ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU KHAI THÁC ĐỘNG CƠ 2ZZ-FE 1.8 TRÊN XE TOYOTA COROLLA

Mã đồ án OTTN003024225
Đánh giá: 5.0
Mô tả đồ án

     Đồ án có dung lượng 310MB. Bao gồm đầy đủ các file như: File bản vẽ cad 2D, 3D (Bản vẽ sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ 2ZZ-FE 1.8, bản vẽ hệ thống đánh lửa động cơ 2ZZ-FE 1.8, bản vẽ hệ thống làm mát động cơ 2ZZ-FE 1.8, bản vẽ bộ điều khiển VVTL-i, bản vẽ các chi tiết cơ cấu trục khuỷu-thanh truyền, bản vẽ sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ 2ZZ-FE 1.8, bản vẽ 3D các chi tiết mô phỏng trên inventor); file word (Bản thuyết minh, nhiệm vụ đồ án, bìa đồ án, bản trình chiếu bảo vệ Power point…). Ngoài ra còn cung cấp rất nhiều các tài liệu chuyên ngành, các tài liệu phục vụ cho thiết kế đồ án........... NGHIÊN CỨU KHAI THÁC ĐỘNG CƠ 2ZZ-FE 1.8 TRÊN XE TOYOTA COROLLA.

Giá: 1,190,000 VND
Nội dung tóm tắt

MỤC LỤC

MỤC LỤC……………………………………………………...................................................…............…………..1

LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………….............................................................….…….2

CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT ĐỘNG CƠ 2ZZ-FE 1.8 TRÊN XE TOYOTA COROLLA .........................................5

1.1 Giới thiệu chung............................................................................................................................................5

1.1.1 Giới thiệu xe Toyota Corolla được trang bị động cơ 2ZZ-FE 1.8...............................................................5

1.1.2 Giới thiệu động cơ Toyota 2ZZ - FE 1.8.....................................................................................................7

1.2 Các cơ cấu cơ khí của động cơ toyota 2ZZ -FE 1.8.....................................................................................8

1.2.1 Nhóm các chi tiết cố định...........................................................................................................................8

1.2.2 Nhóm chi tiết chuyển động.......................................................................................................................10

1.3 Phân tích các hệ thống chính trên động cơ 2ZZ –FE 1.8............................................................................15

1.3.1 Hệ thống phối khí VVTL............................................................................................................................15

1.3.2 Hệ thống bôi trơn......................................................................................................................................17

1.3.3 Hệ thống làm mát.....................................................................................................................................19

1.3.4  Hệ thống nhiên liệu..................................................................................................................................21

1.3.5  Hệ thống đánh lửa...................................................................................................................................23

1.3.6 Hệ thống điều khiển điện tử......................................................................................................................25

CHƯƠNG 2. KHÁO SÁT ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ 2ZZ-FE 1.8 .........................................31

2.1 Khảo sát động học piston.............................................................................................................................31

2.1.1 Chuyển vị piston x.....................................................................................................................................31

2.1.2 Vận tốc piston v.........................................................................................................................................31

2.1.3 Gia tốc của piston j...................................................................................................................................32

2.2 Khảo sát động lực học.................................................................................................................................33

2.2.1 Chọn các số liệu ban đầu.........................................................................................................................33

2.2.2 Tính toán các quá trình của chu trình công tác........................................................................................37

2.2.3 Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác..................................................................................42

2.2.4 Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác.......................................................................................44

2.2.5 Triển khai đồ thị công chỉ thị p - V thành đồ thị lực khí thể Pk tác dụng lên píttông theo góc quay α.......51

2.2.6 Khối lượng các chi tiết chuyển động........................................................................................................52

2.2.7 Lực quán tính và tổng lực, lực tiếp tuyến và pháp tuyến.........................................................................53

2.2.8 Đồ thị vec tơ phụ tải cổ khuỷu..................................................................................................................58

2.2.9 Đồ thị mài mòn cổ khuỷu..........................................................................................................................62

2.3 Khảo sát trục khuỷu bằng phần mềm Autodesk Inventor Pro 2020............................................................67

2.3.1. Giới thiệu về phần mềm mô phỏng Inventor...........................................................................................67

2.3.2. Mô phỏng các chi tiết cơ bản của động cơ bằng phần mềm Inventor....................................................68

2.3.3. Kết quả khảo sát cơ cấu trực khuỷu động cơ 2ZZ-FE............................................................................71

2.3.3.1 Mô phỏng động lực học........................................................................................................................71

2.3.3.2. Xác định gia tốc trọng trường..............................................................................................................72

2.3.3.4. Kết quả khảo sát bằng Dynamic simulation........................................................................................74

2.3.3.5 Kết quả khảo sát bằng Stress Analysis................................................................................................76

CHƯƠNG 3. HƯỚNG DẪN BẢO DƯỠNG ĐỘNG CƠ 2ZZ-FE 1.8...............................................................78

3.1 Mục đích công tác bảo dưỡng...................................................................................................................78

3.2 Những hư hỏng thường gặp của động cơ.................................................................................................78

3.2.1. Động cơ không khởi động được............................................................................................................78

3.2.2. Động cơ không đạt công suất lớn nhất..................................................................................................78

3.2.3. Động cơ quá nóng.................................................................................................................................78

3.2.4. Tiêu hao nhiều dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn.................................................................................79

3.2.5. Áp suất dầu trong hệ thống bôi trơn thấp..............................................................................................79

3.3 Kiểm tra và bảo dưỡng các hệ thống........................................................................................................79

3.3.1 Kiểm tra, bảo dưỡng các bộ phận của hệ thống nhiên liệu....................................................................79

3.1.1.1 Lọc nhiên liệu......................................................................................................................................79

3.1.1.2 Lọc gió.................................................................................................................................................80

3.1.1.3 Kiểm tra cụm vòi phun.........................................................................................................................80

3.1.1.4 Kiểm tra bơm nhiên liệu.......................................................................................................................81

3.3.2 Kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống đánh lửa.............................................................................................81

3.3.2.1 Kiểm tra ắc quy....................................................................................................................................81

3.3.2.2 Kiểm tra bugi.......................................................................................................................................82

3.3.3 Kiểm tra các cảm biến............................................................................................................................84

3.3.3.1 Kiểm tra cảm biến vị trí bàn đạp ga....................................................................................................84

3.3.3.2 Kiểm tra cảm biến Oxy và cảm biến tỉ lệ hòa khí................................................................................86

3.3.3.3 Kiểm tra cảm biến lưu lượng khí nạp..................................................................................................87

3.3.3.4 Cảm biến vị trí trục cam......................................................................................................................88

3.3.3.5 Kiểm tra cảm biến vị trí trục khuỷu......................................................................................................89

3.3.3.6 Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát..........................................................................................90

3.3.3.7 Kiểm tra cảm biến kích nổ..................................................................................................................91

KẾT LUẬN.....................................................................................................................................................92

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................................................93

LỜI NÓI ĐẦU

Phương tiện giao thông nói chung hay ô tô nói riêng là một thiết bị có vai trò ngày quan trọng trong cuộc sống hiện đại. Phục vụ cho nhu cầu đi lại, chuyên chở hàng hóa và hơn nữa là tiện nghi, tiện ích như một ngôi nhà thu nhỏ, ô tô đang ngày càng được phát triển và phục vụ cho sự phát triển của toàn xã hội. Chỉ riêng về vận tải đường bộ, ô tô gần như không thể thay thể bởi một phương tiện nào khác, đặc tính đơn giản, cơ động, an toàn, xe ô tô là phương tiện hàng đầu và không thể thay thế.

