MỤC LỤC
MỤC LỤC............... 1
LỜI NÓI ĐẦU............. 3
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 4JH1 TRÊN XE ISUZU....... 4
1.1.Thông số động cơ............ 5
1.2. Nhóm Chi tiết đứng yên. ........9
1.2.1. Nắp máy. ..............9
1.2.2. Thân máy............. 11
1.3. Nhóm chi tiết chuyển động............ 12
1.3.1. Nhóm pít tông............. 13
1.3.2. Nhóm thanh truyền............... 15
1.3.3. Trục khuỷu. ............17
1.4. Cơ cấu phân phối khí............. 18
1.4.1. Nguyên lý làm việc.............. 20
1.4.2. Trục cam.............. 21
1.4.3. Bộ bánh răng điều phối.......... 21
1.4.4. Xupap............. 26
1.5. Hệ thống bôi trơn........... 28
1.5.1. Nguyên lí làm việc........ 28
1.5.2. Bơm nhớt ..........30
1.5.3. Lọc nhớt và làm mát nhớt .............33
1.5.4. Công tắc áp suất nhớt ...........35
1.6. Hệ thống làm mát............ 36
1.6.1. Sơ đồ hệ thống làm mát ..........36
1.7. Hệ thống khởi động........... 37
1.8. Hệ thống tăng áp............... 38
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN ĐỘNG CƠ ISUZU 4JH1...........35
2.1. Mục đích của tăng áp động cơ..............40
2.1.1. Mục đích tăng áp. ...........40
2.2. Sơ đồ hệ thống tăng áp động cơ ISUZU 4JH1. ............40
2.3. Hệ thống nạp động cơ ISUZU 4JH1.............. 42
2.3.1. Nguyên lý làm việc của hệ thống nạp động cơ ISUZU 4JH1......... 42
2.3.2. Đặc điểm kết cấu các bộ phận trong hệ thống nạp.............. 43
2.4. Hệ thống thải động cơ ISUZU 4JH1. ..................44
2.4.1. Nguyên lý làm việc của hệ thống thải động cơ ISUZU 4JH1........... 45
2.4.2. Đặc điểm kết cấu các bộ phận hệ thống thải động cơ ISUZU 4JH1. ...........46
2.5. Đặc điểm kết cấu hệ thống tăng áp động cơ ISUZU 4JH1.............. 47
2.5.1. Bộ turbo tăng áp........... 47
2.5.2. Các cảm biến trên đường ống nạp. 58
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL TRÊN XE ISUZU....... 54
3.1. Công dụng.......... 61
3.2. Yêu cầu......... 61
3.3. Giới thiệu về hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail trên xe.............. 61
3.4. Nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu. ...........63
3.5. Kết cấu các phần tử của hệ thống nhiên liệu............. 64
3.5.1. Đường áp suất thấp.............. 64
3.5.2. Đường áp suất cao............. 68
3.6. Phần điều khiển phun nhiên liệu. ..............76
3.6.1. Bố trí phần điều khiển......... 76
3.6.2. Điều khiển phun nhiên liệu. ......78
3.6.3. Điều khiển một số chức năng khác.......... 82
CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH KHAI THÁC, BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ 4JH1............. 75
4.1. Bảo dưỡng động cơ............86
4.1.1. Các cấp bảo dưỡng và những việc thực hiện:........... 86
4.1.2. Thao tác trong quá trình bảo dưỡng............... 88
4.2. Những hư hỏng hệ thống tăng áp và biện pháp khắc phục............. 96
4.2.1. Xác định các hư hỏng và biện pháp khắc phục............... 97
4.2.2. Động cơ khó tăng tốc, tụt công suất hoặc tiêu hao nhiên liệu lớn. ...........97
4.2.3. Có tiếng ồn bất thường. ...............98
4.2.4. Tiêu hao dầu lớn và khói xanh.............. 98
4.3. Phân tích các hư hỏng của hệ thống tăng áp........... 99
4.3.1. Thiếu dầu............ 99
4.3.2. Vật lạ rơi vào TB.. ...........99
4.3.3. Dầu bẩn. ............99
4.4. Kiểm tra hệ thống tăng áp của động cơ........ 99
4.4.1. Kiểm tra hệ thống nạp khí ...........99
4.4.2. Kiểm tra hệ thống thải............. 99
4.5. Các chú ý khi sử dụng hệ thống tăng áp. ............100
4.6. Tháo và lắp cụm tua bin - máy nén............. 101
KẾT LUẬN................103
TÀI LIỆU THAM KHẢO................ 104
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước đang trên con đường hội nhập sâu rộng vào nền kinh tế thế giới, điều đó tạo ra nhiều cơ hội và không ít thách thức cho chúng ta trên con đường phát triển. Với vị trí là một nước đi sau, chịu nhiều hậu quả chiến tranh nên để không bị tụt hậu so với trình độ phát triển của thế giới chúng ta cần đi tắt, đón đầu, tập trung vào các ngành công nghiệp mũi nhọn, và ngành công nghiệp ôtô là một trong những ngành có vị trí then chốt như vậy.
