MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ............................................................................................................5
DANH MỤC BẢNG BIỂU.......................................................................................................7
LỜI NÓI ĐẦU.........................................................................................................................8
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ XE AUDI TT RS.....................................................................9
1.1. Giới thiệu về xe Audi TT RS...........................................................................................9
1.2. Giới thiệu về động cơ Audi R5 TFSI..............................................................................15
CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU ĐỘNG CƠ AUDI R5 TFSI.......................18
2.1. Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền....................................................................................19
2.1.1. Nắp đậy dàn cò...........................................................................................................19
2.1.2. Đệm (gioăng) nắp máy................................................................................................19
2.1.3. Nắp máy......................................................................................................................20
2.1.4. Thân máy.....................................................................................................................22
2.1.5. Pít tông........................................................................................................................22
2.1.6. Thanh truyền...............................................................................................................24
2.1.7. Trục khuỷu...................................................................................................................24
2.1.8. Các te dầu...................................................................................................................25
2.2. Cơ cấu phối khí ............................................................................................................26
2.2.1. Tổng quát về cơ cấu phối khí của động cơ Audi R5 TFSI...........................................27
2.2.2. Trục cam......................................................................................................................31
2.2.3. Cơ cấu điều chỉnh khe hở giữa vấu cam và cò mổ.....................................................32
2.3. Hệ thống bôi trơn..........................................................................................................33
2.3.1. Tổng quát về hệ thống bôi trơn động cơ Audi R5 TFSI..............................................33
2.3.2. Bơm dầu.....................................................................................................................34
2.3.3. Lọc dầu.......................................................................................................................36
2.4.Hệ thống làm mát ...........................................................................................................36
2.4.1. Tổng quát về hệ thống làm mát của động cơ Audi R5 TFSI.......................................36
2.4.2. Bơm nước...................................................................................................................38
2.5. Hệ thống nạp và thải......................................................................................................39
2.5.1. Turbo tăng áp..............................................................................................................39
2.5.2. Ống xả........................................................................................................................41
2.6. Hệ thống cung cấp nhiên liệu........................................................................................42
2.6.1. Tổng quát...................................................................................................................42
2.6.2. Vòi phun.....................................................................................................................45
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM ĐỘNG CƠ AUDI R5 TFSI Ở CHẾ ĐỘ Nem..ax46
3.1.Mục đích tính toán.........................................................................................................46
3.2. Lựa chọn các số liệu ban đầu.....................................................................................46
3.3. Tính toán các quá trình của chu trình công tác...........................................................48
3.3.1. Tính toán quá trình trao đổi khí ................................................................................48
3.3.2. Tính toán quá trình nén.............................................................................................49
3.3.3. Tính toán quá trình cháy...........................................................................................49
3.3.4. Tính toán quá trình dãn nở.......................................................................................51
3.3.5. Kiểm tra kết quả tính toán.........................................................................................52
3.4. Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác và sự làm việc của động cơ........52
3.4.1. Các thông số chỉ thị..................................................................................................54
3.4.2. Các thông số có ích..................................................................................................54
3.5. Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác...........................................................54
3.5.1. Khái quát .................................................................................................................54
3.5.2. Dựng đồ thị công chỉ thị lý thuyết ............................................................................54
3.5.3. Hiệu chỉnh đồ thị công chỉ thị lý thuyết thành đồ thị công chỉ thị thực tế..................56
3.6. Dựng đường đặc tính ngoài của động cơ...................................................................58
CHƯƠNG 4. KHAI THÁC BẢO DƯỠNG VÀ SỮA CHỮA ĐỘNG CƠ AUDI R5 TFSI ...62
4.1. Tổng quan...................................................................................................................62
4.2. Bảo dưỡng và sửa chữa động cơ Audi R5 TFSI .......................................................63
4.2.1.Kiểm tra mức dầu động cơ.......................................................................................63
4.2.2.Kiểm tra mức nước làm mát động cơ.......................................................................65
4.2.3. Kiểm tra và bảo dưỡng phần tử lọc gió...................................................................66
4.2.4. Kiểm tra bảo dưỡng bộ điều chỉnh khe hở xupáp...................................................66
4.2.5. Kiểm tra áp suất nén...............................................................................................67
4.2.6. Kiểm tra đế xupáp (nạp – xả)..................................................................................68
4.2.7. Kiểm tra lò xo nén...................................................................................................69
4.2.8. Kiểm tra thân máy. .................................................................................................70
4.2.9. Kiểm tra pít tông cùng với chốt ..............................................................................71
4.3. Một số hư hỏng và phương pháp khắc phục............................................................72
4.3.1. Động cơ khó nổ.......................................................................................................72
4.3.2. Động cơ bị giảm công suất .....................................................................................73
4.3.3. Mức tiêu hao nhiên liệu quá lớn..............................................................................74
4.3.4. Mức tiêu hao dầu bôi trơn quá lớn..........................................................................74
4.3.5. Quá nhiệt ................................................................................................................75
4.3.6. Khói xả có màu trắng. ............................................................................................75
4.3.7. Khói xả có màu đen. ..............................................................................................76
4.3.8. Áp suất dầu động cơ không lên..............................................................................76
KẾT LUẬN.......................................................................................................................77
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................78
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật cũng như những tiến bộ vượt bậc trong đời sống xã hội, nhu cầu về đi lại, vận chuyển của con người cũng tăng lên rất nhiều. Nhắc đến lĩnh vực giao thông vận tải, người ta không thể không nghĩ ngay đến lĩnh vực vận tải đường bộ, là loại hình giao thông được phát triển khả sớm.
