MỤC LỤC

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

LỜI NÓI ĐẦU.. ..............................................................................................................................................................................3

Chương 1. KHÁI QUÁT ĐỘNG CƠ A25A - FKS 2.5 TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2018............................................................4

1.1. Giới thiệu chung………………………………………………………......................................................................................….4

1.1.1. Giới thiệu xe Toyota Camry 2018 được trang bị động cơ A25A - FKS 2.5...........................................................................4

1.1.2. Giới thiệu động cơ Toyota A25A - FKS 2.5...........................................................................................................................5

1.2. Các cơ cấu cơ khí của động cơ Toyota A25A- FKS 2.5..........................................................................................................7

1.2.1.  Nhóm các chi tiết cố định....................................................................................................................................................7

1.2.2. Nhóm các chi tiết chuyển động............................................................................................................................................11

1.3. Một số hệ thống chính trên động cơ A25A - FKS 2.5.............................................................................................................15

1.3.1. Hệ thống phân phối khí.......................................................................................................................................................15

1.3.2. Hệ thống bôi trơn.................................................................................................................................................................20

1.3.3. Hệ thống làm mát................................................................................................................................................................24

1.3.4. Hệ thống nhiên liệu.............................................................................................................................................................29

1.3.5. Hệ thống đánh lửa...............................................................................................................................................................37

1.3.6. Hệ thống điều khiển............................................................................................................................................................38

Chương 2. KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC TRÊN ĐỘNG CƠ A25A - FKS...........................................................43

2.1. Khảo sát động lực học piston bằng phầm mềm Geogebra...................................................................................................43

2.1.1. Chuyển vị piston x..............................................................................................................................................................43

2.1.2. Vận tốc piston ....................................................................................................................................................................45

2.1.3. Gia tốc piston j....................................................................................................................................................................48

2.2. Tính toán động lực học..........................................................................................................................................................51

2.2.1. Vẽ đồ thị công P-V của động cơ và quy dẫn khối lượng....................................................................................................51

2.3. Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền của động cơ A25A-FKS 2.5 bằng phần mềm Autodesk Inventor Pro 2018.........71

Chương 3. BẢO DƯỠNG CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ A25A - FKS TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2018......................................79

3.1. Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng động cơ................................................................................................................................79

3.1.1. Tổng quan..........................................................................................................................................................................79

3.1.2. Lập quy trình bảo dưỡng và sửa chữa động cơ A25A - FKS.............................................................................................80

3.2. Chẩn đoán một số hư hỏng thường gặp và cách khắc phục................................................................................................88

3.2.1. Phương pháp chẩn đoán....................................................................................................................................................88

3.2.2. Một số hư hỏng..................................................................................................................................................................94

KẾT LUẬN..................................................................................................................................................................................100

TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................................................................................100

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, những 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, 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: Trung tá, Ths ………………., tôi sẽ thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu khai thác động cơ A25A - FKS 2.5 trên xe Toyota Camry 2018”.

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

                                                                                                                                                     Học viên thực hiện

                                                                                                                                                     ………………

Chương 1

KHÁI QUÁT ĐỘNG CƠ A25A - FKS 2.5 TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2018

1.1. Giới thiệu chung

1.1.1. Giới thiệu xe Toyota Camry 2018 được trang bị động cơ A25A – FKS 2.5

Toyota Camry 2018 là một trong những mẫu xe sedan hạng sang được yêu thích nhất trên thị trường hiện nay. Với thiết kế đẹp mắt, tiện nghi và an toàn, cùng với động cơ mạnh mẽ và vận hành êm ái, Toyota Camry 2018 đã thu hút được sự quan tâm của rất nhiều người. Toyota Camry đã gặp khó khăn trong việc cạnh tranh với Mazda 6 trong phân khúc sedan hạng D tại thị trường Việt Nam. Tuy nhiên, Camry 2018 vẫn giữ được ưu thế vượt trội so với các đối thủ khác trong cùng phân khúc. Với thiết kế hấp dẫn, không gian rộng rãi và khả năng vận hành ổn định, Camry 2018 là một lựa chọn tuyệt vời cho những ai đang tìm kiếm một chiếc sedan hạng D đáng tin cậy.