Trong những năm gần đây ngành công nghiệp ôtô của nước ta có những bước phát triển lớn, sản lượng ôtô sản xuất trong nước và ôtô nhập khẩu không ngừng tăng lên, các công ty ôtô trong nước và các liên doanh với các tập đoàn ôtô nước ngoài được mở rộng về quy mô và số lượng, cùng với đó là những kỹ thuật tiên tiến hàng đầu thế giới được áp dụng trên ôtô cũng đã có mặt. Vì vậy việc tìm hiểu các kỹ thuật này và lập các quy trình chuẩn đoán, sửa chữa, bảo dưỡng để từ đó có thể thiết kế mới hoặc cải tiến là nhiệm vụ của các kỹ sư ngành cơ khí ôtô. Với mục tiêu như vậy tôi đã chọn để thực hiện đồ án:
“Khai thác động cơ 4JH1 trên xe ISUZU’’
Bằng những kiến thức đã được học trong nhà trường, cùng với sự hướng dẫn tận tình của giảng viên hướng dẫn và sự quan tâm của khoa ô tô đã giúp tôi hoàn thành đồ án này. Vì kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện đồ án không tránh khỏi những sai soát, mong nhận được sự quan tâm, góp ý của các thầy để đồ án của tôi được hoàn thiện hơn.
Đồ án tốt nghiệp gồm 3 phần:
A. Phần mở đầu
B. Phần nội dung
Chương 1: Phân tích kết cấu động cơ 4JH1 trên xe ISUZU.
Chương 2: Nghiên cứu hệ thống tăng áp động cơ ISUZU 4JH1.
Chương 3: Nghiên cứu hệ thống nhiên liệu common rail trên xe ISUZU.
Chương 4: Quy trình khai thác, bảo dưỡng, sửa chữa động cơ 4JH1.
C. Kết luận và kiến nghị.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn thầy: Ths ………………, các thầy trong khoa ô tô đã giúp tôi hoàn thành đồ án này.
CHƯƠNG 1
PHÂN TÍCH KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 4JH1 TRÊN XE ISUZU
1.1. Thông số động cơ
Động cơ 4JB1 2.8L với 4 xy lanh thẳng hàng với bơm nhiên liệu cao áp VE Bosch được lắp đặt trên các dòng xe Nseries từ năm 2002.
Do các yêu cầu về khí thải ngày càng tăng nên động cơ 4JJ1 3.0L sử dụng hệ thống nhiên liệu common rail được áp dụng trên các phiên bản xe từ những năm 2007, 2008.
Để làm giảm sự ô nhiễm do khí thải trên động cơ 4JB1 và nhu cầu của các nước đang phát triển đòi hỏi độ bền của động cơ phải tốt hơn. Động cơ 4JH1 trang bị hệ thống nhiên liệu common rail vừa được phát triển để đáp ứng nhu cầu này.
Những điểm nổi bật chính của động cơ 4JH1 mới được liệt kê dưới đây:
- Hệ thống phun nhiên liệu điều khiển điện tử áp suất cao.
- Cơ cấu phân phối khí dùng đũa đẩy (OHV).
- Cơ cấu phân phối khí dẫn động bằng bánh răng.
- Hệ thống xông buồng đốt động cơ điều khiển bằng điện tử.
Động cơ ISUZU 4JH1 là loại động cơ diesel 4 kỳ 4 xilanh được đặt thẳng hàng và làm việc theo thứ tự 1-3-4-2. Hệ thống nhiên liệu diesel phun trực tiếp mỗi xilanh được bố trí 2 xupáp được dẫn động từ trục cam được bố trí ở thân máy.
1.2. Nhóm chi tiết đứng yên.
1.2.1. Nắp máy.
Nắp máy là nơi bố trí đường nạp, đường thải, khoang chứa nước làm mát, đường dầu bôi trơn, đồng thời làm giá đỡ, ổ đỡ cho một số bộ phận và chi tiết khác. Phía dưới nắp máy có phần lõm để cùng với pít tông, xy lanh tạo nên buồng cháy.
Lưu ý: Bề mặt dưới nắp máy không được phép mài lại.
Giữa thân máy và nắp quy lát đặt một giăng gọi là nắp quy lát. Tấm gioăng này có tác dụng ngăn khí cháy, nước làm mát, dầu không rò rỉ giữa thân máy và nắp quy lát. Nó phải chịu được áp suất, chịu nhiệt và có độ đàn hồi.
1.2.2. Thân máy.
Thân máy là giá đỡ cho hầu hết các cụm, cơ cấu, hệ thống của động cơ. Thân máy được làm từ gang, có cấu trúc với độ cứng vững cao và bố trí các gân chịu lực phù hợp.
Ống lót xy lanh khô được mạ crôm. Loại cỡ ống lót được đóng trên mặt trên của thân máy. Loại cỡ bạc lót cổ trục được đóng trên bề mặt dưới của thân máy.
1.3. Nhóm chi tiết chuyển động.
1.3.1. Nhóm pít tông.
a. Pít tông.
Pít tông có tác dụng nhận lực khí thể làm quay trục khuỷu và nhận lực từ trục khuỷu để thực hiện các quá trình nạp, nén, xả.
Pít tông được làm từ hợp kim nhôm. Chốt piston được làm lệch để làm giảm âm thanh va đập.
Đầu pít tông có 3 rãnh để lắp xécmăng, hai rãnh xécmăng khí ở phía trên và một rãnh xécmăng dầu ở phía dưới.
Đối với rãnh lắp xéc măng nén thứ nhất. Khi nhiệt độ của piston tăng lên, sự giản nở của piston sẽ tăng và nó gây ra tình trạng kẹt piston hoặc dính xéc măng.