Đối với Việt Nam, là một nước đang phát triển, lĩnh vực giao thông vận tải đóng vai trò mấu chốt trong sự phát triển về mọi mặt. Với mức độ phát triển của nước ta hiện nay, giao thông vận tải đường bộ vẫn chiếm vị thế quan trọng nhất trong lĩnh vực giao thông vận tải, với hình thức vận tải bằng ô tô là chủ yếu. Ô tô trở nên thông dụng hơn với người Việt Nam, từ các tập đoàn vận tải lớn của hợp tác xã nhà nước, cũng như các doanh nghiệp vận tải tư nhân đến các cơ quan, xí nghiệp, và cả những gia đình cá nhân đều có thể sử dụng ô tô. Với mức độ sử dụng ô tô hiện nay, cũng như khối lượng xe hơi tiêu thụ ở thị trường nước ta như hiện nay yêu cầu một lượng lớn những kỹ thuật viên, những người hiểu biết về ô tô. Việc hiểu và nắm rõ về sử dụng, khai thác, bảo dưỡng, sữa chữa là những yếu tố cần thiết và quan trọng đối với những học viên công nghệ ô tô. Đề tài tìm hiểu “KHAI THÁC ĐỘNG CƠ AUDI R5 TFSI” Đây là một đề tài bổ ích mang tính thiết thực, giúp cho em hiểu nhiều hơn về các động cơ trên ô tô.
Trong quá trình làm đồ án em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các Thầy và các bạn cùng lớp, đặc biệt là giảng viên: Ths. ……………. Do thời gian làm đồ án có hạn và kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế nên trong quá trình làm đồ án vẫn còn tồn tại nhiều thiếu sót. Vì vậy, em rất mong nhận được sự góp ý và hướng dẫn của các Thầy để em có thể hoàn thiện đồ án hơn.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
………………..
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU VỀ XE AUDI TT RS
1.1. Giới thiệu về xe Audi TT RS
Audi TT RS do quattro GmbH phát triển với truyền thống lâu đời. Nhờ có động cơ thẳng hàng 5 xy lanh tăng áp , hệ dẫn động 4 bánh toàn thời gian, hệ thống treo thể thao, cả Coupe và Roadster đều là những chiếc xe thể thao hiệu suất cao của Audi.
Nhìn từ bên hông, bánh xe với đĩa phanh lớn của Audi TT RS ngay lập tức bắt mắt. Viền bọc gương có lớp nhôm mờ có tùy chọn màu theo thân xe hoặc màu cacbon. "Gói kiểu dáng màu đen" có lưới tản nhiệt khung đơn màu đen.
Như mọi khi trên một chiếc Audi, phần đầu xe được đặc trưng bởi lưới tản nhiệt khung đơn được bao bọc bởi khung bằng nhôm mờ. Phần chèn của lưới tản nhiệt, có huy hiệu TT RS, có thiết kế hình thoi màu đen sáng bóng phản chiếu các khe hút gió lớn bên hông. Các cạnh loe của chúng hút không khí vào khoang động cơ, cửa hút bên trái hướng không khí vào hộp số, lối vào phù hợp dẫn không khí đến một bộ làm mát nước bổ sung.
Cản sau bao gồm một bộ khuếch tán tích hợp chèn bao quanh hai ống xả lớn, hình bầu dục. Logo "TT RS" cũng trang trí phía sau xe. TT RS được trang bị tiêu chuẩn với cánh lướt gió rộng, cố định giúp tăng lực xuống trục sau và do đó cải thiện khả năng ổn định ở tốc độ cao.
Các tính năng bảo vệ cơ thể và người ngồi khác:
+ Mở rộng cửa hút gió phía trước, chèn bộ khuếch tán phía sau nổi bật
+ Cánh gió sau cố định
+ Túi khí phía trước cho người lái và hành khách phía trước hai tầng
+ Bộ căng đai cho người lái và hành khách phía trước và bộ hạn chế lực đai
+ Trong một vụ va chạm từ phía sau, gối tựa đầu hỗ trợ phía sau của cái đầu
Thiết kế nội thất của xe Audi TT RS bao gồm các tiện nghi sang trọng tiêu chuẩn như ghế ngồi bọc da, 4 vùng kiểm soát khí hậu độc lập tốt nhất, hệ thống kích hoạt ổ cứng bằng giọng nói. Điều đặc biệt của Audi TT RS là hệ thống điều hòa trên xe được thiết kế để có thể làm mát ngay cả ở thời tiết khắc nghiệt. Với tổng cộng 28 cửa làm mát, hệ thống điều hòa khiến cho người ngồi có cảm giác thoải mái như được chìm trong không khí mát mẻ.
- Toàn bộ nội thất được khoác lên mình màu đen năng động.
Kích thước cơ bản xe Audi TT RS thể hiện như hình 1.9.
1.2. Giới thiệu về động cơ Audi R5 TFSI
Audi là thương hiệu được chú ý nhất với động cơ 5 xy lanh vào những năm 1980. Động cơ mạnh mẽ đã làm sắc nét diện mạo mới, thể thao của Audi.
Động cơ 5 xy lanh kết hợp hiệu suất của động cơ bốn xy lanh với việc phát triển động cơ sáu xy lanh với trọng lượng thấp hơn và kích thước nhỏ gọn. Một phiên bản tăng áp sau đó đã được đưa ra. Đây là khái niệm động cơ đầu tiên áp dụng nguyên tắc giảm kích thước và nó đã gây ra một sự bất ngờ khi lần đầu tiên được ra mắt cách đây 30 năm.
