LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây ngành công nghiệp chế tạo ô tô đang trên đà phát triển mạnh mẽ, đặc biệt cùng với việc ứng dụng khoa học kỹ thuật công nghệ vào trong ngành đã đưa ngành công nghiệp chế tạo ô tô hoà nhập cùng với tốc độ phát triển của sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.
Do điều kiện kinh tế ngày càng nâng cao nên xe VIOS là loại xe do hãng TOYOTA chế tạo được đưa vào nước ta trong những năm gần đây để phục vụ nhu cầu đi lại của người dân, đặc biệt là người dân sống ở khu vực thành thị. Vì vậy việc tìm hiểu về tính năng kỹ thuật của xe, cụ thể là hệ thống nạp thải là hết sức cần thiết đối với một học viên thuộc chuyên ngành động lực. Do đó em đã chọn đề tài “Khảo sát hệ thống nạp thải trên động cơ 1NZ-FE " lắp trên xe VIOS. Đây là một cơ hội vô cùng thuận lợi để em củng cố những kiến thức cơ bản về hệ thống nạp thải trên động cơ nói chung, đồng thời trên cơ sở đó tìm hiểu những đặc điểm mới về kết cấu của hệ thống nạp thải trên một động cơ mới được phát triển trong thời gian gần đây.
Hệ thống nhiên liệu đóng vai trò rất quan trọng trong việc cung cấp hoà khí cho chu trình làm việc của động cơ cũng như đưa sản phẩm cháy trong mỗi chu trình ra ngoài, đảm bảo yêu cầu nạp đầy và thải sạch của động cơ. Nó có ảnh hưởng rất lớn đến công suất động cơ và mức độ ô nhiễm môi trường do khí thải của động cơ. Vì vậy yêu cầu khi nghiên cứu về hệ thống nhiên liệu là phải đặt nó trong mối quan hệ với các hệ thống khác của động cơ.
Thực hiện đề tài này đòi hỏi học viên ngoài kiến thức về chuyên ngành còn phải có kỹ năng tìm kiếm những nguồn tài liệu mới, đặc biệt cần khai thác mạng thông tin toàn cầu internet.
Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo còn ít và điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy giáo trong bộ môn chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn: ThS…………., các thầy trong khoa ôtô cùng tất cả các bạn học viên đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Thành phố Hồ Chí Minh ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
……………..
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ 1NZ-FE
Động cơ 1NZ-FE được lắp trên xe Toyota Vios. Xe Toyota Vios là loại xe du lịch 5 chỗ ngồi với ba loại Vios Limo, Vios 1.5E (sử dụng hộp số thường C50) và Vios 1.5G (sử dụng hộp số tự động U340E) Khả năng giảm xóc, chống rung tốt, hệ thống điều khiển phanh điện tử ABS, hệ thống lái trợ lực điện tạo cảm giác thoải mái và êm dịu cho mọi hành khách trong xe trên mọi nẻo đường.
Thông số kỹ thuật động cơ như bảng 2.2.
1.1. Đặc điểm kết cấu các cụm chi tiết chính của động cơ 1NZ-FE
1.1.1.Cơ cấu trục khuỷu-thanh truyền-piston
a) Trục khuỷu
Trục khuỷu của động cơ 1NZ-FE được chế tạo gồm một khối liền, vật liệu chế tạo bằng thép cacbon, các bề mặt gia công đạt độ bóng cao, có 5 cổ trục và 4 cổ biên, má có dạng hình ôvan.
b) Thanh truyền
Tiết diện thanh truyền của động cơ 1NZ-FE có dạng chữ I. Đầu nhỏ thanh truyền có dạng hình trụ rỗng và được lắp tự do với chốt piston. Đầu to thanh truyền được cắt thành hai nửa phần trên nối liền với thân phần dưới là nắp đầu to thanh truyền và lắp với nhau bằng bulông thanh truyền, mặt phẳng lắp ghép vuông góc với đường tâm trục thân thanh truyền.