Một vật liệu gang đặc biệt được mạ lên rãnh xéc măng trên cùng, rãnh xéc măng này có khả năng tiếp xúc trực tiếp với nhiệt độ cao và nó giúp tăng khả năng chóng mài mòn của rãnh xéc măng.
b. Xéc măng.
Gồm 2 xéc măng khí và xéc măng dầu, có tác dụng bao kín buồng cháy không cho khí lọt xuống đáy dầu, đàu sục lên buồng cháy, đồng thời tạo ra màng dầu mỏng trên thành xy lanh để bôi trơn.
Điều kiện làm việc của xécmăng rất khắc nghiệt, chịu nhiệt độ và áp suất cao, ma sát mài mòn nhiều và chịu ăn mòn hoá học của khí cháy và dầu bôi trơn.
Xéc măng khí số 1 có bề mặt dạng côn, và bề mặt tiếp xúc với vách xy lanh được vát cong nên giảm được lực ma sát.
Xéc măng khí số 2 được vát ở phía dưới, có chức năng gạt màng nhớt được phun trên thành xy lanh xuống.
1.3.2. Nhóm thanh truyền.
Thanh truyền là chi tiết trung gian truyền lực giữa pít tông với trục khuỷu, biến chuyển động tịnh tiến của pít tông thành chuyển động quay của trục khuỷu và ngược lại.
Bạc lót đầu to thanh truyền được chế tạo bằng thép tráng một lớp kợp kim chịu mòn, trên bạc lót có lỗ và rãnh để dẫn dầu bôi trơn và các vấu chống xoay, khi lắp ghép các vấu này bám vào các rãnh trên đầu to, thuận tiện cho việc lắp ráp.
1.4. Cơ cấu phân phối khí.
1.4.1. Nguyên lý làm việc
Cơ cấu phân phối khí dùng đũa đẩy OHV (OverHead Valve) thì trục cam được đặt trong các-te thân máy.
1.4.3. Bộ bánh răng điều phối
a. Bánh răng trục khuỷu (1)
Bánh răng trục khuỷu (30 răng) có một dấu cân “.” tương ứng với dấu trên trên bánh răng trung gian A.
b. Bánh răng trung gian A (2)
Bánh răng trung gian A (43 răng) là bánh răng dùng để truyền động sang bánh răng trung gian B và bánh răng cam. Bạc lót được cung cấp nhớt thông qua trục rỗng. Nó có dấu cân “:” tương ứng với dấu cân trên bánh răng trục cam, và “.:” tương ứng với dấu cân trên bánh răng trung gian B, và “.” tương ứng với dấu trên bánh răng trục khuỷu.
d. Bánh răng trung gian B (4)
Bánh răng trung gian B (52 răng) là bánh răng dùng để truyền lực xoay đến bánh răng bơm cao áp. Nó có dấu cân “.:” tương ứng với dấu trên bánh răng trung gian A và “..” tương ứng với dấu trên bánh răng bơm cao áp.
e. Bánh răng bơm cao áp (5)
Bánh răng bơm cao áp (60 răng) nó được cố định bằng đai ốc và được định vị bằng một khóa với trục truyền động. Bánh răng bơm cao áp có một dấu cân “..” tương ứng với dấu trên bánh răng trung gian B.
1.4.4. Xupap
- Xupáp: được chế tạo bằng thép chịu nhiệt bằng phương pháp rèn dập. Tán nấm xupáp có dạng phẳng, góc vát của xu páp nạp là 450, xu páp thải là 300. Thân xupáp rỗng chứa Natri để cải thiện điều kiện truyền nhiệt từ phần đầu đến thân xupáp. Các xupáp dịch chuyển trong ống dẫn hướng bằng kim loại gốm, các ống này được ép vào nắp máy. Trong ống dấn hướng của xupáp nạp có lắp vòng đệm chắn dầu để hạn chế dầu rơi vào khe hở giữa thân xu páp và ống dẫn hướng.
- Đũa đẩy : được chế tạo kiểu thanh bằng thép hợp kim nhôm hình trụ rỗng, đầu trên của đũa đẩy có lắp đầu tiếp xúc có mặt cầu lõm để tiếp xúc với vít điều chỉnh khe hở nhiệt, đầu dưới của đũa đẩy lắp đầu tiếp xúc có dạng mặt cầu lồi để tiếp xúc với đáy con đội. Các đầu tiếp xúc của đũa đẩy đều được làm bằng thép và ép chặt vào hai đầu của đũa đẩy.
1.5. Hệ thống bôi trơn
1.5.1. Nguyên lí làm việc
a. Nguyên lý làm việc
Bôi trơn bằng phương pháp bôi trơn cưỡng bức sử dụng bơm bánh răng ăn khớp ngoài. Nhớt bôi trơn được bơm từ bơm nhớt đến đường ống nhớt thông qua bộ làm mát nhớt và lọc nhớt. Sau đó được đưa đến các bộ phận cần thiết của động cơ thông qua đường nhớt. Nhớt động cơ không chỉ làm giảm sự ma sát giữa các bộ phận chuyển động mà còn có nhiệm vụ làm mát, làm sạch, làm kín & chống rỉ sét.