Các tính năng mô tả và thiết kế của động cơ :
+ Động cơ xăng 5 xy lanh thẳng hàng.
+ Xy lanh nhôm khối.
+ Bốn van trên mỗi xy lanh, hai trục cam trên cao (DOHC).
+ Tăng áp với làm mát khí nạp (áp suất tăng tối đa tuyệt đối 2,35 bar).
+ Hệ thống xả dòng kép với một đầu dò trước chất xúc tác gần động cơ, một đầu dò lambda băng thông rộng trước chất xúc tác trước, một đầu dò lambda kích hoạt sau chất xúc tác trước và điều khiển lambda liên tục.
+ Hệ thống valvelift Audi (AVS) ở phía ống xả.
Những điểm khác biệt so với động cơ trên xe Audi khác :
+ Trọng lượng nhẹ hơn.
+ Tổn thất điện năng do ma sát thấp hơn.
+ Chiều dài tổng thể giảm do sự bố trí nhỏ gọn hơn ở khu vực truyền động xích sau và chuyển đổi sang truyền động dây đai một dãy.
+ Nhiều công suất và mô-men xoắn hơn.
Thông số kỹ thuật động cơ Audi R5 TTRS như bảng 1.2.
CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU ĐỘNG CƠ AUDI R5 TFSI
Trong chương 2, các cơ cấu, hệ thống lắp trên động cơ sẽ được trình bày khái quát về công dụng, kết cấu chi tiết và nguyên lý hoạt động của chúng.
Các cơ cấu chính của động cơ gồm có:
- Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền;
- Cơ cấu phối khí.
Các hệ thống của động cơ bao gồm:
- Hệ thống bôi trơn;
- Hệ thống làm mát;
- Hệ thống nạp và thải;
- Hệ thống nhiên liệu.
2.1. Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền
Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền là cơ cấu chính trong động cơ có nhiệm vụ tiếp nhận và biến đổi lực khí thể do đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt thành momen quay của trục khuỷu. Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền gồm hai nhóm chi tiết chính là nhóm chi tiết cố dịnh và nhóm chi tiết chuyển động. Nhóm chi tiết cố định gồm có nắp xy lanh, thân máy và các te dầu. Nhóm chi tiết chuyển động gồm có nhóm pít tông, thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà.
2.1.1. Nắp đậy dàn cò
Nắp đậy dàn cò (Hình 2.3) có công dụng làm kín, bao phủ bên ngoài nắp xy lanh. Nắp đậy dàn cò của động cơ Audi R5 TFSI được làm bằng nhôm chịu lực để vừa đảm bảo độ bền lại giảm được khối lượng.
2.1.3. Nắp máy
Nắp máy được đặt trên khối xy lanh, mặt dưới nắp máy cùng với ống lót xy lanh và pít tông tạo nên buồng đốt. Cấu trúc của nắp máy được đơn giản hóa bằng cách tách các phần cổ trục cam ra khỏi nắp máy.
Nắp máy của động cơ Audi R5 TFSI được làm từ nhôm, có kết cấu buồng đốt kiểu vát nghiêng. Các bugi đánh lửa được đặt ở trung tâm các buồng đốt để tăng khả năng chống va đập của động cơ.
2.1.4. Thân máy
Thân máy của động cơ là loại thân xylanh – hộp trục khuỷu. Khối thân xylanh của động cơ được chế tạo liền với nửa trên hộp trục khuỷu theo hình thức vỏ thân xylanh chịu lực. Thân máy của động cơ được chế tạo gang xám, có độ bền rất cao.
2.1.6. Thanh truyền
Thanh truyền là bộ phận trung gian liên kết pít tông với trục khuỷu và cho phép biến chuyển động tính tiến của pít tông thành chuyển động quay của trục khuỷu. Thanh truyền của động cơ Audi R5 TFSI làm từ hợp kim 46MnVS5 tốt, được chế tạo bằng phương pháp rèn vừa có độ bền cao lại có thể giảm được tải trọng.
2.1.8. Các te dầu
Các te là có công dụng bảo vệ và chứa dầu bôi trơn động cơ. Phần các te dầu số 1 của động cơ Audi R5 TFSI được chế tạo bằng hợp kim nhôm, được gắn cố định với khối xy lanh và hộp số để tăng độ bền vững.
Các te gồm có hai phần. Phần trên cùng phục vụ van điều tiết và thông qua bơm dầu. Phần dưới của Các te được dập, làm bằng thép, có cảm biến nhiệt độ G266, đây là mức dầu cũng như một nút xả dầu.
2.2. Cơ cấu phối khí
2.2.1.Tổng quát về cơ cấu phối khí của động cơ Audi R5 TFSI
Động cơ bắt đầu được trang bị hệ thống điều phối van biến thiên để góc trùng van có thể thay đổi phù hợp với điều kiện hoạt động của động cơ. Trong các hệ thống này, được sử dụng trên động cơ DOHC (trục cam kép), một thiết bị đặc biệt đã được gắn trong bánh răng dẫn động trục cam nạp. Hệ thống điều phối van biến thiên (tên quốc tế chung là Variable Valve Timing, VVT) được thiết kế để điều khiển các thông số của cơ cấu phân phối khí, tùy thuộc vào các chế độ vận hành của động cơ.
Áp suất dầu trong buồng làm việc phụ thuộc vào tốc độ động cơ, tải và nhiệt độ động cơ. Vị trí của trục cam so với trục khuỷu trong quá trình hoạt động của động cơ có thể thay đổi và không đổi (cố định). Khoang làm việc được cung cấp năng lượng bởi hệ thống bôi trơn động cơ.