2.1.2. Nhóm thân máy – nắp máy
Nắp máy được đúc bằng hợp kim nhôm nhẹ, các trục cam đều được phân bố trên đầu nắp máy. Lắp đặt kim phun trong cửa nạp khí của nắp máy kết quả là sự tiếp xúc của nhiên liệu đập vào thành cửa nạp được tối thiếu hoá và tính kinh tế nhiên liệu được nâng cao.
1.1.3. Cơ cấu phân phối khí.
Thông thường thời điểm phối khí được cố định nhưng ở động cơ 1NZ-FE sử dụng hệ thống thay đổi thời điểm phối khí thông minh (VVT-i), hệ thống này sử dụng áp suất dầu thủy lực để xoay trục cam nạp và làm thay đổi thời điểm phối khí. Điều này làm tăng công suất động cơ, cải thiện tính kinh tế nhiên liệu và làm giảm khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường.
1.1.5. Hệ thống làm mát.
Hệ thống làm mát được thiết kế để giữ các chi tiết trong động cơ ở nhiệt độ ổn định, thích hợp mọi điều kiện làm việc của động cơ. Động cơ 1NZ-FE có hệ thống làm mát bằng nước kiểu kín, tuần hoàn theo áp suất cưỡng bức trong đó bơm nước tạo áp lực đẩy nước lưu thông vòng quanh động cơ.
1.1.6. Hệ thống đánh lửa
Động cơ 1NZ-FE trang bị hệ thống đánh lửa trực tiếp điều khiển bằng điện tử. Hệ thống đánh lửa trực tiếp không sử dụng bộ chia điện giúp cho thời điểm đánh lửa được chính xác, giảm sự sụt thế điện áp và có độ tin cậy cao. Ở mỗi xylanh được trang bị một bôbin đơn. Khi ngắt dòng điện sơ cấp chạy qua bên sơ cấp của cuộn dây đánh lửa sẽ tạo ra điện áp cao ở bên thứ cấp.
1.1.8. Hệ thống khởi động.
Hệ thống khởi động sử dụng trên động cơ là hệ thống khởi động điện được điều khiển bằng ECU. Ngay khi công tắc điện xoay sang vị trí Start, chức năng điều khiển máy khởi động sẽ điều khiển mô tơ khởi động mà không cần giữ tay ở vị trí Start. Khi ECU nhận được tín hiệu khởi động từ chìa khoá điện..
CHƯƠNG 2. KHẢO SÁT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 1NZ-FE
2.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống nhiên liệu động cơ 1NZ-FE
Xe Toyota Vios toàn năng được lắp động cơ phun xăng điều khiển bằng điện tử kiểu 1NZ-FE. Động cơ này có hệ thống phun xăng điều khiển bằng điện tử thay thế cho bộ chế hoà khí.
Phun xăng điện tử EFI. Hộp điều khiển điện tử ECU nhận các tín hiệu từ các cảm biến đo các thông số như :
· Khối lượng dòng không khí nạp.
· Nhiệt độ nước làm mát.
· Nhiệt độ không khí nạp.
· Số vòng quay động cơ.
Điều khiển vòng quay không tải : Hộp ECU cũng được đặt chương trình có các vòng quay không tải khác nhau tuỳ theo các điều kiện làm việc của động cơ. Các đầu cảm biến sẽ đưa các tín hiệu về hộp ECU để chỉnh dòng khí nạp vòng qua bướm ga vào động cơ. Nhờ đó số vòng quay không tải của động cơ điều chỉnh được theo yêu cầu.
2.2 CÁC LOẠI CẢM BIẾN.
2.2.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp.
2.2.1.1 Chức năng và kết cấu.
Chức năng : cảm biến lưu lượng khí cảm nhận lượng khí nạp và gửi một tín hiệu đến bộ ECU, nó sẽ quyết định đến lượng phun cơ bản.
Kết cấu: (Hình 3.1)
2.2.1.2 Cách đo của cảm biến lưu lượng khí.
Khi không khí đi vào xylanh qua bộ đo gió kiểu cánh gạt sẽ sinh ra chênh lệch áp suất làm cho cánh gạt bị đẩy mở ra. Nhờ bố trí lò xo hồi vị nên cánh gạt có thể quay quanh một trục. Không khí đi vào sẽ gây nên một lực làm mở cánh gạt, khi lực này cân bằng với phản lực của lò xo hồi vị thì cánh gạt ở vị trí cân bằng và dừng lại.