Khi nhiệt độ dầu bôi trơn cao hơn 800C làm giảm độ nhớt, van điều chỉnh sẽ mở cho dầu đi qua két làm mát. Van an toàn của bơm đảm bảo áp suất trên toàn hệ thống không đổi. Trong trường hợp đường dầu bôi trơn bị kẹt vì một nguyên nhân nào đó, van an toàn sẽ mở cho dầu xả về lại cácte.
1.5.2. Bơm nhớt
Bơm nhớt loại bánh răng ăn khớp ngoài được sử dụng, nó được lắp trên thân máy và được dẫn động bởi bánh răng trên trục cam.
Bơm nhớt được dẫn động từ trục khuỷu, thông qua các bánh răng trung gian đến trục cam rồi đến bơm nhớt. Van an toàn nhớt được lắp trên thân bơm.
Bơm hoạt động nhờ bánh răng dẫn chủ động quay theo chiều mũi tên và làm cho bánh răng bị động cũng quay theo.
1.4.3. Lọc nhớt và làm mát nhớt
Bộ làm mát nhớt được sử dụng, và nó được bố trí phía bên phải thân máy. Bộ làm mát có chứa mười tấm làm mát. Van điều áp và van an toàn của bộ làm mát nhớt được lắp đặt trên thân. Van điều áp điều chỉnh áp suất nhớt để duy trì áp suất yêu cầu. Van an toàn sẽ mở và đưa nhớt đến đường nhớt trong trường hợp bộ làm mát nhớt bị tắc.
1.5. Hệ thống làm mát
1.5.1. Sơ đồ hệ thống làm mát
Nước từ bình chứa nước, qua két làm mát, được dẫn vào bơm nước, đi vào làm mát động cơ. Trong thời gian chạy ấm máy, nhiệt độ động cơ nhỏ hơn nhiệt độ làm việc của van hằng nhiệt (82o C) thì nước sẽ không qua két làm mát mà đi thẳng đến bơm nước rồi đi vào động cơ. Khi nhiệt độ động cơ lớn hơn nhiệt độ làm việc của van hằng nhiệt thì van sẽ mở ra và cho nước từ động cơ qua két làm mát rồi đến bơm. Như vậy, nước sẽ được tuần hoàn cưỡng bức trong quá trình làm việc của động cơ.
Bình nước phụ để tránh hao hụt nước làm mát và để điều khiển áp suất bên trong của kết nước, nhằm đảm bảo hiệu quả làm mát. Khi động cơ nóng, thể tích nước làm mát giãn nở khoảng 30% khi nhiệt độ lớn hơn 900C và lượng nước giãn nở này sẽ tràn ra vì vậy phần trên của két nước có kích thước thích hợp để đáp ứng sự giãn nở đó.
1.5.2 Hệ thống khởi động
a. Sơ đồ hệ thống khởi động
Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động của động cơ 4JH1 như hình 1.24.
b. Nguyên lý hoạt động
Động cơ sử dụng hệ thống khởi động điện, nguồn khởi động 24V, công suất của động cơ khởi động 2,3 (KW), cường độ dòng của nguồn ắcquy 160 (A.h).
Khi đóng công tắc nguồn 10 và ấn nút khởi động 9, dòng điện lúc này đi từ: (+) ắc qui -> khoá 10 -> nút khởi động 9 -> điểm nối 8 -> cuộn dây W1 và W2 trên rơ le động cơ khởi động → cuộn dây kích từ của động cơ khởi động -> ( -) ắc qui, đóng tiếp điểm 6, kéo đòn điều khiển 5 dịch chuyển qua trái, đẩy cơ cấu bánh răng khởi động ăn khớp với bánh răng trục khuỷu, dòng điện từ (+) ắcqui -> đĩa tiếp điểm 6--> cuộn dây của động cơ khởi động, động cơ khởi động quay kéo bánh răng trục khuỷu quay và động cơ chính được khởi động.
1.5.3. Hệ thống tăng áp
Hệ thống tăng áp trên động cơ 4JH1 là loại tăng áp kiểu tua bin khí, được làm mát trung gian. Bộ turbo tăng áp gồm hai phần chính là tua bin và máy nén khí, cùng với các cơ cấu phụ khác như bạc đỡ trục, thiết bị bao kín, hệ thống bôi trơn và làm mát.
Tua bin tăng áp trên động cơ là loại tua bin tăng áp hướng kính, máy nén dùng để tăng áp động cơ có nhiệm vụ biến đổi cơ năng thành năng lượng của dòng khí tạo ra áp suất nào đó để cung cấp vào xilanh động cơ. Loại máy nén trên động cơ 4JH1 là loại máy nén ly tâm.
CHƯƠNG 2
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TĂNG ÁP ĐỘNG CƠ ISUZU 4JH1
2.1. Mục đích của tăng áp động cơ
2.1.1. Mục đích tăng áp
Nhằm mục đích tăng công suất cho động cơ đốt trong người ta phải tìm cách tăng khối lượng nhiên liệu cháy ở cùng một đơn vị dung tích xilanh trong một đơn vị thời gian, là tăng lượng nhiệt phát ra trong một không gian và thời gian cho trước.