Bộ phân phối thủy lực điện điều khiển 8 bao gồm một phần thủy lực và một nam châm điện. Van được lắp trên vỏ trục cam và kết nối với hệ thống bôi trơn động cơ. Một ống đệm được lắp vào xi lanh phân phối, chuyển động của nó dẫn đến sự thay đổi dòng dầu. Vị trí ống chỉ của bộ phân phối điều khiển được điều khiển bởi tín hiệu từ bộ điều khiển điện tử 2.
Các van mở từ đó không khí hoặc hỗn hợp không khí-nhiên liệu đi vào từ cửa nạp và thoát ra khỏi buồng từ van xả (khi nó mở ra). Như đã nói trước đó, cam hoặc các thùy trên trục cam điều khiển việc đóng mở van. Chúng chạy các van theo những khoảng thời gian xác định và với độ chính xác cực cao, thời gian của van được đo bằng độ tương ứng với vị trí của piston bên trong buồng đốt.
2.2.2. Trục cam
Trục phân phối được dẫn động quay từ trục khuỷu của động cơ nhờ bộ truyền động xích. Trên trục phân phối có các vấu cam có biên dạng được thiết kế để đảm bảo đúng chu trình phối khí, mỗi cam điều khiển một xu páp.
Khi trục quay, nếu đòn mở xupáp tiếp xúc với phần thấp của cam (mặt trụ) thì xupáp đang ở vị trí cao nhất, lúc này xu páp bị đóng chặt nhờ lực của các lò xo. Khi vấu cam (phần cao) tiếp xúc với đòn mở xupáp thì xupáp bị đẩy xuống. Lò xo bị ép lại và xupáp mở ra.
2.3. Hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn của động cơ có chức năng lọc sạch rồi đưa dầu bôi trơn đến các bề mặt cần bôi trơn.
2.3.1. Tổng quát về hệ thống bôi trơn động cơ Audi R5 TFSI
Dầu được cung cấp bởi bơm dầu chảy qua một đường dẫn dầu trong khối xy lanh đến khung lọc dầu. Ở đây, trước tiên nó đi qua một van một chiều có tác dụng ngăn các đường dẫn dầu của động cơ bị khô, để sau khi động cơ khởi động, áp suất dầu được tăng lên càng nhanh càng tốt. Sau đó, dầu động cơ sẽ chảy từ mép vào trong qua hộp lọc dầu. Dầu tinh khiết chảy tiếp từ khung lọc dầu đến bộ làm mát dầu, và từ đó trở lại khung lọc dầu.
2.2.2.Bơm dầu
Bơm dầu dẫn động bằng xích là một máy bơm bánh răng. Nó được thiết kế như không được kiểm soát bơm. Máy bơm có van khởi động lạnh và điều khiển pít tông. Pít tông điều khiển mở tối đa áp suất 3,7 (+0,7) bar. Van khởi động lạnh (van an toàn) mở tối đa áp suất 13 bar.
Bơm dầu sử dụng phương pháp tự bổ sung dầu với vòng tuần hoàn của dầu thông qua một đường hút dầu ở trong bơm. Điều này giúp hạn chế sự thay đổi mức dầu ở các te, giảm ma sát và giảm tỉ lệ không khí lẫn ở trong dầu.
2.4. Hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát có chức năng giải nhiệt từ các chi tiết nóng (pít tông, xy lanh, nắp xy lanh, xupáp, …) để chúng không bị quá tải nhiệt. Ngoài ra làm mát động cơ còn có tác dụng duy trì nhiệt độ dầu bôi trơn trong một phạm vi nhất định để duy trì các chỉ tiêu kỹ thuật của chất bôi trơn.
2.4.1. Tổng quát về hệ thống làm mát của động cơ Audi R5 TFSI
Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát dựa trên bằng chất làm mát theo chiều dọc hướng, từ xy lanh 1 đến xy lanh 5. Bơm hệ thống làm mát được dẫn động bằng đai gân chữ V sử dụng hệ thống truyền động phụ kiện. Anh ấy có kích thước và thông số thích hợp để giữ tải nhiệt độ cao của động cơ tăng áp trên chấp nhận mức. Để tránh quá nhiệt của bộ tăng áp khi động cơ tắt, hệ thống làm mát được trang bị bơm mồi nước làm mát sau khi tắt động cơ V51.
Quản lý nhiệt thông minh (ITM)
Mục đích của ITM là làm nóng động cơ càng sớm càng tốt. Để có thể quản lý dòng nhiệt trong động cơ trong giai đoạn khởi động, người ta sử dụng một máy bơm nước làm mát cắm điện. Hai cảm biến nhiệt độ được sử dụng để theo dõi nhiệt độ trong động cơ.
2.4.2. Bơm nước
Bơm nước làm mát được dẫn động bằng dây đai gân chữ V từ trục khuỷu. Trong giai đoạn khởi động nguội và trong giai đoạn khởi động của động cơ, hệ thống kiểm soát nhiệt thông minh sẽ dừng chuyển động của chất làm mát trong khối xy lanh. Để làm điều này, cánh điều khiển được kéo lại dưới tác dụng của chân không, thắng lực của lò xo áp suất phía trên bánh công tác. Máy bơm không thể bơm chất làm mát. Áp suất âm yêu cầu được tạo ra bởi van chuyển mạch của máy bơm làm mát cơ khí N649. Việc tắt máy bơm chất làm mát này xảy ra ở nhiệt độ môi trường từ -16 đến 60° C, theo phép đo ở đầu xy lanh
2.5. Hệ thống nạp và thải
2.5.1.Turbo Tăng áp
Turbo tăng áp ống góp được đúc từ thép. Nó được thiết kế cho nhiệt độ khí thải lên đến 1000° C. Để đảm bảo rằng nó không bị vượt quá, nhiệt độ khí thải được kiểm soát dựa trên một mô hình được tính toán. Điều này làm cho nó có thể loại bỏ cảm biến nhiệt độ khí xả, được lắp đặt trên động cơ của thế hệ trước.