- Sơ đồ mạch điện:
Sơ đồ điện cảm biến lưu lượng khí như hình 3.4.
2.2.1.3 Vít điều chỉnh hỗn hợp không tải.
Cảm biến lưu lượng khí nạp có hai đường khí, đường khí chính (khí nạp được hút qua đó bằng tấm đo) và đường khí phụ. Lượng khí đi qua đường khí phụ có thể điều chỉnh được bằng vít chỉnh hỗn hợp không tải.
2.2.1.5 Mạch cảm biến đo lưu lượng khí.
Mạch cảm biến đo lưu lượng khí và ECU được nối dây theo sơ đồ biểu diễn trên hình 3.7.
2.2.3 Cảm biến vị trí bướm ga.
Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên cổ họng gió (thân bướm ga). Cảm biến này sẽ biến đổi góc mở của bướm ga thành một điện áp và gửi nó đến ECU như là một tín hiệu góc mở bướm ga.
Cảm biến vị trí bướm ga đưa ra hai tín hiệu đến ECU: tín hiệu IDL và tín hiệu PSW. Tín hiệu IDL sử dụng chủ yếu cho việc điều khiển ngắt nhiên liệu còn tín hiệu PSW sử dụng cho việc tăng lượng phun nhiên liệu và tăng công suất ra của động cơ.
2.2.4 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
Cảm biến này nhận biết nhiệt độ của nước làm mát bằng một nhiệt điện trở bên trong.
Nhiên liệu sẽ bay hơi kém khi nhiệt thấp, vì vậy cần có hỗn hợp đậm hơn. Vì thế khi nhiệt độ nước làm mát thấp, điện trở của nhiệt điện trở tăng lên và tín hiệu điện áp THW cao được đưa tới ECU. Dựa trên tín hiệu này, ECU sẽ tăng lượng nhiên liệu phun vào làm cải thiện khả năng tải trong quá trình hoạt động của động cơ lạnh.
2.2.5. Tín hiệu đánh lửa động cơ.
Đây là một tín hiệu quan trọng cho ECU để nhận biết tốc độ động cơ. Nó được dùng để tính toán lượng phun cơ bản và để ngắt nhiên liệu.
2.2.6. Cảm biến Ôxy.
Cảm biến ôxy nhận biết tỷ lệ không khí nhiên liệu đậm hoặc nhạt hơn tỷ lệ theo lý thuyết. Cảm biến ôxy được đặt trong đường ống xả và bao gồm một phần tử chế tạo bằng ZrO2.
2.3 MẠCH NHIÊN LIỆU.
2.3.1 Bơm nhiên liệu.
Bơm nhiên liệu có nhiệm vụ cung cấp xăng cho vòi phun với lưu lượng và áp suất quy định.
Bơm được sử dụng là bơm điện kiểu phiến gạt.
Kết cấu: (hình3.16).
2.3.2 Bộ lọc nhiên liệu.
Để bảo vệ cho hệ thống nhiên liệu, đặc biệt là vòi phun tránh các tạp chất có trong nhiên liệu. Bộ lọc nhiên liệu có nhiệm vụ 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.
Kết cấu bộ lọc xăng:
2.3.3. Bộ ổn định áp suất.
Bộ ổn định áp suất làm ổn định áp suất nhiên liệu đến các vòi phun. Lượng phun nhiên liệu được điều khiển bằng chu kỳ của tín hiệu cung cấp đến các vòi phun. Mặc dù vậy, do sự thay đổi độ chân không trong đường ống nạp, lượng phun nhiên liệu sẽ thay đổi cho dù tín hiệu phun và áp suất nhiên liệu không đổi.
2.3.4. Kim phun.
Kim phun có nhiệm vụ phun xăng vào đường nạp ở gần xupâp nạp một lượng xăng nhất định, vào thời điểm nhất định.