Mục đích cơ bản của tăng áp cho động cơ đốt trong là làm tăng công suất nhưng đồng thời tăng áp cũng cải thiện được một số chỉ tiêu sau:
+ Giảm thể tích toàn bộ của ĐCĐT ứng với một đơn vị công suất;
+ Giảm trọng lượng riêng của toàn bộ động cơ ứng với một đơn vị công suất;
+ Giảm giá thành sản xuất ứng với một đơn vị công suất;
+ Hiệu suất của động cơ tăng, đặc biệt là khi tăng áp tua bin khí, do đó suất tiêu hao nhiên liệu giảm;
2.2. Sơ đồ hệ thống tăng áp động cơ ISUZU 4JH1
Động cơ 4JH1 sử dụng hệ thống tăng áp bằng turbo loại RHF5, turbo do hãng Ishikawajima-Harima chế tạo. Cụm turbo tăng áp bao gồm một tua bin dạng hướng kính và một máy nén dạng ly tâm, bộ làm mát trung gian khí nạp và các ổ đỡ. Về cơ bản hệ thống tăng áp của động cơ bao gồm: bầu lọc không khí, bộ tua bin khí, van giảm áp và bộ phận chấp hành.
+ Nguyên lý làm việc: Khí thải từ động cơ 1 không thải trực tiếp ra môi trường mà tiếp tục theo đường ống thải đi vào khoang tua bin và làm quay bánh tua bin của cụm turbo tăng áp, do kết cấu đồng trục nên khi tua bin quay làm máy nén quay theo. Máy nén hút không khí từ môi trường qua bầu lọc 8, theo đường ống 7 qua cửa nạp vào máy nén, nén không khí có áp suất P0 (áp suất khí trời) lên đến áp suất Pk và nạp vào động cơ trong mỗi chu trình công tác.
Bộ làm mát khí nạp (intercooler) được làm bằng nhôm và được lắp ở phía trước của bộ tản nhiệt. Bộ làm mát khí nạp giúp tăng công suất hoạt động của động cơ. Khí nạp sau khi tăng áp từ turbo có nhiệt độ & áp suất cao hơn không khí nạp thông thường. Làm mát không khí nạp làm cho hiệu suất động cơ và công suất động cơ cao hơn.
2.3. Hệ thống nạp động cơ ISUZU 4JH1
Kết cấu của hệ thống nạp ảnh hưởng rất lớn đến hệ số nạp của động cơ. Vì thế hệ số nạp đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến công suất động cơ.
2.3.1. Nguyên lý làm việc của hệ thống nạp động cơ ISUZU 4JH1
Quá trình nạp trong các xilanh động cơ được thực hiện khi piston đi từ ĐCT đến ĐCD. Góc mở sớm xupáp nạp 24,50, góc đóng muộn xupáp nạp 55,50.
Sơ đồ pha phân phối khí kỳ nạp của động cơ 4JH1 turbo được biểu diễn hình 2.3. Khi động cơ làm việc không khí ở môi trường có áp suất P0, nhiệt độ T0, tốc độ C0, được hút vào máy nén 2.
2.3.2. Đặc điểm kết cấu các bộ phận trong hệ thống nạp
+ Bầu lọc không khí: Động cơ 4JH1 sử dụng loại bầu lọc bằng giấy (lọc khô). Không khí từ môi trường ngoài đi qua bầu lọc. Những chất bẩn được giữ lại, không khí sạch đi vào máy nén được nén đến một áp suất cần thiết rồi được đưa vào xilanh động cơ.
+ Máy nén khí nạp: Bộ turbo tăng áp động cơ 4JH1 turbo sử dụng máy nén ly tâm, bánh công tác của máy nén được lắp đồng trục với trục bánh công tác của tua bin khí xả và được tua bin khí dẫn động.
2.5. Đặc điểm kết cấu hệ thống tăng áp động cơ ISUZU 4JH1
2.5.1. Bộ turbo tăng áp
a. Tua bin RHF5
- Nguyên lý làm việc:
Tua bin trong bộ turbo tăng áp RHF5 là loại hướng kính, nó như một động cơ (nguồn động lực) dùng để chuyển năng lượng của sản vật cháy có áp suất và nhiệt độ nhất định thành công cơ học dẫn động máy nén khí.
- Đặc điểm cấu tạo và nhiệm vụ của các bộ phận chính của tua bin
+ Vỏ tua bin
Vỏ của tua bin RHF5 không lắp cánh, vỏ tua bin luôn tiếp xúc với khí xả động cơ có nhiệt độ cao nên nó được chế tạo bằng gang hợp kim chịu nhiệt.
+ Trục tua bin RHF5 được đúc liền với cánh tua bin, nó có tác dụng dẫn động máy nén quay theo tua bin. Vì tốc độ quay của trục tua bin rất lớn từ (20000 ÷ 100000) v/ph nên giữa trục và bạc lót, ống lót phải được bôi trơn bằng dầu cấp từ động cơ.
b. Vỏ giữa turbo RHF5
Vỏ giữa là bộ phận rất quan trọng của turbo RHF5, nó được đúc bằng gang hợp kim. Vỏ giữa đỡ cánh tua bin và cánh nén thông qua trục và các ổ đỡ, vỏ giữa là nơi bố trí hệ thống làm mát và hệ thống bôi trơn cho turbo.