Các cánh điều hướng khí xả được điều khiển đồng thời bởi một thiết bị truyền động chân không. Ở mức tải thấp và tốc độ động cơ thấp, bộ truyền động di chuyển vòng điều khiển và quay các cánh gạt được kết nối trục sang vị trí đóng một phần. Điều này làm tăng tốc độ khí đi vào tuabin, tăp áp suất đẩy và tăng mô men xoắn của đông cơ.
2.5.2. Ống xả
Âm thanh dễ chịu đặc trưng của động cơ 5 xy lanh trong quá trình tăng tốc với đầy tải được cung cấp bởi đường nạp và hệ thống xả. Để tuân thủ đáng tin cậy các tiêu chuẩn khí thải Euro 5. Ngoài ra ở đầu ra của tuabin là một lambda đầu dò liên tục được vặn vào trực tiếp đến Turbo tăng áp. Tàu thăm dò Lambda sau khi chất xúc tác được đặt ngay sau tiền chất xúc tác.
2.6. Hệ thống cung cấp nhiên liệu
2.6.1.Tổng quát
Audi là nhà sản xuất xe hơi đầu tiên trên thế giới kết hợp một hệ thống phun xăng trực tiếp FSI (Fuel Stratified Injection) với công nghệ tăng áp Turbo trong cả lĩnh vực xe đua thể thao và xe dân dụng được sản xuất hàng loạt. Điều này mang đến những ưu thế về kỹ thuật và hiệu quả vận hành mà khó đối thủ nào sánh kịp. Dải mô men xoắn cực rộng của động cơ TFSI cho phép tiết kiệm nhiên liệu và lực đẩy khá lớn, dù chỉ ấn nhẹ chân ga.
Hệ thống thành 2 mạch. Chủ yếu là xăng được cung cấp dưới áp suất thấp. Nó đến bơm nhiên liệu áp suất cao và tích tụ trong đường ống. Bơm cao áp được nối tiếp bởi một mạch trong đó áp suất cao được tạo ra.
Trong mạch đầu tiên, một bơm áp suất thấp được lắp đặt (thường xuyên nhất trong bình xăng), một cảm biến cố định áp suất trong mạch, cũng như một bộ lọc nhiên liệu.
- Chế độ hoạt động:
+ Phun một lần áp suất cao.
+ Phun kép áp suất cao.
+ Phun kép (tiêm ống góp và tiêm trực tiếp).
- Động cơ khởi động:
+ Nhiệt độ nước làm mát dưới 45°C: Phun phân tầng kép áp suất cao vàohệ thống tăng áp
+ Nhiệt độ nước làm mát trên 45 ° C: Phun một phân tầng vào bộ tăng áp.
- Làm nóng động cơ: Động cơ chạy ở chế độ đầy tải (ví dụ): 5% phun qua ống góp và 95% phun trực tiếp.
2.6.2.Vòi phun
Vòi phun FSI - Vòi phun điện từ được thiết kế cho áp suất lên đến 250 bar. Chúng được lắp vào đầu xy lanh và phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt Điện áp điều khiển lên đến 65V được tạo ra bởi bộ phận điều khiển động cơ. Điều này giúp cho việc phun nhiều lần có thể xảy ra với các phần nhiên liệu nhỏ nhất.
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM ĐỘNG CƠ AUDI R5 TFSI Ở CHẾ ĐỘ Nemax
3.1. Mục đích tính toán
* Mục đích:
Mục đích việc tính toán nhiệt chu trình công tác là xác định các chỉ tiêu kinh tế và hiệu quả của chu trình công tác, sự làm việc của động cơ ở điều kiện Việt Nam.
* Chế độ tính toán:
Chế độ làm việc của động cơ được thể hiện thông qua các thông số cơ bản như: công suất có ích, mô mem xoắn có ích, tốc độ quay và nhiều thông số khác. Các thông số ấy có thể ổn định hoắc thay đổi trong một phạm vi rộng tùy theo chế độ làm việc của động cơ. Ta chọn chế độ công suất có ích lớn nhất ứng với số vòng quay của trục khuỷu là 6000v/ph
3.2. Lựa chọn các số liệu ban đầu
1- Công suất có ích lớn nhất: Nemax= 310 [Kw].
2- Số vòng quay trong một phút của trục khuỷu ứng với chế độ công suất lớn nhất: n = 6000 v/ ph
7- Tỷ số nén : e = 10,5
9- Nhiệt độ môi trường T0: Giá trị trung bình của T0 ở nước ta theo thống kê của nhà khí tượng là 240C, tức là 2970K
10- Áp suất khí nạp tạo ra bởi Turbo tăng áp pk:
Turbo tăng áp kép tạo ra áp suất cao hơn trên 2 lần áp suất khí quyển ở độ cao của mực nước biển: pk = 0,25 [MN/m2] = 0,25 [MPa].
11- Áp suất cuối quá trình nạp pa:
Áp suất cuối quá trình nạp: pa= (0,88¸0,96)pk = 0,9.pk = 0,225[MPa].