Sơ đồ cấu tạo : (hnh 3.20)
2.4 Hệ thống nạp khí:
2.4.1 Khái quát.
Không khí từ lọc gió sẽ đi qua cảm biến đo lưu lượng gió và đẩy mở tấm đo gió trước khi đi vào khoang nạp khí. Lượng khí nạp đi vào khoang nạp khí được xác định bằng độ mở của bướm ga.
Sơ đồ khối tổng quát mạch không khí : (hình 3.22)
2.4.2 Cổ họng gió.
2.4.2.1 Kết cấu.
Kết cấu : (hình 3.23)
Cổ họng gió bao gồm bướm ga, một khoang khí phụ, một vảm biến vị trí bướm ga. Bướm ga điều khiển lượng khí nạp trong quá trình động cơ hoạt động bình thường.
2.4.2.2 Vít điều chỉnh tốc độ không tải.
Khi động cơ chạy không tải, bướm ga sẽ đóng hoàn toàn thì dòng không khí nạp sẽ di qua khoang khí phụ vào trong khoang nạp khí.
2.4.3 Van khí phụ.
Van khí phụ dùng để điều chỉnh tốc độ không tải động cơ khi động cơ còn lạnh.
Van khí phụ loại sáp được chế tạo liền trong cổ họng gió
Kết cấu: (hình 3.24)
2.4.4 Khoang nạp khí và đường ống nạp.
Do không khí hút vào trong các xylanh bị ngắt quãng nên sẽ xẩy ra rung động trong khí nạp. Rung động này sẽ làm cho tấm đo của cảm biến đo lưu lượng không khí rung động, sẽ làm cho kết quả đo không thể đo chính xác lượng khí nạp.
CHƯƠNG 3. QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG VÀ NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP
3.1 Quy trình công nghệ bảo dưỡng
3.1.1. Những chú ý khi thực hiện công việc bảo dưỡng, sửa chữa.
1. Cần tìm hiểu kỹ công việc đang làm và tiến hành từng công việc một cách chính xác. Thảo luận với chuyên gia nếu như không hiểu một vấn đề nào đó.
2. Trước khi tiến hành công việc phải phủ sườn, phủ ghế, phủ sàn để không làm bẩn và xước xe của khách.
3. Kéo phanh tay khi tiến hành công việc. Hoặc dùng tấn chặn bánh xe, đặt trước hay sau của bánh trước hoặc bánh sau.
6. Khi tiến hành đóng mở cửa cần chú ý đến sự va đập vào các vật xung quanh.
7. Sử dụng các dụng cụ chuyên dùng cho công việc cụ thế để tăng tính an toàn cũng như là năng suất làm việc.
8. Có nhiều loại dầu, mỡ bôi trơn được sử dụng trong bảo dưỡng, sửa chữa. Tuỳ theo vị trí chúng được sử dụng. Dầu lái, dầu phanh, dầu hộp số ….
11. Sau khi tháo dây ắcquy phải đặt lại giờ đồng hồ, nội dung ban đầu của bộ nhớ.
3.1.2. Quy trình bảo dưỡng:
Quy trình bảo dưỡng, sửa chữa ở các trạm bảo dưỡng của các hãng xe, garage sửa chữa có thể khác nhau. Phụ thuộc vào trình độ quản lý và cách phân chia công việc của các cấp bảo dưỡng, sửa chữa.
3.2. Quy trình bảo dưỡng xe Toyota Vios:
Hiện nay trên thị trường ôtô Việt Nam, về ôtô con có nhiều hãng xe sản xuất với các loại xe khác nhau. Sự khác nhau này là ở một vài bộ phận, chi tiết của một hay nhiều hệ thống trên xe.
3.2.1 Hệ thống làm mát:
1. Kiểm tra nước làm mát.
- Không có cặn bẩn, gỉ đọng quanh nắp két nước, lỗ đổ nước và nước làm mát không được có dầu. Thay nước nếu cần
- Mức nước làm mát trên bình nước phụ phải nằm giữa mức “L” và “F”. Nếu thấp hơn thì kiểm tra độ rò rỉ và đổ thêm nước đến mức “F
5. Kiểm tra bugi.
Kiểm tra hiện tượng mòn điện cực, hỏng ren và hỏng chất cách nhiệt của bugi. Thay bugi nếu cần.