d. Bạc lót, bạc chặn, ống lót trục turbo RHF5
Do cánh tua bin và cánh máy nén của turbo RHF5 quay ở tốc độ rất cao nT = 68202 (vòng/phút) nên các bạc lót, bạc chặn được chế tạo bằng thép hợp kim và ổ trục tự lựa chế tạo bằng hợp kim đồng, được lắp theo kiểu lắp lỏng hoàn toàn (bạc bơi) vì thế phải sử dụng các ổ trục tự lựa hoàn toàn để hấp thụ các rung động của trục và bôi trơn trục. Những ổ này được bôi trơn bằng dầu động cơ và quay tự do giữa trục và vỏ giữa, nhằm giảm ma sát cho phép trục quay với tốc độ cao.
f. Hệ thống bôi trơn và làm mát trong bộ turbo RHF5
Hệ thống bôi trơn của bộ turbo được tích hợp với hệ thống bôi trơn của động cơ chính, để bôi trơn các ổ đỡ bên trong vỏ giữa. Dầu động cơ được cấp đến từ ống dầu vào và tuần hoàn giữa các ổ đỡ. Sau khi bôi trơn ổ đỡ, dầu chảy qua ống dầu ra và về cácte của động cơ.
g. Cảm biến lưu lượng khí nạp
Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy được sử dụng trong động cơ để phát hiện lượng không khí nạp vào. Cảm biến tích phân kiểu đo nhiệt độ có cơ sở đo và khuếch đại tín hiệu. Bộ phận thu tin của cảm biến dạng sợi bạch kim. Để làm sạch cás sợi này (sau khi tắt động cơ) dùng dòng điện 40 mA từ ECU động cơ để đốt nóng trong 1 phút. Cảm biến cho phép xác định khối lượng không khí nạp vào động cơ và tính toán điểm làm việc điều khiển theo chu kỳ cung cấp không khí cho xilanh.
CHƯƠNG 3
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAI TRÊN XE ISUZU
3.1. Công dụng.
Hệ thống nhiên liệu có nhiệm vụ hút dầu từ thùng chứa, lọc sạch và tạo áp lực cao phun vào buồng đốt của động cơ dưới dạng sương mù đúng thời điểm và lượng.
3.2. Yêu cầu.
Đảm bảo lượng nhiên liệu dự trữ cho xe hoạt động trong một thời gian dài theo quy định của nhà sản xuất.
Hệ thống lọc phải lọc được nước và các tạp chất cơ học có hại lẫn trong nhiên liệu để đảm bảo tuổi thọ các cụm chi tiết.
3.4. Nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu.
Động cơ quay làm quay bơm cáo áp (6), bơm cao áp quay tạo lực hút, hút dầu từ thùng chứa (1) vào lọc (2), vào bơm cao áp, bơm cao áp nhồi dầu lên buồng tích áp (10) tới vòi phun (14), và chờ tại các đầu vòi phun ở áp suất rất cao,đồng thời lúc này tín hiệu từ cảm biến vị trí trục cam và cảm biến tốc độ trục cơ, (và một số cảm biến khác trên động cơ như cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến nhiệt độ khí nạp, cảm biến áp suất khí nạp, cảm biến áp suất khí tăng áp, cảm biến nhiệt độ nhiên liệu, cảm biến áp suất dầu diesel trong common rail, cảm biến vị trí chân ga)…
3.5. Kết cấu các phần tử của hệ thống nhiên liệu.
Kết cấu hệ thống nhiên liệu Common Rail chia thành hai đường: Đường áp suất thấp và đường áp suất cao.
3.5.1. Đường áp suất thấp.
Đường áp suất thấp có nhiệm vụ lọc nhiên liệu và đưa nhiên liệu lên vùng cao áp, bao gồm các bộ phận: thùng chứa nhiên liệu, các đường ống nhiên liệu áp suất thấp, lọc nhiên liệu, bơm tiếp vận.
3.5.2. Đường áp suất cao.
Đường áp suất cao có nhiệm vụ tạo ra một áp nhiên liệu cao không đổi trong đường ống tích áp và phun nhiên liệu vào buồng cháy động cơ, bao gồm:
Bơm cao áp với van điều khiển áp suất, đường ống nhiên liệu áp suất cao, (tức ống phân phối đóng vai trò của bộ tích áp suất cao cùng với cảm biến áp suất nhiên liệu, van giới hạn áp suất), vòi phun.
3.6. Phần điều khiển phun nhiên liệu.
Phần điều khiển phun nhiên liệu bao gồm:
+ Các cảm biến (tín hiệu ngõ vào).
+ Bộ điều khiển động cơ ECU.
+ Bộ điều khiển EDU.
+ Các tín hiệu điều khiển chính từ ECU (tín hiệu ra).
+ Các bộ công tác (cơ cấu chấp hành).
CHƯƠNG 4
QUY TRÌNH KHAI THÁC, BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ 4JH1
4.1. Bảo dưỡng động cơ
4.1.1. Các cấp bảo dưỡng và những việc thực hiện:
Công việc bảo dưỡng được chia làm 2 cấp, nếu bảo dưỡng cả ôtô công việc bảo dưỡng được thực hiện nhiều công đoạn, đối với động cơ trong phần bảo dưỡng thường thực hiện những việc sau:
a. Bảo dưỡng hàng ngày
- Kiểm tra sự làm việc ổn định của động cơ.
- Kiểm tra mức dầu bôi trơn của động cơ.
- Kiểm tra mức nước làm mát, dung dịch ắc qui...
b. Bảo dưỡng định kì
- Chu kì bảo dưỡng:
Tùy thuộc vào tình trạng động cơ và điều kiện làm việc mà chu kì bảo dưỡng có thể khác nhau.