Hiện nay, có nhiều hãng xe nổi tiếng trên thế giới có thể kể đến như Toyota, Honda, Ford, Hyundai, Subaru, Volvo, Mercedes – Benz… Khối động cơ trên xe của mỗi hãng được đầu tư chế tạo và mang nhiều nét riêng tạo nên sự khác biệt cho từng hãng, từng dòng xe. Tại Việt Nam, Toyota là một thương hiệu ô tô lâu đời được rất nhiều người lựa chọn, nhiều dòng xe đã trở thành biểu tượng trong đời sống, tinh thần của người dân. Tất cả những thành công mà Toyota đạt được đến từ sự bền bỉ của mỗi dòng xe mà hãng này sản xuất, tất nhiên động cơ trên xe cũng vậy, nhữn đặc tính như tiết kiệm nhiên liệu, bền bỉ, ít hỏng vặt, dễ thay thế, bảo dưỡng, sửa chữa mang lại cho động cơ Toyota nói riêng hay xe ô tô của hãng Toyota nói chung chiếm được nhiều cảm tình của người dân Việt.

Quá trình theo học chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, bản thân tôi đã được tiếp cận rất nhiều về động cơ, đặc biệt là động cơ trên xe Toyota. Được sự hướng dẫn, giúp đỡ của thầy giáo: Ths ……………., tôi sẽ thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu khai thác động cơ 2ZZ-FE 1.8 trên xe Toyota Corolla”

                                                                                                                                               TP, Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                               Học viên thực hiện

                                                                                                                                                 ……………….

CHƯƠNG 1

KHÁI QUÁT ĐỘNG CƠ 2ZZ-FE 1.8 TRÊN XE TOYOTA COROLLA

1.1 Giới thiệu chung

1.1.1 Giới thiệu xe Toyota Corolla được trang bị động cơ 2ZZ-FE 1.8

Kể từ khi ra mắt lần đầu tiên vào năm 1966, Corolla luôn mở đường cho Toyota lên đỉnh cao ở thập niên 60, và từ lâu Toyota Corolla đã được đông đảo khách hàng trên toàn thế giới lựa chọn.

Toyota Corolla đóng một vai trò quan trọng trong quá trình cơ giới hóa của Nhật Bản trong những năm 1960 trở đi. Corolla luôn đại diện cho thương hiệu Toyota tại các thị trường tiên phong. 

Thế hệ Toyota Corolla vào các năm 2001 - 2002 được trang bị động cơ dòng ZZ, như các xe Toyota Corolla Fielder 120, Toyota Corolla 120,... Hiện tại, Toyota Corolla đã bước sang thế hệ thứ 12. Được phát triển bởi nền tảng TNGA của nhà sản xuất ô tô Nhật Bản, Corolla mới rộng rãi hơn, thoải mái hơn, nhanh nhẹn hơn và chắc chắn trông đẹp hơn bao giờ hết. Chỉ cần nhìn vào mẫu Corolla Sedan GR Sport, bạn sẽ hoàn toàn bị thuyết phục.

Năm 2023, nhà sản xuất ô tô Nhật Bản đã bán được hơn 1,1 triệu chiếc Toyota Corolla. Hiện mẫu xe này đã được bán ở hơn 150 quốc gia với tốc độ cứ 28 giây lại có một chiếc được giao đến tay người dùng. Rõ ràng, mốc doanh số hơn 50 triệu xe chính là một minh chứng rõ nhất cho thấy sức hút của Toyota Corolla với người dùng toàn cầu lớn như thế nào.

1.1.2 Giới thiệu động cơ Toyota 2ZZ - FE 1.8

Dòng động cơ ZZ không tô điểm quá nhiều cho hình ảnh của Toyota. Ngay từ 1ZZ đầu tiên, không phải mọi thứ đều diễn ra theo đúng kế hoạch, đặc biệt là về tài nguyên và độ tin cậy. Đơn vị nhỏ nhất trong sê-ri là 4ZZ-FE, được sản xuất từ ​​​​năm 2000 đến 2007 cho các mức ngân sách của Corolla và một số mẫu tương tự. Rất nhiều xe với động cơ này đã được bán trên thị trường thế giới, vì vậy có đủ thông tin về thiết kế, ưu và nhược điểm của nó.

Động cơ 2ZZ-FE là động cơ xăng 4 xi-lanh thẳng hàng, dung tích 1,8 lít thuộc dòng động cơ ZZ của Toyota. Thay thế động cơ 1.8L 7A-FE cũ. động cơ 2ZZ có khối xi-lanh bằng nhôm đúc với các ống lót xi-lanh bằng gang đúc mỏng (dày 2,0 mm). Khối động cơ được trang bị một trục khuỷu rèn, thanh truyền nhẹ và pít-tông bằng nhôm với đầy đủ các chốt pít-tông kiểu nổi. 

1.2 Các cơ cấu cơ khí của động cơ toyota 2ZZ –FE 1.8

1.2.1 Nhóm các chi tiết cố định

Nhóm chi tiết cố định gồm thân máy, ống lót xi lanh và nắp máy, có nhiệm vụ để gá lắp các chi tiết của cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền, của các hệ thống, cơ cấu và các chi tiết khác. Như các đường ống của hệ thống bôi trơn, làm mát và cơ cấu phối khí.v.v..

1.2.1.1. Thân máy

2ZZ-FE là mẫu động cơ đầu tiên do Toyota sản xuất với thiết kế thân xy lanh. Vật liệu được sử dụng là hợp kim nhôm. Các tấm lót mỏng bằng gang có thành mỏng được kết nối hợp nhất thành một khối hợp kim với thân máy. Bề mặt kết nối của lớp lót và thân máy được làm theo kiểu khớp gài nhằm đảm bảo độ kết nối đồng nhất đồng thời tăng khả năng trao đổi nhiệt cho xylanh.

1.2.1.2. Nắp máy

Nắp máy được chế tạo bằng hợp kim nhôm, được chế tạo bằng phương pháp đúc nên dễ dàng trong việc bố trí các đường nạp, đường thải, đường nước làm mát, vòi phun... Giữa thân máy và nắp máy có đệm nắp máy được làm bằng ba bít đồng, đệm này đảm bảo độ kín khít của buồng cháy chống lọt khí có áp suất cao, khí cháy, nước làm mát và dầu động cơ.

1.2.2 Nhóm chi tiết chuyển động

1.2.2.1 Pít tông

Để đảm bảo các yêu cầu chế tạo, pít tông động cơ 2ZZ-FE được chế tạo từ hợp kim nhôm, pít tông chế tạo từ hợp kim nhôm cho ta các ưu điểm sau:

- Hợp kim nhôm nhẹ, trọng lượng riêng bé hơn gang rất nhiều (trọng lượng riêng của hợp kim nhôm bằng 18,2- 29,7 N/dm3). Do trọng lượng riêng nhỏ nên lực quán tính sinh ra bé. Dùng hợp kim nhôm để đúc pít tông thì trọng lượng có thể giảm 50% so với pít tông gang cùng độ bền.