12- Áp suất khí thể cuối quá trình thải cưỡng bức pr:
Động cơ xăng: pr = (1,05¸ 1,15)pT =1,05. pT = 0,202[Mpa],
17- Nhiệt trị thấp của nhiên liệu QT: QT thường được tính với 1kg nhiên liệu. Đối với nhiên liệu xăng: QT = 44.103 [KJ/kgnl].
18- Chỉ số dãn nở đa biến trung bình n2:
Động cơ xăng: n2 = 1,23¸1,27, chọn n2 = 1,23
3.3. Tính toán các quá trình của chu trình công tác
3.3.1. Tính toán quá trình trao đổi khí
a) Mục đích: Mục đích của việc tính toán quá trình trao đổi khí là xác định các thông số chủ yếu của cuối quá trình nạp chính (ở điểm a) như áp suất Pa và nhiệt độ Ta
b) Thứ tự tính toán:
- Nhiệt độ không khí sau máy nén:
Thay số ta được: Tk = 414,2 (0K)
- Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta
Thay số ta được: Ta= 439,62 [0K].
- Hệ số khí sót gr: gr = 0,02
3.3.3. Tính toán quá trình cháy
a) Mục đích: Mục đích của việc tính toán quá trình cháy là xác định các thông số cuối quá trình cháy như áp suất Pz và nhiệt độ Tz
b) Thứ tự tính toán: Việc tính toán được chia làm hai giai đoạn sau:
Tính toán tương quan nhiệt hóa:
- Lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu thể lỏng:
Thay số ta được: M0 = 0,5119 (Kmol/Kgnl)
- Hệ số thây đổi phân tử lý thuyết: β0 = 1,0811.
- Hệ số thay đổi phân tử thực tế: β = 1,0776
Tính toán tương quan nhiệt động:
Đối với động cơ xăng: khi 0,7cvzđược xác định theo biểu thức gần đúng sau:
ucvz = 18,423+2,596+(1,55+1,38).10-3. =18,423+2,596.0,9(1,55+1,38.0,9).10-3.
=> ucvz= 20,7594 + 2,792.10-3 [KJ/Kmol.độ].
- Tổn thất nhiệt do quá trình cháy không hoàn toàn được xác định theo biểu thức:AQT = 6142,857.
Giải phương trình (*) lấy nghiệm dương ta có: Tk = 2903[oK].
Áp suất cuối quá trình cháy: Pz=2,982.5,64= 16,82[MPa].
3.3.4. Tính toán quá trình dãn nở
a) Mục đích: Mục đích của việc tính toán quá trình dãn nở là xác định các giá trị áp suất Pb và nhiệt độ Tbở cuối quá trình dãn nở.
b) Thứ tự tính toán:
- Áp suất cuối quá trình dãn nở: 0,933 [MPa].
- Nhiệt độ cuối quá trình dãn nở: 1690 [0K].
3.4. Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác và sự làm việc của động cơ
3.4.1. Các thông số chỉ thị.
Đó là những thông số đặc trưng cho chu trình công tác của động cơ.
a) Áp suất chỉ thị trung bình lý thuyết:
Thay số ta được: Pi = 2,27 [MPa].
d) Hiệu suất chỉ thị: ui = 0,5933
3.4.2. Các thông số có ích.
Các thông số có ích là những thông số đặc trưng cho sự làm việc của động cơ. Để xác định các thông số đó, ta sử dụng kết qua tính toán các thông số chỉ thị ở mục trên và xác định giá trị của áp suất tổn hao cơ khí trung bình pcơ .
Thứ tự tính toán các thông số có ích như sau:
+ Áp suất tổn hao cơ khí trung bình pcơ được xác định theo công thức thực nghiệm: pcơ = 0,025 + 0,012CTB = 0,025+0,012.20 =0,265 [MPa].
+ Áp suất có ích trung bình: pe = pi - pcơ = 2,043 - 0,265 = 1,778 [MPa].
+ Hiệu suất có ích he = hi.hcơ= 0,5933.0,87 = 0,516.
- Công suất có ích của động cơ ở số vòng quay tính toán: Ne = 306,22 (KW)
- Mô men xoắn có ích của động cơ ở số vòng quay tính toán:
Thay số được: Me = 487,61 [Nm].
3.5. Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác
3.5.1. Khái quát
- Đồ thị công chỉ thị là đồ thị biểu diễn các quá trình của chu trình công tác xảy ra trong xy lanh động cơ trên hệ toạ độ p-V. Việc dựng đồ thị được chia làm hai bước: dựng đồ thị công chỉ thị lý thuyết và hiệu chỉnh đồ thị đó để được đồ thị công chỉ thị thực tế.
- Đồ thị công chỉ thị lý thuyết được dựng theo kết quả tính toán chu trình công tác khi chưa xét các yếu tố ảnh hưởng của quá trình làm việc thực tế trong động cơ.
3.5.2. Dựng đồ thị công chỉ thị lý thuyết.
Ở đồ thị công chỉ thị lý thuyết, ta thay chu trình thực tế bằng chu trình kín a-c-z-b-a. Trong đó quá trình cháy nhiên liệu được thay bằng quá trình cấp nhiệt đẳng tích c-z, quá trình trao đổi khí được thay bằng quá trình rút nhiệt đẳng tích b-a.
