mà độ bền mỏi giảm

Nhóm 3: Các dạng hư hỏng do tác động hoá nhiệt

- Tác dụng hoá nhiệt gây hư hỏng biểu hiện ở việc chi tiết cong vênh, ăn mòn, già hoá lớp cách điện, cháy,

- Khi lượng nhiệt sinh ra ở các chi tiết bị ma sát ở tốc độ trượt lớn và tải trọng đơn vị cao sẽ tác dụng làm xuất hiện hiện tượng mòn do nhiệt Bề mặt làm việc của chi tiết sản sinh ra một lượng nhiệt khá lớn không kịp tán sâu vào kim loại, các lớp bề mặt chi tiết

bị đốt nóng tới các nhiệt độ rất cao Tuỳ thuộc vào vật liệu và chế độ gia công nhiệt luyện của chi tiết, nhiệt độ cao sinh ra ma sát có thể dẫn đến sự gia công nhiệt có đặc thù riêng của các lớp bề mặt chi tiết kèm theo các hiện tượng như kết tinh lại, ram, tôi, tối thứ cấp và nóng chảy bề mặt vì thế cấu trúc lớp bề mặc chi tiết bị thay đổi và độ bền

của kim loại giảm nhanh chóng Nhiệt độ cao của lớp bề mặt làm chúng mềm ra, dính tiếp xúc, bị dập và các thể tích nhỏ của các bề mặt tiếp xúc của chi tiết bị phá huỷ Mòn hiệt xuất hiện ở các cam của trục phân phối khí, các con đội xu páp,bề mặt làm việc của xylanh, cổ trục khuỷu, bánh răng và các chi tiết khác Còn hư hỏng do tác động hoá nhiệt xuất hiện ở các chi tiết như cổ trục khuỷu, thành xylanh, chốt piston, cam của trục phối khí, con đội, xupáp, ngoài sự mài mòn hư trên các chi tiết này còn bị tác dụng bởi

ăn mòn của chết khi và chịu ảnh hưởng tác động hoá học vì nước làm mát, dầu bôi trơn

Do nhiệt độ quá cao làm chi tiết bị cong, bênh, xuất hiện các vết rỗ

- Hao mòn là việc không thể tránh khỏi của chi tiết động cơ khi làm việc và chính việc hao mòn làm giảm thời gian sử dụng động cơ Phần lớn chi tiết đều hư hỏng do quá trình mài mòn tự nhiên của chúng Hư hỏng có tính chất đột xuất thường xảy ra ít hơn với nguyên nhân do việc không tuân thủ các quy trình làm việc và bảo dưỡng Để có thể ngăn ngừa những hư hỏng đột xuất ta thiêt lập hệ thống bảo dưỡng sửa chữa động

cơ theo kế hoạch đã định trước

3.2 Các Phương Pháp Xác Định Tình Trạng Hư Hỏng Của Các Chi Tiết Động Cơ

- Xác định tình trạng hư hỏng của chi tiét động cơ được tíến hành bằng các phương pháp kiểm tra sau khi các chi tiết được tháo rời và tẩy rửa sạch cặn bẩn bám trên nó

- Phương pháp kiểm tra xác định hư hỏng các chi tiết gồm:

+ Kiểm tra lượng mài mòn chi tiết bằng dụng cụ đo như thước cặp, panme, đồng hồ so,

+ Kiểm tra sự biến dạng của chi tiết nhờ vào việc đo độ độ song song, độ vuông góc,

độ đồng tâm và độ không bằng phẳng của mặt phẳng trên chi tiết

+ Kiểm tra hư hỏng bằng thiết bị, dụng cụ đo dò phát hiện nứt, thủng, rỗ ngầm

+ Kiểm tra các đặc tính cơ bản của chi tiết là độ đàn hồi lò xo, độ sai lệch về khối lượng,

độ biến dạng cam, độ mất cân bằng tĩnh,…

3.3 Một Số Phương Pháp Sửa Chữa Hư Hỏng Các Chi Tiết Động Cơ

3.3.1 Phục hồi chi tiết bằng phương pháp nguội

a Phương pháp cạo

- Phương pháp được sử dụng để gia công các bề mặt cong, khắc phục độ oval không đáng kể của lỗ các ổ trượt không được tháo rời hoặc để rà khít các mặt phẳng của các bề mặt tiếp xúc,các mặt phẳng của các chi tiết lớn được tiến hành bằng dụng cụ nguội là dao cạo

- Quá trình cạo tiến hành bằng cách dùng lớp bột màu mỏng bôi lên bề mặt cổ trục hoặc chi tiết công nghệ, sau đặt chỉ tiết cần cạo lên bề mặt chi tiết công nghệ quay vài vòng như vậy bề mặt của chi tiết gia công xuất hiện hiện những vết tiếp xúc bột và ta sẽ cạo chỗ vết tiếp xúc đó

b Phương pháp doa

- Phương pháp được sử dụng để gia công lần cuối cho các lỗ của các ổ trượt không tháo rời được sau khi ép chúng vào thân máy hoặc để khác phục độ oval của các lỗ của một số chi tiết bị mòn bằng dao khoét Khi doa từ hai lỗ trở lên cùng một lúc phải dùng các mũi dao có thể điều chỉnh được, các mũi dao có phần dẫn hướng lắp ở trục dap hoặc lắp trên vành điều chỉnh gắn với trục dao để đạt được độ đồng tâm Phương pháp chỉ được sử dụng ở những trường hợp khi các