1.1.2. Giới thiệu động cơ Toyota A25A - FKS 2.5

Được giới thiệu trên Toyota Camry vào tháng 6 năm 2017, A25A - FKS 2.5 là dòng động cơ được phát triển theo chiến lược phát triển theo chiến lược kiến trúc toàn cầu mới của Toyota (Toyota New Global Architecture). Động cơ có thể chạy bằng  xăng hoặc ethanol và có thể kết hợp với động cơ điện trong hệ dẫn động hybrid. Các động cơ này được phát triển cùng với dòng nền tảng xe TNGA, như một phần trong nỗ lực của toàn công ty nhằm đơn giản hóa các phương tiện do Toyota sản xuất.

Động cơ này được phát triển nhằm đạt được cả hiệu suất lái xe và hạn chế ô nhiễm môi trường đồng thời có hiệu suất cao và mức tiêu thụ nhiên liệu thấp cũng như có "cảm giác lái trực tiếp, hiệu suất tăng tốc mượt mà và dễ chịu".

Cụ thể, thiết kế đầu xi-lanh và cổng nạp giúp cải thiện dòng khí nạp xoáy để tăng lượng khí nạp – phần lớn lưu lượng nạp đi qua phần van gần đường tâm xi-lanh nhất. Các phương pháp bao gồm:

+ Mở rộng góc kẹp van. Góc giữa đường tâm van nạp và xả là 41 độ – thiết kế trước đó là 31 độ.

+ Điều khiển van biến thiên thủy lực trên cả trục cam nạp và trục cam xả.

+ Động cơ chu trình Atkinson có độ nén điều tiết rất cao .

+ Tỷ lệ hành trình S/D.

+ Thay đổi hình dạng đầu cổng và mở rộng đường kính bên trong.

+ Ứng dụng hệ thống D-4S (kim phun nhiều lỗ) để đạt được "đốt cháy tốc độ cao", mang lại hiệu suất nhiệt trên 40%.

1.2. Các cơ cấu cơ khí của động cơ Toyota A25A - FKS 2.5

1.2.1. Nhóm các chi tiết cố định

1.2.1.1. Thân máy

Thân máy được làm bằng nhôm (hợp kim nhẹ) có độ bền cao, với kết cấu bề mặt bên ngoài không bằng phẳng với nhiều gân cứng làm tăng diện tích tiếp xúc giúp tản nhiệt tốt và tăng độ bền cho thân máy.

Áo nước làm mát được bố trí theo kiểu ống lót ướt và nằm dọc theo 2 bên thân xylanh nhưng không bố trí ở đầu xylanh số 1, điều này làm giảm chiều dài cho thân máy nhưng cũng đặt ra yêu cầu nhiều hơn cho hệ thống làm mát.

1.2.1.2. Nắp máy

Nắp máy động cơ A25A - FKS 2.5 được thiết kế thêm 1 giá riêng để gắn các trục cam, điều này giúp đơn giản quá trình chế tạo và lắp đặt tuy nhiên sẽ tạo thêm nhiều khớp nối làm tăng nguy cơ hư hỏng và tập trung ứng suất.

Phần nắp đậy của đầu xy-lanh được làm bằng hợp kim và có đường dẫn dầu bôi trơn cho các cò đẩy giúp giảm tiếng ồn trong quá trình động cơ hoạt động.

1.2.1.3. Ống lót xy-lanh

Ống lót xy-lanh được làm bằng hợp kim gang và được ghép trực tiếp vào thân máy. Bề mặt ống lót có kết cấu kim loại xếp nghiêng so với chiều chuyển động của Pít tông cho khả năng giữ dầu tốt, tăng độ liên kết giữa phân tử dầu và mặt ống lót giúp giảm ma sát, tăng làm kín cho xylanh.

1.2.2. Nhóm các chi tiết chuyển động

1.2.2.1. Pít tông

Pít tông được làm bằng nhôm, có thành trong mỏng. Đỉnh pít tông dạng hình chêm, được khoét 4 lỗ. Rãnh xéc măng hơi số 1 được chèn thêm 1 lớp gang xám theo cấu trúc austenit (Ni-resist) cho độ cứng tốt, giảm chấn và một số khả năng chống ăn mòn. Các cạnh của xéc măng được phủ một lớp DLC (Diamond like Carbon) làm tăng thêm độ cứng, khả năng chống mài mòn và độ bóng.