* Thứ tự tiến hành dựng đồ thị như sau:
- Thống kê giá trị của các thông số đã tính ở các quá trình:
pa = 0,225 [MPa] n1 = 1,37
pc = 5,64 [MPa] n2 = 1,23
pz = 16,734 [MPa] e = 10,5
pb = 0,928 [MPa]
Vz = Vc = 0,06 [dm3]
Va = Vh +Vc = 0,5741 + 0,06= 0,634 [dm3]
- Dựng hệ toạ độ p - V với gốc toạ độ 0 trên giấy kẻ ly và theo một tỷ lệ xích được chọn trước của thể tích và áp suất, ta xác định các điểm:
a (pa, Va), c (pc, Vc), z (pz, Vz) và b (pb, Va) trên hệ toạ độ đó.
Tức là: a(0,225; 0,634); c(5,64; 0,06); z(16,734; 0,06); b(0,928; 0,634) :
- Nối các điểm c và z, b và a bằng các đoạn thẳng, ta được các đường biểu diễn quá trình cấp nhiệt và rút nhiệt.
- Dựng các đường nén đa biến a-c và dãn nở đa biến z-b. Để dựng các đường ấy, ta có thể dùng phương pháp lập bảng.
- Chọn trước các giá trị của e1 (biến thiên trong giới hạn 1¸e) và e2 (biên thiên trong giới hạn 1¸d), ta có thể xác định các cặp giá trị (pn, Vn) và (pd, Vd) tương ứng. Mỗi cặp giá trị ấy cho một điểm tương ứng trên đồ thị p – V.
- Đưa kết quả tính toán được lên đồ thị và nối các điểm của cùng quá trình bằng một đường liền nét, ta có đồ thị cần dựng.
3.5.3. Hiệu chỉnh đồ thị công chỉ thị lý thuyết thành đồ thị công chỉ thị thực tế
- Đồ thị công chỉ thị thực tế là đường: a' - c' - c" - z' - b' –b"- b"' - a', đã gạch bỏ các diện tích I, II, III, IV trong đồ thị công chỉ thị lý thuyết.
- Diên tích I do việc đánh lửa sớm ở điểm c' gây ra. Khi đó một phần nhiên liệu được cháy sớm nên áp suất cuối quá trình nén thực tế Pc (ứng với c") cao hơn áp suất cuối quá trình nén thuần tuý pc (ứng với điểm c)
+ Điểm c' nằm trên đường nén thuần tuý. Vị trí của nó được xác định bởi góc phun sớm nhiên liệu và được dựng theo vòng tròn Brích.
* Kết luận:
- Động cơ phun xăng trực tiếp FSI mang đến khả năng tiết kiệm nhiên liệu so với các loại động cơ phun xăng điện tử khác, tỷ số nén động cơ tăng lên nên áp suất nén của động cơ cũng tăng theo, dẫn đến công suất làm việc của động cơ cao hơn so với các động cơ EFI cùng kích thước.
- Động cơ phun xăng trực tiếp tích hợp turbo tăng áp làm cho quá trình trao đổi khí tốt hơn, nhiên liêu nạp vào nhỏ, mịn hơn nên quá trình bốc hơi cũng diễn ra dễ dàng, từ đó nâng cao được hiệu suất động cơ.
3.6. Dựng đường đặc tính ngoài của động cơ
Mục đích: Để biểu thị sự phụ thuộc của các chỉ tiêu như công suất có ích (Ne), mô men xoắn có ích (Me), lượng tiêu hao nhiên liệu trong một giờ (Gnl) và suất tiêu hao nhiên liệu có ích (ge) vào số vòng quay của trục khuỷu (n (v/ph)) khi bướm ga mở hoàn toàn. Qua đó để đánh giá sự thay đổi các chỉ tiêu chính của động cơ khi số vòng quay trục khuỷu thay đổi.
* Giá trị biến thiên của Gnl được xác định theo từng cặp giá trị tương ứng của ge vµ Ne theo biểu thức:
Gnl = ge Ne (kg/h)
+ Lượng tiêu hao nhiên liệu trong một giờ:
Gnl được xác định theo công thức:
Gnl = ge . Ne (kg/h)
Tính toán tương tự như phần trên, xác định các giá trị Ne, Me, ge, Gnl ứng với từng giá trị n.
Kết luận:
Qua việc xây dựng đồ thị đặc tính ngoài của động cơ cho ta thấy:
- Động cơ làm việc hoàn toàn ổn định, phù hợp với môi trường và điều kiện ở Việt Nam.
- Động cơ đã đạt được các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng theo thiết kế và có khả năng phát huy hết công suất khi chấp hành tốt các quy định khai thác, sử dụng.
CHƯƠNG 4
KHAI THÁC BẢO DƯỠNG VÀ SỮA CHỮA ĐỘNG CƠ AUDI R5 TFSI
4.1. Tổng quan
Công tác bão dưỡng động cơ thường xuyên không những mang đến rất nhiều lợi ích, mà còn tạo cho người sử dụng niềm hứng khởi làm việc, cũng như sự thoải mái trong vận hành. Công tác bảo dưỡng xe mang đến rất nhiều ích lợi:
+ Tiết kiệm nhiên liệu
+ Kéo dài tuổi thọ của xe
+ Tạo sự thích thú khi lái xe
+ Lái xe an toàn
+ Tăng độ tin cậy
Những dấu hiệu cho thấy cần phải bảo dưỡng hay kiểm tra tình trạng của động cơ:
+ Bỏ máy, máy không ổn định hoặc kêu.
+ Công suất động cơ giảm rõ rệt.
+ Tiếng máy khác lạ.
+ Sự rò rỉ dưới gầm xe (tuy nhiên, nước nhỏ ra từ điều hoà nhiêt độ sau khi dùng là bình thường).