- Bước thực hiện:
+ Kiểm tra, chẩn đoán trạng thái kỹ thuật của động cơ và các hệ thống liên quan.
+ Tháo bầu lọc dầu thô, xả cặn, rửa sạch. Tháo và kiểm tra rửa bầu lọc dầu li tâm. Thay dầu bôi trơn cho động cơ, máy nén khí theo chu kỳ, bơm mỡ vào ổ bi của bơm nước. Kiểm tra áp suất dầu bôi trơn.
+ Kiểm tra độ rơ trục bơm nước, puli dẫn động...
+ Kiểm tra áp suất xi lanh động cơ. Nếu cần phải kiểm tra độ kín khít của supáp, nhóm pittông và xi lanh.
+ Kiểm tra độ rơ của bạc lót thanh truyền, trục khuỷu nếu cần.
+ Kiểm tra, xiết chặt giá đỡ bơm cao áp, vòi phun, bầu lọc nhiên liệu, các đường ống cấp dẫn nhiên liệu, giá đỡ bàn đạp ga.
4.1.2. Thao tác trong quá trình bảo dưỡng.
a. Nhận dạng động cơ.
Số seri của động cơ được dáng vào phía trước bên trái của thân động cơ.
b. Bảo dưỡng lọc khí.
Thủ tục làm sạch bộ phận này sẽ khác nhau tùy thuộc vào điều kiện của bộ phận đó.
- Phần tử lọc bằng giấy có tẩm dầu.
Không yêu cầu bảo dưỡng đến khi khoảng thời gian thay thế được đạt tới. Đừng bao giờ cố gắng làm sạch lọc,sẽ không có vấn đề gì xảy ra do phần tử lọc bi dơ. Loại lọc này được thiết kế dể cung cấp hiệu quả lọc bình thường đến khi đến hạn thay thế.
d. Bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu
- Thao tác thay lọc dầu.
+ Đặt một ít vải vụn ở dưới để thấm dầu tràn.
+ Tháo lọc bằng cách quay ngược chiều kim đồng hồ dụng cụ tháo lọc.
- Sử dụng dụng cụ kiểm tra vòi phun để kiểm tra áp lực mở vòi phun và điều kiện hạt phun ra. Nếu áp suất mở ở trên hoặc ở dưới giá trị qui định,vòi phun phải được thay thế hoặc điều chỉnh lại.
- Áp suất mở qui định: 18143kPa.
e. Hệ thống làm mát.
- Mức nước làm mát
- Kiểm tra mực nước làm mát và làm đầy thùng chứa két nước khi cần thiết.
- Nếu mực nước rơi xuống múc Min,kiểm tra sự rò rỉ trong hệ thống làm mát sau đó thêm đủ nước làm mát đến mức Max.
4.2. Những hư hỏng hệ thống tăng áp và biện pháp khắc phục
4.2.1. Xác định các hư hỏng và biện pháp khắc phục
Việc xác định các hư hỏng của hệ thống tăng áp là rất quan trọng, nó liên quan lớn tới nhiều chỉ tiêu của động cơ. Do đó người thợ sửa chữa phải tuân thủ rất nghiêm ngặt quy trình sửa chữa theo đúng tuần tự sau:
+ Tìm hiểu các biểu hiện của động cơ;
+ Xác định hư hỏng;
+ Chỉ tác động vào cụm TB-MN khi đã xác định rõ ràng sự cố của động cơ là do cụm TB-MN gây ra.
4.2.2. Động cơ khó tăng tốc, tụt công suất hoặc tiêu hao nhiên liệu lớn
Nguyên nhân:
+ Áp suất tăng áp quá thấp;
+ Tắc hệ thống nạp khí;
+ Rò rỉ trong hệ thống nạp khí;
Khắc phục:
+ Dùng đồng hồ đo áp suất khí tăng áp. Nếu áp suất tăng áp không đạt giá trị yêu cầu thì chuyển sang thực hiện các bước tiếp theo. Giá trị áp suất tăng áp tùy thuộc vào từng loại động cơ.
+ Kiểm tra hệ thống nạp khí: Kiểm tra lọc khí, hiện tượng lọt khí giữa các bích nối của đường nạp vào máy nén hoặc giữa MN với động cơ, sự đóng cặn trên đường nạp,...
4.2.3. Có tiếng ồn bất thường
- Nguyên nhân:
+ Có hiện tượng của các chi tiết lắp ghép với cụm TB-MN hoặc với bản thân nó;
+ Ống xả bị rò hoặc rung động;
+ Sai lệch điều kiện vận hành của TB-MN.
4.2.4. Tiêu hao dầu lớn và khói xanh
Nguyên nhân:
Do hư hỏng các đầu nối với cụm TB-MN hoặc do mòn bạc lắp trên trục cụm TB-MN.
Khắc phục:
Kiểm tra sự lọt dầu của hệ thống thải: Tháo ống nối đầu vào của TB xem có sự tích tụ của muội than trên cánh TB. Sự tích tụ muội than ở đây là do cháy dầu sinh ra.
4.3. Phân tích các hư hỏng của hệ thống tăng áp
4.3.1. Thiếu dầu
Việc thiếu dầu sẽ có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc bình thường của các ổ trục, sự quay của các rôto, các đệm làm kín, thậm chí có thể làm gẫy trục hoặc gây ra các sự cố lớn.