Cấu tạo bên trong của pít - tông có cấu tạo khá đặc biệt khi tạo một góc nghiêng tại vị trí lắp đặt giúp phân bố tải trọng tốt hơn đến chốt pít – tông ở hành trình giãn nở

1.2.2.3. Cơ cấu lệch tâm

Tâm trục khuỷu được bố trí lệch 10mm so với đường tâm của xylanh giúp giảm thành phần lực bên do pít tông tác dụng lên thành xylanh, giảm ma sát và mài mòn cho xylanh

Thanh truyền được bố trí lệch 10mm so với đường tâm của xylanh giúp giảm thành phần lực bên do pít tông tác dụng lên thành xylanh, giảm ma sát và mài mòn cho xylanh.

1.3. Một số hệ thống chính trên động cơ A25A - FKS 2.5.

1.3.1. Hệ thống phân phối khí.

Hệ thống phân phối khí được thiết kế kiểu DOHC với 2 trục cam và 16 van nạp xả được dẫn động bằng xích con lăn (bước xích 8mm) có bộ điều chỉnh độ căng xích tự động bằng thủy lực.

Van điều khiển VVT-iE (Variable Valve Timing - intelligent Electric) cho phép điều chỉnh thông minh chính xác bằng điện.

Các xupap được gia công phủ tia lazer nên thành mỏng xupap mỏng hơn nhưng độ cứng vẫn đảm bảo, điều này làm tăng khả năng truyền nhiệt cho xupap giúp làm mát tốt hơn.

Hệ thống dẫn động xupap được trang bị con đội thủy lực làm giảm tiếng gõ xupap do giãn nở nhiệt giúp động cơ làm việc êm ái hơn.

1.3.2. Hệ thống bôi trơn

Hệ thống bôi trơn kiểu cưỡng bức với bơm dầu Trochoidal có nhiều chế độ hoạt động thông minh khác nhau được điều khiển bởi ECM bằng van điều khiển áp suất dầu tùy vào nhiệt độ, tốc độ động cơ và các thông số khác.

Việc thay đổi vị trí giữa vỏ bơm và roto điều chỉnh được mức áp suất dầu tùy theo chế độ làm việc của động cơ giúp tăng lượng dầu làm mát và bôi trơn tốt hơn cho những vị trí khó bôi trơn, từ đó giúp động cơ bền bỉ, hiệu quả hơn.

1.3.4. Hệ thống nhiên liệu

Hệ thống nhiên liệu phun xăng điện tử mã D-4S có 2 dạng vòi phun, 1 loại áp suất cao phun trực tiếp và 1 loại áp suất thấp phun đa điểm. Từ đây giúp hệ thống nhiên liệu làm việc được ở nhiều chế độ tùy theo tải.

- Chế độ đốt phân tầng. Nhiên liệu được cung cấp tại các cửa nạp ở kỳ xả. Ở hành trình nạp sau khi mở các van trong xi lanh sẽ nhận được hòa khí đồng nhất. Khi kết thúc hành trình nén, nhiên liệu bổ sung được phun trực tiếp vào xi lanh, cho phép làm giàu hỗn hợp gần bugi. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đánh lửa ban đầu, sau đó được phân bổ vào toàn bộ điện tích của hỗn hợp nghèo trong thể tích còn lại của buồng đốt. 

- Chế độ trộn đồng nhất. Nhiên liệu được cung cấp tại các cổng nạp ở các kỳ giãn nở, xả và nạp. Khi bắt đầu hành trình nạp, nhiên liệu bổ sung được phun trực tiếp vào xi lanh và trộn đều với nhiên liệu nạp vào. Hỗn hợp không khí-nhiên liệu đồng nhất được nén và sau đó đốt cháy. Do nhiên liệu phun vào bay hơi, không khí nạp vào xi lanh được làm mát giúp cải thiện việc đổ đầy xi lanh.

- Ở hành trình vào, pít tông di chuyển xuống dưới và nhiên liệu hút vào buồng bơm.

- Khi bắt đầu hành trình nén một phần nhiên liệu được trả về khi van điều khiển mở (áp suất nhiên liệu quy định được thiết lập).

1.3.5. Hệ thống đánh lửa

Hệ thống đánh lửa kiểu bobin đơn với 4 bobin cho 4 máy. Thời điểm đánh lửa sớm cơ bản là -4° đến 40°, lúc khởi động được cố định sớm ở 5°.