Nếu xe hoạt động trong các điều kiện đặc biệt dưới đây, một vài hạng mục bảo dưỡng cần được thực hiện thường xuyên hơn.
A. Điều kiện đường xá:
+ Hoạt động trên đuờng gồ ghề, lầy lội hoặc đường nhiều tuyết tan.
+ Hoạt động trên đường nhiều bụi bẩn.
B. Điều kiện lái xe:
+ Dùng xe cắm trại hoặc chở hàng trên nóc xe.
+ Lặp đi lặp lại các chuyến đi ngắn dưới 8 km và nhiệt độ bên ngoài xe luôn luôn dưới 0oC.
4.2. Bảo dưỡng và sửa chữa động cơ Audi R5 TFSI
4.2.1. Kiểm tra mức dầu động cơ
Với động cơ đang ở nhiệt độ vận hành, hãy kiểm tra mức dầu động cơ trên que thăm dầu.
1. Để đọc chính xác mức dầu trên que, xe phải được để ở nơi bằng phẳng. Sau khi tắt động cơ, hãy đợi vài phút để dầu chảy về đáy của động cơ.
4. Kéo que thăm dầu ra và nhìn mức đầu trên đuôi của nó.
Nếu mức dầu ở dưới hoặc trên vạch chỉ mức thấp một chút, hãy đổ thêm dầu cùng loại với dầu đang dùng trong động cơ.
4.2.2. Kiểm tra mức nước làm mát động cơ
Có 2 loại nước làm mát động cơ. Một loại chống ăn mòn còn loại kia vừa chống ăn mòn vừa chống đóng băng. Cả 2 loại nước làm mát này đều bị giảm tính năng do nhiệt độ và sự thay đổi hoá học trong quá trình sử dụng, nên chúng cần phải thay thế định kỳ.
Hãy nhìn vào bình chứa nước làm mát loại bình trong suốt khi động cơ nguội. Mức nước làm mát được xem là đủ nếu nó ở giữa vạch “F” và “L” trên bình. Nếu mức này thấp thì hãy thêm nước làm mát cùng với loại nước đang dùng trong hệ thống.
4.2.4. Kiểm tra bảo dưỡng bộ điều chỉnh khe hở xupáp
Thao tác thử bộ điều chỉnh khe hở xupáp:
- Rồ máy trong vài lần. Kiểm tra rằng động cơ không phát ra tiếng kêu bất thường.
- Nếu tiếng kêu bất thường xuất hiện, hãy hâm nóng động cơ ở tốc độ không tải lâu hơn 30 phút. Sau đó lặp lại bước nói trên.
- Nếu có hư hỏng hoặc trục trặc nào trong khi kiểm tra nói trên, ta phải tiến hành kiểm tra bộ điều chỉnh khe hở xupáp.
4.2.5. Kiểm tra áp suất nén
- Hâm nóng và tắt động cơ.
- Ngắt các giắc vòi phun.
- Tháo các cuộn đánh lửa.
4.2.7. Kiểm tra lò xo nén
- Dùng một thước kẹp, đo chiều dài tự do của lò xo nén bên trong.
Chiều dài tự do tiêu chuẩn: 48.89 mm (1.9248 in.)
Nếu chiều dài tự do không như tiêu chuẩn, hãy thay lò xo.
4.3. Một số hư hỏng và phương pháp khắc phục
4.3.1. Khởi động khó nổ
a) Máy khởi động không hoạt động được
Máy khởi động không hoạt động được thể hiện như bảng dưới.
b) Mortor khởi động hoạt động được nhưng động cơ không quay
Mortor khởi động hoạt động được nhưng động cơ không quay thể hiện như bảng dưới.
4.3.3. Mức tiêu hao nhiên liệu quá lớn
Mức tiêu hao nhiên liệu quá lớn thể hiện như bảng dưới.
4.3.8. Áp suất dầu động cơ không lên
Áp suất dầu động cơ không lên thể hiện như bảng dưới.
KẾT LUẬN
Sau ba tháng được giao làm đồ án dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo: Ths. ……………. với sự giúp đỡ của các thầy trong Khoa Ô tô, các bạn trong lớp, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian. Với nhiệm vụ được giao, đồ án đã giải quyết được các vấn đề sau:
1. Giới thiệu về xe Audi TT RS.
2. Phân tích đặc điểm kết cấu động cơ Audi R5 TFSI.
3. Tính toán kiểm nghiệm động cơ Audi R5 TFSI ở chế độ Nemax.
4. Khai thác bảo dưỡng và sửa chữa động cơ Audi R5 TFSI .
Do điều kiện về thời gian, quá trình tiếp xúc thực tế cũng như khả năng có hạn của bản thân nên đồ án không thể tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong sự đóng góp, chỉ bảo của quý thầy để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo: Ths. ……………. cùng các thầy Khoa Ô tô đã giúp đỡ em trong quá trình học tập và làm đồ án.
Em xin trân trọng cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Đại cương động cơ đốt trong, Lại Văn Định, HVKTQS 2006.
[2]. Lý thuyết động cơ đốt trong, Hà Quang Minh, NXBQĐND 2002.
[3]. Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong tập 1, Lại Văn Định - Vy Hữu Thành, HVKTQS 1996.
[4]. Hướng dẫn đồ án môn học động cơ đốt trong, Vy Hữu Thành - Vũ Anh Tuấn, HVKTQS 2003.
[5]. Tài liệu xe Audi TT RS, tài liệu của hãng Audi, 2012.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"