- Hợp kim nhôm có tính dẫn nhiệt tốt, hệ số dẫn nhiệt cao ( =126 - 175 W/m.độ). Do hệ số dẫn nhiệt lớn nên nhiệt độ pít tông nhôm thường thấp hơn nhiệt độ pít tông gang (nhiệt độ pít tông nhôm thay đổi trong phạm vi 483- 523°K còn pít tông gang trong khoảng 673- 703 °K).

- Tổn thất ma sát giữa pít tông và xi lanh nhỏ vì hệ số ma sát giữa nhôm và gang nhỏ.

- Ở nhiệt độ cao sức bền của vật liệu hợp kim nhôm giảm sút khá nhiều.

- Hợp kim nhôm chịu mòn kém hơn hợp kim gang và thép.

- Hợp kim nhôm đắt tiền hơn nên tính kinh tế thấp hơn.

1.2.2.2. Chốt pít tông

Vật liệu chế tạo: Chốt pít tông được chế tạo bằng vật liệu thép các bon, bề mặt ngoài của chốt được thấm các bon. Chốt pít tông được nhiệt luyện theo công nghệ đặc biệt, đảm bảo bề mặt làm việc của chốt có độ cứng vững cao, chống mòn tốt, nhưng thân chốt phải có độ đàn hồi để chống mỏi. Bề mặt chốt pít tông được mài bóng để tránh ứng suất tập trung và khi lắp ghép chốt pít tông và thanh truyền, khe hở lắp ghép phải nhỏ, nếu không chốt sẽ chịu va đập lớn dễ bị hư hỏng.

1.2.2.3 Xéc măng

Xéc măng trên pít tông động cơ có lắp hai loại xéc măng: Hai xéc măng khí và một xéc măng dầu.

Xéc măng khí: Xéc măng khí có khả năng chống kết muội. Xéc măng khí làm việc trong điều kiện nặng nề, chịu nhiệt độ và áp suất cao, va đập mạnh, ma sát, mài mòn nhiều và chịu ăn mòn hoá học của khí cháy, dầu nhờn nhất là xéc măng khí thứ nhất. Do đó xéc măng khí thứ nhất được chế tạo từ gang chịu nhiệt và được mạ một lớp Crôm.

1.2.2.4. Thanh truyền

Kết cấu của thanh truyền động cơ 2ZZ-FE gồm ba phần:

- Đầu nhỏ thanh truyền

- Thân thanh truyền

- Đầu to thanh truyền

1.2.2.5. Trục khuỷu

Trạng thái làm việc của trục khuỷu rất nặng nề, trong quá trình làm việc trục khuỷu chịu tác dụng của lực khí thể, lực quán tính (lực quán tính của chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay). Những lực này có giá trị rất lớn và thay đổi theo chu kỳ, nên có tính chất va đập mạnh. Các lực trên gây ra ứng suất uốn và xoắn trục, đồng thời còn gây ra hiện tượng dao động dọc và dao động xoắn làm động cơ rung động và mất cân bằng. 

- Trục khuỷu động cơ 2ZZ-FE là loại trục khuỷu nguyên, có đủ cổ trục. Trên trục khuỷu có gia công 5 cổ trục. Trục khuỷu được đúc bằng gang cầu, gồm các phần: đầu trục khuỷu, cổ khuỷu, chốt khuỷu, má khuỷu và đuôi trục khuỷu.

- Đầu trục khuỷu dùng để lắp puly dẫn động bơm nhiên liệu, máy phát điện, bơm nước của hệ thống làm mát.

- Đầu trục khuỷu có đĩa xích của hệ thống dẫn động các trục phân phối.

1.2.2.6. Bánh đà

Bánh đà có nhiệm vụ chủ yếu là tích trữ động năng, đảm bảo đồng đều tốc độ góc của trục khuỷu trong quá trình làm việc.

1.3 Phân tích các hệ thống chính trên động cơ 2ZZ –FE 1.8

1.3.1 Hệ thống phối khí VVTL

Cơ chế VVTL khá đơn giản. Đối với mỗi cặp van, có hai cam có cấu hình khác nhau trên trục cam ("bình thường" và "tích cực"), và trên một con đội - hai bộ truyền động khác nhau (tương ứng là con lăn và con trượt). Ở chế độ bình thường, cần gạt (và van) được dẫn động bằng cam "bình thường" thông qua con lăn và thanh trượt có lò xo di chuyển không tải trong cần gạt. 

Phần không đáng tin cậy nhất của VVTL là chốt khóa. Nó không thể di chuyển đến vị trí vận hành trong một vòng quay của cam, do đó chắc chắn sẽ xảy ra va chạm chồng chéo một phần giữa thanh và chốt, gây ra sự mài mòn ngày càng tăng. Cuối cùng, chốt bị mòn sẽ luôn bị thanh đẩy vắt ra ở vị trí ban đầu và không thể cố định được, do đó sẽ luôn chỉ vận hành cam có vòng tua thấp. 

1.3.3 Hệ thống làm mát

Động cơ 2ZZ - FE là loại động cơ sử dụng phương pháp làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức. Khi động cơ nóng lên, hệ thống làm mát sẽ truyền nhiệt ra không khí xung quanh để làm mát động cơ. Ngược lại, khi động cơ còn lạnh, hệ thống làm mát giúp động cơ dể nóng lên. Bằng cách đó, hệ thống làm mát giúp cho động cơ duy trì nhiệt độ thích hợp.

Trong quá trình động cơ làm việc, liên tiếp có sự đốt cháy nhiên liệu trong các xy lanh để biến nhiệt năng thành cơ năng. Nhiệt độ khí cháy có thể lên đến25000C, trong toàn bộ nhiệt lượng này chỉ có 25 % biến thành công có ích, vào khoảng 45% nhiệt lượng bị tổn thất trong khí thải hoặc ma sát và khoảng 30% nhiệt lượng còn lại truyền cho các chi tiết của động cơ.

1.3.5  Hệ thống đánh lửa

1) Giới thiệu.

Động cơ 2ZZ-FE được trang bị hệ thống đánh lửa kiểu đánh lửa trực tiếp bobine đơn, có bộ điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử, thứ tự đánh lửa: 1 – 3 – 4 – 2. Hệ thống đánh lửa gồm có khóa điện, các cảm biến, IC, cuộn cao áp, bougie, bộ điều khiển ESA (Electronic Spark Advance) tích hợp trong ECU. 

Khi trục khuỷu quay. Lúc này 2 cảm biến vị trí trục khuỷu và trục cam sẽ gửi 2 tín hiệu NE- và G2 về ECU. Lúc này ECU sẽ xác định xy lanh của máy số mấy tới thời kỳ cuối nén - đầu nổ. ECU sẽ gửi tín hiệu IGT tương ứng với xilanh đó đến cụm bobin và IC. Kích cho IC làm việc.Lúc này bugi tương ứng với máy đó đánh lửa.

- Bugi sử dụng cho DIS:

Bugi có phần ren dài, với điện cực trung tâm làm bằng Iridium và điện cực bìa bằng plantinum.