4.3.3. Dầu bẩn
Dầu bôi trơn cụm TB-MN thường được lấy từ động cơ sau khi đã được lọc sạch. Nếu dầu bẩn sẽ dẫn tới chất lượng bôi trơn không đảm bảo, có thể làm tắc các đường ống dẫn dầu gây ra hiện tượng thiếu dầu hoặc làm cào xước, bào mòn các bề mặt ma sát.
4.4. Kiểm tra hệ thống tăng áp của động cơ
4.4.1. Kiểm tra hệ thống nạp khí
Kiểm tra sự rò rỉ hay tắc kẹt của đường ống nối giữa lọc khí và đường nạp, đường nạp với cụm TB-MN cũng như giữa cụm TB-MN với đường ống nối với động cơ... các hư hỏng trong hệ thống này cần được khắc phục tương xứng như sau:
+ Tắc lọc khí: Làm sạch hoặc thay thế;
+ Vỏ bị hư hỏng hoặc biến dạng: Sửa chữa hoặc thay thế;
+ Rò rỉ tại các đầu nối: Kiểm tra các đầu nối và sửa chữa;
4.4.2. Kiểm tra hệ thống thải
Kiểm tra sự rò rỉ hay tắt kẹt của đường ống nối giữa động cơ với đầu vào cụm TB-MN và giữa đầu ra của cụm này với đường thải.
+ Biến dạng các phụ kiện: Sửa chữa và thay thế;
+ Vật lạ rơi vào các rãnh: Vệ sinh các rãnh;
4.5. Các chú ý khi sử dụng hệ thống tăng áp
Không dừng động cơ ngay sau khi ôtô vận hành ở tốc độ cao, tải lớn hoặc leo dốc để tránh trường hợp bơm dầu của động cơ bị cắt dẫn tới thiếu cung cấp cho các bề mặt ma sát của hệ thống tăng áp vốn đang làm việc ở tốc độ rất cao. Hiện tượng này có thể gây ra cháy TB hoặc gây hư hỏng nặng cho cụm TB-MN. Do đó cần phải có thời gian chạy không tải động cơ khoảng (20÷120)s trước khi dừng động cơ. Thời gian chạy không tải dài hay ngắn tùy thuộc vào mức độ hoạt động của động cơ trước khi quyết định dừng.
Kết luận chương 4: Động cơ 4JH1 là một trong nhiều sản phẩm của hãng ISUZU, quy trình bảo dưỡng của xe được hãng đưa ra dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật của xe và quy định của nhà nước bản địa.
Qua đây ta có thể thấy được các hạng mục cần thiết phải làm, lịch bảo dưỡng động cơ định kỳ thường xuyên và những công viêc ưu tiên khi bảo dưỡng động cơ 4JH1 nói riêng và các loại động cơ trên các dòng xe khác nói chung nhằm nâng cao tuổi thọ và khai thác đạt hiệu quả cao nhất các tính năng của xe. Đồng thời chương III cung cấp một số hư hỏng thường gặp trên động cơ và cách khắc phục để mỗi người ai cũng có thể dùng như một cuốn sổ tay sửa chữa thông thường.
KẾT LUẬN
Qua quá trình làm đồ án tốt nghiệp, sau một thời gian dài nghiên cứu thực tế, các giáo trình, tài liệu chuyên ngành, cùng với sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy giáo: Thiếu tá, Ths ………………., các thầy giáo trong Khoa Ô tô và các đồng chí trong lớp, đồ án tốt nghiệp “Khai thác động cơ 4JH1 trên xe ISUZU” đã được hoàn thành đúng thời gian và đảm bảo chất lượng. Thông qua quá trình tìm tòi, nghiên cứu về động cơ, tôi đã:
1. Hiểu đặc điểm kết cấu động cơ.
2. Hiểu đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống tăng áp.
2. Nắm được quy trình khai thác, bảo dưỡng và sửa chữa động cơ 4JH1.
Do điều kiện thời gian, điều kiện thực tế cũng như khả năng có hạn của bản thân nên đồ án không tránh khỏi những sai sót, vì vậy kính mong được sự đóng góp của các thầy. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo: Ths ………………., cùng các thầy giáo trong Khoa Ô tô đã giúp đỡ và tạo điều kiện để tôi hoàn thành nhiệm vụ trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
TPHCM, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
....................
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Vũ Đức Lập, “ Sổ tay tra cứu tính năng kỹ thuật ôtô”. Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội năm 2005.
[2]. Ths Trần Quốc Toản “Giáo trình bảo dưỡng kỹ thuật Ôtô tập 1,2”. Trường sỹ quan kỹ thuật quân sự. TP HCM năm 2010.
[3]. Ths Trần Quốc Toản “Giáo trình sữa chữa Ôtô tập 1,2”. Trường sỹ quan kỹ thuật quân sự. TP HCM năm 2010.
[4] .Ths Trần Quốc Toản “Kết cấu tính toán động cơ”. Trường sỹ quan kỹ thuật quân sự. TP HCM năm 2010.
[5]. Nguyễn Tất Tiến “Nguyên lí Động cơ đốt trong”. Nhà xuất bản Giáo Dục năm 2010.
[6]. ISUZU “ĐỘNG CƠ 4JH1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc”. ISUZU MOTORS LIMITED SERVICE MARKETING DEPARTMENT. Tokyo, Japan năm 2015.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"