Bugi đánh lửa - Denso FC16HR-Q8 - "mỏng" (đường kính ren giảm), đầu điện cực trung tâm làm bằng hợp kim iridium, điện cực nối đất phủ bạch kim, phần ren mở rộng (Long Reach).

1.3.6. Hệ thống điều khiển.

Bộ linh kiện điện tử của A25A không có nhiều khác biệt so với các động cơ trước đây.

- Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF) – loại “dây nóng”, kết hợp với cảm biến nhiệt độ khí nạp.

- Van tiết lưu - điều khiển điện tử hoàn toàn (ETCS): Động cơ DC, cảm biến vị trí không tiếp xúc hai kênh (Hiệu ứng Hall).

- Cảm biến vị trí bàn đạp ga - kênh đôi không tiếp xúc (Hiệu ứng Hall).

- Cảm biến gõ - áp điện băng rộng "phẳng".

- Cảm biến áp suất dầu - thực sự là "cảm biến", không phải là công tắc hai vị trí đơn giản.

Chương 2

KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC TRÊN ĐỘNG CƠ A25A - FKS

2.1. Khảo sát động lực học piston bằng phầm mềm Geogebra

Các thông số cơ bản như bảng 2.1.

2.1.1. Chuyển vị piston x

Ta chọn 1 máy để khảo sát các vị trí của piston. Hình 2.1 thể hiện cơ cấu piston xilanh của 1 máy.

Trong đó m (chiều dài CE) là chuyển vị của piston x phụ thuộc vào góc giữa trục khuỷu và đường tâm trục khuỷu α.

2.1.2. Vận tốc piston

Để tính toán vận tốc piston x ta sử dụng họa đồ vector vận tốc để tính toán trên phần mềm Geogebra.

Ta có:

+ Vận tốc gốc của trục khuỷu ω_O = 6600 vòng/phút = 6600. 2II/60= 690,8 rad/s

+ Vận tốc tiếp tuyến của cổ khuỷu v = ω_O . R = 690,8 . 0,0455 = 31,43 m/s

+ Điểm đặt: tại A

+ Phương, chiều: Vuông góc với AB, theo chiều quay của trục khuỷu (cùng chiều kim đồng hồ)

+ Độ lớn: V_C = 31,43 (m/s)

Qua hình 2.5. ta có:

+ Thanh trượt a thể hiện giá trị của góc α với a có giá trị từ 0 cho đến 720 độ

+ t : là giá trị của vận tốc với 1 mm trên họa đồ bằng 1 m/s

2.1.3. Gia tốc piston j

Theo phương pháp cộng Vector ta có bài toán gia tốc như sau:

- Gia tốc tại điểm A: 

Lập bảng tính gia tốc hướng tâm tại các vị trí 0, 60, 120, 180, 240, 300, 360 để khảo sát giá trị (gia tốc j của piston)

2.2. Tính toán động lực học.

2.2.1. Vẽ đồ thị công P-V của động cơ và quy dẫn khối lượng

2.2.1.1. Thông số ban đầu

Thông số ban đầu như bảng 2.2.

2.2.1.2. Các thông số chọn:

Để tính toán trước hết ta phải lựa chọn các số liệu ban đầu sao cho phù hợp với điều kiện ở Việt Nam.

1. Nhiệt độ môi trường (T₀).

Nhiệt độ môi trường cũng có ảnh hưởng đến quá trình trao đổi khí, giá trị trung bình của T₀ ở nước ta theo thống kê của nhà khí tượng là 24 ⁰C, tức là 297 [⁰K]. Chọn T₀ = 297 [⁰K];

2. Áp suất của môi trường (p₀).

Để tiện sử dụng trong tính toán, người ta thường lấy giá trị của p₀ ở độ cao của mức nước biển là:  p_o = 0,103  [Mpa]

5. Áp suất khí thể cuối qúa trình thải cưỡng bức (p_r).

Tùy theo kiểu động cơ các giá trị của p_r nằm trong khoảng (0,11  0,12). Đối với Động cơ trên xe Toyota với mức độ hoàn thiện đường ống thải, nạp và bộ giảm âm ta chọn p_r = 0,11 [Mpa].

6. Nhiệt độ cuối quá trình thải (T_r).

Với mức độ hoàn thiện của đường ống thải và bộ điều chỉnh góc đánh lửa sớm ta chọn T_r = 1050 [^oK].