1.3.6 Hệ thống điều khiển điện tử.

1.3.6.1 Mạch điện tín hiệu và điều khiển.

Bộ điều khiển điện tử đảm nhiện nhiều chức năng khác nhau tùy theo từng loại của nhà chế tạo. Chung nhất là bộ tổng hợp vi mạch và bộ phận phụ dùng để nhận biết tín hiệu, lưu trử thông tin, tính toán, quyết định chức năng hoạt động và gửi các tín hiệu đi thích hợp.

1.3.6.2 Điều khiển hệ thống phối khí VVTL-i

Thông qua tốc độ động cơ, khối lượng không khí nạp, vị trí ga và nhiệt độ làm mát động cơ, ECM có thể tính toán thời điểm phối khí tối ưu cho từng điều kiện lại xe và điều khiển van điều khiển dầu trục cam. Ngoài ra ECM còn sử dụng tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu và cảm biến vị trí trục cam để phát hiện thời điểm phối khí thực tế và gửi tín hiệu phản hồi để đạt được thời điểm phối khí tối ưu.

ECM sẽ thay đổi bề rộng x- Van điều khiển dầu trục cam

ung để điều khiển cuộn dây của van điều khiển dầu trục cam. Van sẽ cho áp lực dầu tác dụng lên bộ điều khiển VVTL-i làm cho trục cam quay về phía thời điểm phối khí sớm hoặc trễ.

CHƯƠNG 2

KHÁO SÁT ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ 2ZZ-FE 1.8

2.1 Khảo sát động học piston

2.1.1 Chuyển vị piston x

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn hành trình của piston theo trình tự sau:

1. Chọn tỉ xích góc: thường dùng tỉ lệ xích ( 0,6 ÷ 0,7 )  ( mm/độ ). Ta chọn tỉ lệ xích 0,7 mm/độ

2. Chọn gốc tọa độ cách gốc cách độ thị công khoảng 15 ÷ 18 cm

3. Từ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng với 10° ,20°,…….180°

4. Gióng các điểm đã chia trên cung Brick xuống các điểm 10°,20°,…….180° tương ứng trên trục tung của đồ thị của x = ƒ(α) ta được các điểm xác định  chuyển vị x tương ứng với các góc 10°,20°,…..180°.

5. Nối các điểm xác định chuyển vị x ta được đồ thị biểu diễn quan hệ x = f(α).

2.1.2 Vận tốc piston v

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn tốc độ của piston v= f(α). Theo phương pháp đồ thị vòng. Tiến hành theo các bước cụ thể sau:

1. Vẻ nửa vòng tròn tâm O bán kính R, phía dưới đồ thị x = f(α). Sát mép dưới của bản vẽ

. Từ các điểm chia trên nửa vòng tâm tròn bán kính là R kẻ các đường song song với tung độ, các đường này sẽ cắt các đường song song với hoành độ xuất phát từ các điểm chia tương ứng trên bán kính là Rλ/2 tại các điểm a,b,c,….

5. Nối tại các điểm a,b,c,…. Tạo thành đường cong giới hạn trị số của tốc độ piton thể hiện bằng các đoạn thẳng song song với tung độ từ các điểm cắt vòng tròn bán kính R tạo với trục hoành góc α đến đường cong a,b,c….

2.1.3 Gia tốc của piston j

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn gia tốc của piston theo phương pháp Tôlê ta vẽ theo các bước sau:

1. Chọn tỉ lệ xích μj  phù hợp trong khoảng 30 ÷ 80  (m/s .mm )

Ở đây ta chọn  μj= 50 (m/s .mm )

2. Ta tính được các giá trị :

- Ta có góc:

ω = 230,3835  (rad /s)

- Gia tốc cực đại:

j = R.ω2.( 1 + λ ) =57,5 10.230,3835.( 1 + 0,28 ) = 3,906.10( m/ s2)

- Gia tốc cực tiểu:

jmin= –R.ω.( 1– λ ) = –57,5.10.230,3835.( 1–0,28 ) = –2,197.10( m/ s2)

- Xác định vị trí của EF:

EF = –3.R.λ.ω2 = –3.57,5.10.0,28.230,3835 =  –2,563.10   ( m/s2 )

Vậy giá trị biểu diễn EF là: gtbdEF- 51,29  ( mm )

3. Từ điểm A tương ứng điểm chết trên lấy AC = jmax, từ điểm B tương ứng điểm chết dưới lấy BD = jmin, nối CD cắt trục hoành ở E ; lấy EF = –3.R.λ.ω về phía BD Nối CF với DF ,chia các đoạn này làm 8 phần , nối 11, 22, 33 …Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với 11, 22, 33 …ta được đường cong biểu diễn quan hệ j = ƒ(x).

2.2 Khảo sát động lực học

2.2.1 Chọn các số liệu ban đầu

1. Công suất có ích lớn nhất Nemax: Nemax = 134,28 KW

3. Số quay trong một phút của trục khuỷu: n = 6800 vg/ph

5. Số xy lanh của động cơ. i = 4

8. Tỷ số nén.

Tỷ số nén là tỷ số giữa thể tích toàn phần trong xy lanh Va (khi pít tông ở ĐCD) và thể tích buồng cháy Vc (thể tích trong xy lanh khi pít tông ở ĐCT). Đối với động cơ 2ZZ - FE:

11. Nhiệt độ môi trường T0.

Nhiệt độ của môi trường cũng có ảnh hưởng đến chất lượng của quá trình trao đổi khí. T0 càng cao thì không khí càng loãng nên khối lượng riêng giảm. Giá trị của T0 thay đổi theo mùa và theo vùng khí hậu. Để tiện tính toán người ta lấy giá trị trung bình T0 cho cả năm. 

14. Áp suất khí thể cuối quá trình thải cưỡng bức pr.

Giá trị của pr phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó có thời điểm bắt đầu mở xu páp thải, số vòng quay của trục khuỷu và sức cản trên đường ống nạp là những yếu tố quyết định.

15. Nhiệt độ cuối quá trình thải Tr.

17. Chỉ số nén đa biến trung bình n1.

Chỉ số nén đa biến của quá trình nén thực tế n’1 thay đổi trong khoảng rộng từ điểm chết dưới đến điểm chết trên. Để thuận tiện trong tính toán mà vẫn đảm bảo một độ chính xác nhất định, người ta dùng giá trị trung bình n1 của nó với điều kiện là công nén đối với n’1 và n1 bằng nhau.

20. Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2.

Chỉ số giãn nở đa biến thực tế n’2 thay đổi trong khoảng rộng suốt quá trình giãn nở. Để thuận tiện trong tính toán mà vẫn đảm bảo một độ chính xác nhất định, người ta dùng giá trị trung bình n2 của nó với điều kiện là công giãn nở đối với n’2 và n2 bằng nhau.

Giá trị của n2 được xác định bằng nhiều phương pháp khác nhau như dùng công thức kinh nghiệm hoặc chọn bằng số liệu thực nghiệm.

Hệ số thực nghiệm n2 đối với động cơ xăng là: n2 = 1,27

2.2.2 Tính toán các quá trình của chu trình công tác.

2.2.2.1 Tính toán quá trình trao đổi khí.

a) Mục đích.