6. Kiểm tra các đai dẫn động:
Truyền công suất động cơ từ puli đến quạt làm mát, bơm nước,máy phát điện, máy nến điều hoà, bơm trợ lực lái. Trong quá trình sử dụng, nó trở nên mòn và chai cứng, nứt. Cần kiểm tra và thay thế các đai dẫn động định kỳ.
9. Kiểm tra áp suất khí nén:
- Hâm nóng động cơ. Tắt máy.
- Tháo các giắc vòi phun.
10. Kiểm tra CO/HC:
- Khởi động động cơ.
- Tăng tốc độ động cơ lên 2500 vòng /phút trong thời gian xấp xỉ 180 giây.
3.2.1.2 Hệ thống bôi trơn:
Bảo dưỡng:
1. Kiểm tra chất lượng dầu:
Kiểm tra sự biến chất lẫn nước và biến màu của dầu. Nếu chất lượng dầu kém thì thay dầu.
3. Thay lọc dầu:
Lọc dầu được lắp trong mạch dầu để lấy những chất cặn ra khỏi dầu. Vì thế khả năng lọc của lọc dầu bị giảm. Cần thay thế theo định kỳ.
- Tháo lọc dầu: dùng khay hứng phía dưới. Dùng SST để tháo
- Lắp lọc dầu mới:
+ Lau sạch bề mặt giá đỡ lọc dầu.
+ Kiểm tra gioăng trên bầu lọc và bôi dầu động cơ sạch lên gioăng bằng tay.
4. Kiểm tra các đường ống két làm mát dầu:
Kiểm tra nứt hỏng các đường ống đến két làm mát dầu. Kiểm tra các kẹp ống.
3.2.3. Hệ thống đánh lửa:
Bảo dưỡng:
1. Dây cao áp:
- Tháo dây cao áp ra khỏi bugi bằng cách cầm vào cao su chắn bụi của nó.
- Kiểm tra điện trở dây cao áp: dùng ôm kế để đo mà không tháo dây ra khỏi bộ chia điện. Điện trở lớn nhất: 25kW/dây. Nếu lớn hơn thì kiểm tra các đầu nối.
2. Bugi:
Trong quá trình sử dụng các điện cực của bugi bị ăn mòn dần và làm tăng khe hở bugi, khó sinh ra tia lửa điện.
- Làm sạch bugi : bằng dụng cụ rửa bugi hay chổi sắt( với điện cực platin thì không được dùng chổi than)
- Nếu điện cực bị bám muội các bon ướt, thì làm sạch bugi bằng máy làm sạch sau đó làm khô nó. Áp suất khí tiêu chuẩn: 588 kPa (6 kgf/cm2, 85 psi)
KẾT LUẬN
Sau thời gian nỗ lực tìm hiểu và nghiên cứu, cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn: ThS……………, đến nay em đã cơ bản hoàn thành nhiệm vụ khảo sát đề tài tốt nghiệp được giao.
Qua đề tài đã giúp em hiểu thêm về tính năng và kết cấu của động cơ cũng như tầm quan trọng của các quá trình nạp, thải đối với hoạt động của động cơ. Tuy nhiên trong quá trình nghiên cứu, do thời gian và khả năng hiểu biết còn hạn chế nên trong quá trình khảo sát không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự lượng thứ và đóng góp ý kiến bổ sung của các thầy cô giáo.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Ôtô trường SQKT Quân sự, đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy giáo : ThS……………, đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Tài liệu hướng dẫn sửa chữa xe Toyota Vios.
[2]. Tài liệu đào tạo tập 1.“Hệ thống điều khiển bằng máy”.Toyota
[3]. Tài liệu đào tạo tập 4.“Hệ thống kiểm soát khí xả”.Toyota
[4]. Nguyễn Tất Tiến.“Nguyên lý động cơ đốt trong”. NXB giáo dục, 2000.
[5]. Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến. “Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong”. Hà Nội: NXB Đại học trung học chuyên nghiệp, 1979.
[6]. Bùi Văn Ga “Ô tô và ô nhiễm môi trường”.Đại học Bách khoa Đà Nẵng
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"