ổ trượt đã lắp vào thân máy và việc gia công các lỗ của chúng trên máy gặp khó khăn

c Phương pháp dũa

- Phương pháp này dùng dũa dùng khắc phục độ oval không lớn hoặc vết xước, vết dập hoặc vết nứt nhỏ ở các trục

3.3.2 Phục hồi chi tiết bằng phương pháp gia công cơ khí

a Phương pháp lắp thêm chi tiết phụ

- Phương pháp này được sử dụng rộng rãi để phục hồi chi tiết theo kích thước sửa chữa và phục hồi kích thước danh nghĩa Phương pháp này còn có thể phục hồi các mặt làm việc của chi tiết phẳng bằng cách sử dụng các tấm kích thước khác nhau lắp lên chi tiết đó

- Chọn vật liệu làm chi tiết phụ phải dựa vào vật liệu của chi tiết cần phục hồi

Bề mặt làm việc của chi tiết phục cần thoả mãn yêu cầu về độ cứng như bề mặt làm việc của chi tiết được phục hồi

- Phương pháp lắp ghép chi tiết phụ thường là lắp ghép có độ dôi Một số trường hợp nếu dùng lắp trung gian thì hàn chấm ở một vài điểm hoặc hàn theo toàn bộ chu vi hoặc dùng bulong vít kẹp chặt

- Phục hồi chi tiết chính như xylanh, cácte, thân các loại bớm bằng phương pháp lắp chi tiết phụ có thể đặt chất lượng cao khi đảm bảo yêu cầu về công nghệ và vật liệu của chi tiết phù hợp Độ dôi thực tế luôn nhỏ hơn độ dôi quy chuẩn, bề mặt tiếp xúc trực thế của các chi tiết lắp ghép thì nhỏ hơn bề mặt hình học do trên bề mặt chi tiết sau khi gia công cơ khí để lại các vết lõm, nhấp nhô

b Phương pháp kích thước sửa chữa

- Phương pháp nhằm phục hồi hình dạng hình học đúng và độ bóng bề mặt chi tiết mà không cần đảm bảo kích thước ban đầu Vì gia công cơ khí, lớp bề mặt

bị mòn của chi tiết được phá bỏ và chi tiết có kích thước mới lớn hoặc nhỏ hơn kích thước danh nghĩa Khi kích thước danh nghĩa bị thay đổi vì vật khi lắp ráp phải dùng những chi tiết phụ tùng có khích thước sửa chữa tương ứng đã được chế tạo sẵn hoặc phải phục hồi chi tiết lắp ghép sao cho có kích thước tương ứng với chi tiết cơ bản

- Sửa chữa dùng hai loại kích thước sửa chửa quy chuẩn và kích thước sửa chữa

tự do Kích thước sửa chữa quy chuẩn sử dụng rộng rãi đối với các chi tiết như piston, xéc măng, chốt piston, con đội, bạc lót

- Ưu điểm phương pháp phục hồi theo kích thước sửa chữa quy chuẩn so với kích thước sửa chữa tự do là phương pháp cho phép chế toạ sẵn các chi tiết và tiến hành sửa chữa bằng phương pháp lắp dẫn giảm thời gian sửa chữa đáng kể

c Phương pháp gia công áp lực

- Lợi dụng tính chất dẻo của kim loại ta phục hồi chi tiết bằng gia công áp lực

Dưới tác dụng của tải trọng ở điều kiện nhất định nhờ tính dẻo của kim loại sẽ nhận được biến dạng dẻo mà không bị phá huỷ

- Gia công áp lực tiến hành ở nhiệt độ thấp hơn quá trình kết lại và gây ra biến cứng cho chi tiết được gọi là gia công nguội Gia công áp lực tiến hành ở nhiệt

độ lớn hơn nhiệt độ kếtt inh lại mà ở đó kim loại có cấu trúc không bị gia cường gọi là gia công nóng

- Gia công áp lực có nhiều phương pháp gồm:

+Phương pháp chồn

Phương pháp dùng ngoại lực tác dụng có hướng không dùng với hướng biến dạng Với hình vẽ phương lực P vuông góc phương biến dạng và sau khi gia công đường kính ngoài của chi tiết tăng lên và đường kính trong của chi tiết rỗng giảm xuống cả độ cao của các chi tiết đều giảm

Hình 43 Sơ đồ gia công áp lực bằng phương pháp chồn

Hình 44 Sơ đồ nong chi tiết

1 – Chi tiết 2 – Khuôn 3 – Chày đập