Xác định các thông số chủ yếu cuối quá trình nạp chính như áp suất cuối quá trình nạp pa và nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta.

b) Thứ tự tính toán.

- Hệ số khí sót

=> Thay số được: yr = 0,0541 (MPa)

- Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta:

=> Thay số được: Ta= 361,54030K

2.2.2.3 Tính toán quá trình cháy.

a) Mục đích.

Xác định các thông số của quá trình cháy như áp suất pz và nhiệt độ Tz.

b) Thứ tự tính toán.

Việc tính toán được chia làm 2 giai đoạn như sau:

* Tính toán tương quan nhiệt hóa:

- Mục đích.

Việc tính toán tương quan nhiệt hóa là xác định những đại lượng đặc trưng cho quá trình cháy về mặt nhiệt hóa để làm cơ sở cho tính toán nhiệt động.

- Thứ tự tính toán:

gC, gH, gO: là thành phần nguyên tố tính theo khối lượng của cácbon, hyđrô và ôxy tương ứng chứa trong 1kg nhiên liệu.

Thay số vào ta có: M0 = 0,5119 (Kmol/kgnl)

+ Lượng hỗn hợp cháy M1 tương ứng với lượng không khí thực tế Mt đối với động cơ xăng:

Thay số vào ta có: M1 = 0,4493 (Kmol/kgnl)

- Số mol của sản vật cháy M2:

Thay số vào ta có: M2 = 0,4875 (Kmol/kgnl)

* Tính toán tương quan nhiệt động:

- Nhiệt dung mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp công tác ở cuối quá trình nén  mcvc :

Thay số vào ta có: mcvc= 21,6312 (KJ/Kmo.0)

2.2.2.4. Tính toán quá trình dãn nở.

a) Mục đích.

Xác định các giá trị áp suất pb và nhiệt độ Tb ở cuối quá trình dãn nở.

b) Thứ tự tính toán.

- Áp suất cuối quá trình dãn nở:

Thay số ta được: Pp = 0,4421 (MPa)

- Nhiệt độ cuối quá trình dãn nở:

Thay số ta được: Tp = 1548,2038 (0K)

2.2.2.5 Kiểm tra kết quả tính toán.

Sau khi kết thúc việc tính toán các quá trình của chu trình công tác có thể dùng công thức kinh nghiệm để kiểm tra kết quả việc chọn và tính các thông số: Tr = 998,4555 (0K)

Vậy quá trình chọn nhiệt độ cuối quá trình cháy thỏa mãn yêu cầu đặt ra.

2.2.3 Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác.

2.2.3.1 Các thông số chỉ thị.

Đó là những thông số đặc trưng cho chu trình công tác của động cơ. Khi xác định các thông số chỉ thị, ta chưa kể đến các dạng tổn thất về công mà xét các tổn thất về nhiệt. các thông số cần tính bao gồm:

a) Áp suất chỉ thị trung bình lý thuyết pi'.

- Đối với động cơ xăng.

Thay số vào ta được: pi = 1,1171 (MPa)

a) Áp suất chỉ thị trung bình thực tế pi.

- Đối với động cơ 4 kỳ: pi = p'i .jđ  [MPa]

Trong đó: jđ là hệ số điền đầy đồ thị công. Hệ số này chỉ rõ sự khác nhau giữa đồ thị công chỉ thị lý thuyết và đồ thị công chỉ thị thực tế. Giá trị của jđ phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như góc đánh lửa sớm hoặc góc phun sớm nhiên liệu, thành phần hỗn hợp, tốc độ quay, góc mở sớm xupáp xả v.v... Giá trị của  jđ đối với động cơ xăng 4 kỳ là: jđ = 0,90 ¸ 0,96.

Ta chọn jđ = 0,96.

Thay số vào ta có: pi = 1,0724 (MPa)

2.2.3.4 Các thông số có ích.

Các thông 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 quả tính toán các thông số chỉ thị ở mục trên và xác định giá trị của áp suất tổn hao cơ khí trung bình p.

Áp suất tổn hao cơ khí trung bình plà áp suất giả định, không đổi, tác động lên pít tông trong một hành trình và gây ra công tổn hao bằng công tổn hao của trao đổi khí, dẫn động các cơ cấu phụ, tổn hao do ma sát ở các bề mặt công tác.

Thứ tự tính toán các thông số có ích như sau:

a) Áp suất tổn hao cơ khí trung bình p.

Áp suất tổn hao cơ khí trung bình p được xác định bằng các công thức kinh nghiệm theo vận tốc trung bình của pít tông CTB [m/s] và các thông số khác của động cơ.

Đối với động cơ xăng có  và  khi mở hết bướm ga thì:

Thay số ta được: pcơ = 0,2777 (MPa)

b) Áp suất có ích trung bình:

Thay số ta được: p= 0,7946 (MPa)

d) Công suất có ích của động cơ ở số vòng quay tính toán :

Thay số ta được: N= 56,8424 (MPa)

Sai số giữa công suất có ích tính toán với công suất có ích lớn nhất cho trước là: 2,98%

Kết luận: Sai số đảm bảo

2.2.4 Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác.

2.2.4.1 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 một số quá trình làm việc thực tế trong động cơ.

2.2.4.3 Hiệu chỉnh đồ thị công.

Để được đồ thị công chỉ thị thực tế a' - c' - c" - z' - z" - b' - b" – b"' - a', ta gạch bỏ các diện tích I, II, III, IV trong đồ thị lý thuyết.

Diện tích I xuất hiện do đánh lửa sớm gây ra. Khi đó một phần hỗn hợp bị cháy trước trên đường nén nên áp suất cuối quá trình nén thực tế   (ứng với điểm 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 đánh lửa sớm và được dựng theo vòng tròn Brích.

* Thứ tự dựng vòng tròn Brích như sau:

+ Về phía dưới trục hoành đồ thị công p – V vẽ nửa dưới vòng tròn Brích đường kính AB bằng khoảng cách từ ĐCT tới ĐCD trên đồ thị p – V, tâm O, A tương ứng với điểm chết trên.

+ Về phía điểm chết dưới, xác định điểm O’ :

Với tỷ lệ xích: uv = 1/600 (dm3/mm).

Ta có: OO' = 13,875 (mm).

+ Từ O’ dựng tia tạo với O’A một góc bằng với góc đánh lửa sớm φi = 150 tia này cắt vòng tròn Brích tại một điểm. Từ điểm đó dựng đường song song với trục áp suất, cắt đồ thị công tại điểm tương ứng, đó chính là điểm c’.

Điểm c” được xác định theo quan hệ: p’’c = (1,15÷1,25)pc [MPa].

Diện tích III biểu diễn tổn hao của công dãn nở do xu páp thải mở sớm. Khi đó áp suất trong xi lanh giảm nhanh và quá trình dãn nở diễn ra theo đường cong thực tế. Thời điểm bắt đầu mở xu páp thải được chọn sao cho diện tích III không lớn mà vẫn bảo đảm thải sạch sản vật cháy và tổn hao ít công cho quá trình thải chính. Đối với động cơ được kiểm nghiệm, giá trị của góc mở sớm xu páp thải đã được cho trước và vị trí của điểm b' trên đường dãn nở được xác định theo vòng tròn Brích.

Ta xác định điểm b’ theo vòng tròn Brích tương tự như điểm c’, chỉ khác thay góc đánh lửa sớm bằng góc mở sớm xu páp thải.

Các góc hiệu chỉnh cơ bản của đường đồ thị công p - V :

- Góc đánh lửa sớm: 120

- Quá trình thải:

+ Góc mở sớm xu páp thải 400

+ Góc đóng muộn xu páp thải 200.

- Quá trình nạp:

+ Góc mở sớm xu páp nạp 200;

+ Góc đóng muộn xu páp nạp 400.

2.2.5 Triển khai đồ thị công chỉ thị p - V thành đồ thị lực khí thể Pk tác dụng lên píttông theo góc quay α

Đồ thị công chỉ thị thể hiện sự biến thiên áp suất tuyệt đối bên trong xy lanh theo sự thay đổi thể tích của xy lanh trong suốt một chu trình công tác (hai vòng quay của trục khuỷu - tương ứng với 4 hành trình của pít tông đối với động cơ 4 kỳ).

- Về phía dưới trục hoành đồ thị công p - V vẽ nửa dưới vòng tròn Brích (đã trình bày ở phần trước).

- Từ O' dựng tia tạo góc a với O'A, tia này cắt vòng tròn Brích tại một điểm. Từ điểm đó dựng đường song song với trục áp suất, cắt đồ thị công tại điểm tương ứng (với quá trình nạp, nén, dãn nở hoặc thải). Từ giao điểm đó gióng ngang sang đồ thị lực khí thể và cắt đường thẳng đứng tương ứng gióng từ trục a lên. Giao điểm đó chính là độ lớn của lực khí thể tại góc a tương ứng trên đồ thị lực khí thể Pk-a.

- Lần lượt dựng góc a lớn dần  a = 150, 300, 450, 600, .   ..180) và tiến hành tương tự như trên ta được tập hợp các giao điểm trên  đồ thị Pk - a.

- Nối các giao điểm nhận được bằng đường cong liên tục ta được đồ thị  biến thiên của lực khí thể theo góc quay a của khuỷu trục trong một chu trình công tác của xy lanh.

- Đối với động cơ 2ZZ-FE , trục hoành thể hiện góc a từ 00 đến 7200.

2.2.6 Khối lượng các chi tiết chuyển động

2.2.6.1. Khối lượng chuyển động tịnh tiến mj

Khối lượng chuyển động tịnh tiến mj được xác định theo biểu thức:

mj = mP + mx + mc + m1                              [kg]

Trong đó:

mP: khối lượng toàn bộ pít tông;       mP = 0,722  [kg]

mx: khối lượng các xéc măng;            mx = 0,06    [kg]

mc: khối lượng chốt pít tông;             m= 0,106  [kg]

m1: khối lượng thanh truyền quy dẫn về đường tâm chốt pít tông; m1= 0,277     [kg]

mj = 0,722 + 0,06 + 0,106 + 0,277 = 1,165          [kg]

Khối lượng mj coi như được tập trung tại giao điểm tâm chốt pít tông với đường tâm thanh truyền, và do ta coi CCTKTT là cơ cấu giao tâm nên đường tâm chốt pít tông cũng cắt đường tâm xi lanh. Như vậy khối lượng mj sẽ chuyển động tịnh tiến qua lại dọc theo đường tâm xi lanh với chuyển vị, vận tốc và gia tốc như của pít tông.

2.2.6.2. Khối lượng chuyện động thanh truyền và khuỷu trục

Toàn bộ khối lượng thanh truyền được quy dẫn về đường tâm đầu nhỏ (tham gia chuyển động tịnh tiến) và về đường tâm đầu to (tham gia chuyển động quay) theo nguyên lý sau:

mth = m1 + m2

m1l1= m2l2

2.2.7 Lực quán tính và tổng lực, lực tiếp tuyến và pháp tuyến

Lực quán tính do khối lượng chuyển động tịnh tiến mj gây nên thường được gọi tắt là lực quán tính chuyển động tịnh tiến và ký hiệu là Pj.

Pj = -mj.R. (cos  + cos2 ).10-6                    [MN]

Ta có:

Pr2 = m2.R. 2.10-6                  [MN]

Prk = mkh.R. 2.10-6                 [MN]

Pr = Pr2 + Prk                          [MN]

Tuy Pr2, Prk có giá trị không đổi khi động cơ làm việc ở chế độ =const nhưng phương tác dụng lại quay với vận tốc  và luôn trùng với phương đường tâm các má khuỷu (nói chính xác là phương của bán kính quay).

Tổng lực khí thể và lực quán tính chuyển động tịnh tiến:

P = Pk + Pj   [MN]

Pr2 = m2.R.w2.10-6

=> Pr2= 5,74.10-3 [MN]

Đối với lực quán tính Pj, Pr2 và Prk do áp dụng các thứ nguyên [kg] cho khối lượng, [1/s] cho w nên phải nhân thêm với 10-6 để đổi thành [MN].

2.2.8 Đồ thị vec tơ phụ tải cổ khuỷu

Đồ thị véc tơ phụ tải (đtvtpt) tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu hoặc chốt khuỷu (nếu chế tạo rời) gọi tắt là đtvtpt cổ khuỷu. Đồ thị này phản ánh sự tác dụng của lực T, Z và Pr2 lên bề mặt cổ khuỷu thông qua bạc trong một chu trình công tác của xi lanh.

Ta thấy phần đuôi đồ thị này (ứng với vùng 360° 380° GQTK) ở chế độ mô men sẽ dài hơn so với chế độ công suất bởi hai lý do:

- Lực quán tính nhỏ hơn.

- Áp suất cực đại trong xi lanh lớn hơn.

Ứng với trị số góc a cụ thể trên trục hoành ta xác định trị số tương ứng của véc tơ Qck trên đtvtpt cổ khuỷu và thông qua tỉ lệ xích mQ (chọn thích hợp cho đồ thi Qck- a) ta xác định được một điểm nhất định trên đồ thị Qck. Lần lượt tiến hành tương tự đối với các trị số tiếp theo của góc a ta được tập hợp các giao điểm. Nối chúng lại bằng một đường cong liên tục ta được đồ thị Qck - a.

* Xác định trị số tải trong trung bình tác dung lên bề mặt cổ khuỷu:

Chiều cao đó, thông qua tỷ lệ xích mQ, chính là trị số véc tơ tải trọng trung bình QckTB, ta kẻ một đường song song với trục hoành thể hiện QckTB (tỷ lệ xích mQ) lên đồ thị Qck - a.

* Vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn:

Vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn tối ưu cho chế độ được tính toán và vẽ đtvtpt cổ khuỷu có thể xác định trên cơ sở đồ thị mài mòn tượng trưng hoặc có thể xác định trực tiếp trên đtvtpt cổ khuỷu. Cách tiến hành như sau:

- Từ tâm O1 vẽ các vòng tròn đồng tâm tượng trưng cho bề mặt cổ khuỷu rỗng. Nếu cổ khuỷu đặc thì chỉ cần một vòng tròn.

- Vẽ tượng trưng má khuỷu về phía chiều dương OZ.

- Từ O1 kẻ hai đường tiếp tuyến với đồ thị.

- Đường phân giác với góc tạo bởi hai tiếp tuyến chính là phương khoan lỗ dầu bôi trơn.

2.2.9 Đồ thị mài mòn cổ khuỷu

Đồ thị mài mòn thể hiện một cách tượng trưng mức độ mài mòn bề mặt cổ khuỷu sau một chu trình tác dụng của lực. Để có thể xây dựng được đồ thị mài mòn, phải có đtvtpt cổ khuỷu. Phương pháp gồm các bước sau:

- Trên đtvtpt cổ khuỷu, vẽ vòng tròn tượng trưng cho bề mặt và chia vòng tròn thành 2n phần bằng nhau, ví dụ chia thành 24 phần và đánh số: 0, 1, 2,..., 2n.

- Tính hợp lực SQ’ của tất cả các lực tác dụng lần lượt lên các điểm 0, 1, 2... ký hiệu tương ứng là SQ , SQ , SQ , ...ghi trị số lực và phạm vi tác dụng lên bảng sau với giả thiết là lực åQ’ tác dụng đều lên tất cả các điểm trong phạ vi 120°, tức là về mỗi phía của điểm chia là 60°.

- Xác định tổng lực tương đương SQi của tất cả các hợp lực SQ' tác dụng lên điểm thứ i và ghi vào các ô hàng dưới cùng (bảng 2).

Bảng số liệu tính được cho vào bảng 2.

Vị trí lỗ khoan dẫn dầu bôi trơn là vị trí ít mài mòn nhất trên đồ thị (điểm 6).

2.3 Khảo sát trục khuỷu bằng phần mềm Autodesk Inventor Pro 2020

2.3.1. Giới thiệu về phần mềm mô phỏng Inventor

Inventor là phần mềm tạo và chỉnh sửa các bản thiết kế cơ khí 3D. Nó cung cấp cho các kỹ sư những công cụ cần thiết để làm việc với bản thiết kế cơ khí từ mở rộng, mô phỏng chuyển động, quản lý một loạt các dữ liệu, nâng cao năng suất CAD tổng thể đến tạo tài liệu thiết kế. Inventor có thể giúp các kỹ sư cơ khí tiết kiệm thời gian và công sức bằng cách kiểm tra và mô phỏng thiết kế của mình trong môi trường CAD an toàn trước khi xây dựng các sản phẩm thực sự.

2.3.2. Mô phỏng các chi tiết cơ bản của động cơ bằng phần mềm Inventor

2.3.2.1 Chọn các thông số đầu vào

Chọn thông số cho chi tiết thanh truyền:

Các chi tiết Pít tông và trục khuỷu ta chọn thông số như hình 2.11.

2.3.2.2 Vẽ khối 3D các chi tiết chính của động cơ

Trục khuỷu như hình 2.13.

Pít tông và chốt như hình 2.15.

Đối với chi tiết thanh truyền để tiện cho việc lắp ghép ở phần sau nên ta vẽ luôn phần lắp ghép ở đầu to.

2.3.3. Kết quả khảo sát cơ cấu trực khuỷu động cơ 2ZZ-FE

2.3.3.1 Mô phỏng động lực học

Từ kết quả tính toán ở chương 2, ta đưa lực khí thể tác dụng lên đỉnh pít tông là lực biến đổi theo chu kì trong thời gian 1s.

2.3.3.2. Xác định gia tốc trọng trường

Việc thiết lập gia tốc trọng trường trong mô phỏng là cần thiết. Điều đó làm cho quá trình mô phỏng càng sát với điều kiện thực tế hơn. Gia tốc trọng trường có chiều hướng từ trên xuống dưới và có giá trị 9,81 m/s2.

2.3.3.4. Kết quả khảo sát bằng Dynamic simulation

Sau khi kết thúc quá trình mô phỏng động lực học, ta xác định lực tác dụng lên các liên kết bởi công cụ Output Grapher.

Sau khi xác định được thời điểm và giá trị lực lớn nhất tác dụng lên các chi tiết, ta chuyển kết quả đó sang môi trường khảo sát ứng suất bằng phương pháp phần tử hữu hạn bởi công cụ Export to EFA.

2.3.3.5 Kết quả khảo sát bằng Stress Analysis

Trục khuỷu được làm từ thép cacbon và xử lý bằng nitơ có [9].

Ứng suất lớn nhất sau mô phỏng là 25,93 MPa nên trục khuỷu bảo đảm bền.

CHƯƠNG 3

HƯỚNG DẪN BẢO DƯỠNG ĐỘNG CƠ 2ZZ-FE 1.8

3.1 Mục đích công tác bảo dưỡng

Công tác bảo dưỡng động cơ thường xuyên không những mang đến rất nhiều lợi ích mà còn tạo cho người sử dụng niềm hứng khởi khi làm việc, cũng như sự thoải mái trong vận hành. Công tác bảo dưỡng xe mang đến rất nhiều lợi ích: tiết kiệm nhiên liệu, kéo dài tuổi thọ của xe, lái xe an toàn, tăng độ tin cậy, đáp ứng các điều kiện bảo hành, chấp hành các quy định của Nhà Nước.

3.2 Những hư hỏng thường gặp của động cơ

3.2.1. Động cơ không khởi động được

* Nguyên nhân: Không có nhiên liệu trong thùng; động cơ chưa đủ nóng; khoá thùng nhiên liệu đóng; cần giảm áp không ở vị trí làm việc; tắc bình lọc nhiên liệu; tay ga không ở vị trí khởi động; trong nhiên liệu có không khí; bầu lọc quá bẩn; ở cụm bơm, van 1 chiều kẹt hoặc gãy lò xo.

* Phương pháp khắc phục: Đổ nhiên liệu vào thùng; sấy nóng động cơ; đổ nhiên liệu vào thùng; mở khoá; đẩy cần về vị trí làm việc; kéo tay ga vào vị trí truyền nhiên liệu khởi động; thông cửa ống; rửa hoặc thay lõi lọc; xả không khí và nạp đầy hệ nhiên liệu; làm sạch van, thay lò xo.

3.2.3. Động cơ quá nóng

* Nguyên nhân: Động cơ bị quá tải; đóng kín rèm; thiếu nước trong hệ thống làm mát; phía ngoài két nước bị bẩn; có tạp chất, cặn trong hệ thống làm mát; thiếu dầu bôi trơn, khe hở quá lớn ở ổ đỡ trục khuỷu, tiếng gõ nghe ở phần dưới đáy dầu.

* Phương pháp khắc phục: Giảm trọng tải hoặc gài số truyền thấp hơn; mở rèm; đổ nước vào két nước; làm sạch két nước; tẩy sạch và rửa cặn lắng trong hệ thống làm mát; cho thêm dầu đến mức qui định; thay bạc lót thanh truyền, trường hợp cần thiết tiện láng má trục.

3.3 Kiểm tra và bảo dưỡng các hệ thống

3.3.1 Kiểm tra, bảo dưỡng các bộ phận của hệ thống nhiên liệu

3.1.1.1 Lọc nhiên liệu

Xăng trong bình có thể chứa một lượng chất bẩn và nước mà nếu để chúng đi đến chế hoà khí hay vòi phun chúng sẽ làm tắc và gây trục trặc cho động cơ.

Cũng như vậy ở động cơ diesel, chất bẩn hay hơi nước có thể hoà trộn trong dầu diesel. Nếu chất bẩn hay hơi nước này đến bơm cao áp hay vòi phun nó có thể làm tắc, mòn hay kẹt các chi tiết có độ chính xác cao.

Các thao tác chính:

- Mở nắp bình xăng

- Đặt khay hứng phía dưới lọc nhiêu liệu.

- Tháo lọc nhiên liệu

- Lắp lọc xăng mới.

- Lau sạch xăng bám bên ngoài.

- Nổ máy và kiểm tra rò rỉ.

3.3.2 Kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống đánh lửa.

3.3.2.1 Kiểm tra ắc quy

Ắc quy cung cấp điện cho hệ thống đánh lửa, hệ thống khởi động, đèn và các thiết bị khác. Ắc quy tích trữ điện và được cung cấp bởi máy phát dưới dạng năng lương hóa học cung cấp điện cho các thiết bị bằng cách chuyển đổi hóa năng thành điện năng.

Để biết khi nào ắc quy sắp phải thay thế, người sử dụng có thể đánh giá qua tiếng đề máy. Sau khi đỗ xe qua đêm hoặc vài ngày, tiếng đề dài và lâu hơn bình thường thì đó là dấu hiệu đầu tiên cho thấy ắc quy đã bị yếu.

Tuy nhiên, nếu đi xe đến xưởng để kiểm tra thì mọi thiết bị kiểm tra đều cho thấy ắc quy không có lỗi gì cả vì ắc quy có thể vừa được sạc no khi xe di chuyển khoảng 15 phút.

3.3.2.2 Kiểm tra bugi

Bugi sinh tia lửa điện để đốt cháy hỗ hợp khí/ nhiên liệu, nhiệt độ mà bougie phải chịu lớn hơn 20000C và áp suất 40kg/cm2.

Trong quá trình sử dụng, điện cực của bugi bị ăn mòn dần dần và làm tăng khe hở bugi dẫn đến khó sinh ra tia lửa điện. Đồng thời muội than bám ở đầu phần sứ cách điện cũng làm cho bugi khó phát tia lửa điện. Để đảm bảo nhiên liệu được đốt sạch, bougie cần phải thay thế định kỳ.

3.3.3 Kiểm tra các cảm biến.

3.3.3.1 Kiểm tra cảm biến vị trí bàn đạp ga

a) Kiểm tra bằng máy chẩn đoán.

Kiểm tra nguồn cấp cho cảm biến chân ga (Nguồn VC và mát).

Sử dụng VOM để đo chân tín hiệu, tín hiệu cảm biến chân ga phải thay đổi tuyến tính khi đạp và nhả bàn đạp chân ga. (scó thể sử dụng máy chẩn đoán vào phần Data List để xem tín hiệu cảm biến khi đạp bàn đạp chân ga).

b) Kiểm tra thủ công.

Ngoài ra có thể tháo cảm biến kiểm tra điện trở chân VCPA và VPA, chân VCP2 và VPA2 so sánh giá trị điện trở này với thông số nhà sản xuất đưa ra.

3.3.3.3 Kiểm tra cảm biến lưu lượng khí nạp

Thông số kỹ thuật: Tín hiệu đầu ra của cảm biến đo khối lượng khí nạp MAF là 1-5V, nó có giá trị phụ thuộc vào khối lượng của lượng khí nạp vào qua cảm biến. Khi động cơ dừng, điện áp đầu ra của cảm biến là 0.98V-1.02V.

a) Kiểm tra bằng máy chẩn đoán.

Có thể sử dụng máy đọc lỗi vào data list để xem tín hiệu cảm biến khi đạp ga, tín hiệu cảm biến phải thay đổi.

b) Kiểm tra thủ công.

- Khi động cơ không hoạt động, bạn có thể dựa vào thông số kỹ thuật trên để kiểm tra, có nghĩa là Khi động cơ dừng điện áp đầu ra của cảm biến là 0.98V-1.02V, Nếu đầu ra bạn đo được không nằm trong khoảng này có nghĩa cảm biến đã hỏng.

- Cấp nguồn cho cảm biến, dùng máy sấy thổi qua nó và đo điện áp phát ra, hoặc cho động cơ nổ máy, ga lên và đo điện áp tín hiệu phát ra thay đổi.

3.3.3.5 Kiểm tra cảm biến vị trí trục khuỷu

Để kiểm tra cảm biến còn hoạt động hay không, ta thực hiện các bước sau:

- Đo xung: Để kiểm tra bằng cách này, chúng ta phải có thiết bị chẩn đoán có hỗ trợ chức năng đo xung.

- Dùng đồng hồ VOM đo điện trở tiêu chuẩn của cảm biến.

3.3.3.7 Kiểm tra cảm biến kích nổ

- Đo xung điện áp phát ra của chân tín hiệu khi động cơ đang nổ máy.

- Dùng đồng hồ đo ohm kế, đo giá trị điện trở rồi so sánh với thông số của nhà sản xuất.

KẾT LUẬN

Sau một thời gian làm đồ án với đề tài “Nghiên cứu khai thác động cơ Toyota 2ZZ-FE” em đã cơ bản hoàn thành với sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn. Trong đồ án này em đi sâu vào kết cấu và khai thác nguyên lý hoạt động của các hệ thống chính. Phần đầu đi vào khái quát tổng quan về động cơ 2ZZ-FE. Phần trung tâm của đồ án đi vào khảo sát động học, động lực học động cơ 2ZZ-FE, kết hợp với ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor Professional 2020 để khảo sát chi tiết trục khuỷu. Tuy nhiên do thời gian hạn chế, kiến thức chuyên sâu còn có hạn, tài liệu tham khảo hạn chế do vậy e rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy và các thầy giáo trong khoa để đồ án của em được hoàn thiên hơn.

Qua thời gian nghiên cứu với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy:  Ths …………… và sự giúp đỡ của các thầy trong khoa ô tô, em đã hoàn thành đồ án trong việc tìm hiểu nguyên lý hoạt động và điều khiển của động cơ 2ZZ-FE. Em thấy rằng quá trình làm đồ án thật sự là khó khăn với chính mình, để tìm ra cách hiểu và nắm bắt được vấn đề về khai thác động cơ. Nhưng chính vì vậy mà nó khơi dậy niềm say mê về khoa học kỹ thuật với bản thân em, mang lại cho em những kinh nghiệm quý báu. Nó là hành trang giúp em tự tin nhiều trong công việc tương lai và có bản lĩnh trong cuộc sống sau này.

Vì kiến thức còn nhiều hạn chế và thời gian có hạn nên không tránh khỏi thiếu sót, rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy, cô và các bạn để đề tài hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Hà Quang Minh (2002), Lý thuyết động cơ đốt trong, NXB QĐND;

[2]. Vy Hữu Thành, Vũ Anh Tuấn (2003), Hướng dẫn đồ án môn học ĐCĐT, Học Viện Kỹ thuật Quân Sự;

[3]. https://www.tcorolla.net/toyota_corolla_repair_manual-422.html.

[4]. https://toyota-club.net/files/faq/04-01-10_rem_1zzfe_eng.htm.

[5]. https://procarmanuals.com/pdf-online-toyota-1zz-fe-3zz-fe-engine-repair- manual-rm1099e/

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"