8. Hệ số sử dụng nhiệt (x_z).

Động cơ có kết cấu đảm bảo chất lượng tạo hỗn hợp tốt, tốc độ cháy lớn và quá trình cháy hoàn hảo, chất lượng làm mát đảm bảo. Chọn x_z  =  0,85.

9. Chỉ số nén trung bình (n₁).

Động cơ được làm mát tốt, có đường kính xi lanh không lớn và được kiểm nghiệm ở chế độ Me_max với số vòng quay 1700v/ph. Chọn n₁ = 1,35

13. Hệ số điền đầy đồ thị công (φ_đ).

Cơ sở lựa chọn do đồ thị công lý thuyết và đồ thị công thực tế khác nhau về thời điểm góc đánh lửa sớm, góc mở xúp páp thải. Ngoài ra còn sự khác biệt giữa quá trình nén và giãn nở thực tế với các chỉ số đa biến gây ra. Trong tính toán nhiệt động cơ phần hao hụt của đồ thị công thực tế so với đồ thị công lý thuyết được đánh giá bằng hệ số điền đầy đồ thị. Chọn φ_đ = 0,90.

2.2.1.3. Tính toán các quá trình của chu trình công tác:

1. Tính toán quá trình trao đổi khí:

- Mục đích: của việc tính toán quá trình trao đổi khí là xác định các thông số chủ yếu cuối quá trình nạp (ở thời điểm a) như áp suất P_a và nhiệt độ T_a.

- Nhiệt độ cuối quá trình nạp T_a:

Thay số ta được: T_a= 337,5 (⁰K)

- Áp suất cuối quá trình nạp p_a

Thay số ta được: P_a= 0,090 (MPa)

2. Tính toán quá trình nén:

Mục đích của việc tính toán quá trình nén là xác định các thông số như áp suất P_c và nhiệt độ T_c ở cuối quá trình nén, phương pháp chung để tính như sau:

- Áp suất cuối quá trình nén được tính theo công thức:

P_c = P_a  = 0,0918.13^1,35 = 2,875 [MPa]

- Nhiệt độ cuối quá trình nén được tính theo công thức:

T_c  =  337,15.13^1,35-1 = 827,38 [⁰K]

* Tính toán tương quan nhiệt hoá:

- Lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu thể lỏng:

g_C, g_H và Go : là thành phần nguyên tố tính theo khối lượng của các bon, hyđrô và ôxy tương ứng chứa trong 1 Kg nhiên liệu. Trị số này đối với xăng có thể lấy gần đúng theo các giá trị sau: g_C = 0,855; g_H = 0,145; g_O = 0

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

- Lư­ợng không khí thực tế nạp vào xy lanh động cơ ứng với 1 kg nhiên liệu M_t:

Thay số ta được: M_t= 0,537 (Kmol/kgnl)

- Số mol của sản vật cháy M₂ ( Khi a > 1 ) được tính theo công thức

Thay số ta được: M₂= 0,573 (Kmol/kgnl)

* Tính toán t­ương quan nhiệt động:

△Q_T : là tổn thất nhiệt do cháy nhiên liệu không hoàn toàn. Vì  α >1 ta có △Q_T = 0

m_cvc =  20,223 + 1,742.10^-3.T_c

m_cvc =  20,223 + 1,742.10^-3.827,38 = 21,664 (KJ/kmol.do)

- Nhiệt dung mol đẳng tích trung bình của khí thể tại điểm z được xác định theo biểu thức gần đúng :

=> 2,99.10^-3T²_z + 21,982T_z – 88545,972= 0

Giải phương trình bậc 2, loại bỏ nghiệm âm ta có nghiệm sau:

=> T_z  =  2891,15[⁰K]

- Áp suất cuối quá trình cháy được tính theo công thức:

p_z = . p_c = 3,664.2,875 = 10,53  [MPa];

5. Kiểm tra kết quả tính toán:

Sau khi kết thúc việc tính toán các quá trình của chu trình công tác, ta có thể dùng công thức kinh nghiệm sau đây để kiểm tra kết quả việc chọn và tính các thông số.

Thay số được: AT = 2,523% < 3%

Như vậy việc chọn các thông số tính toán là hợp lý và kết quả tính toán đạt được là tương đối chính xác. 

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

a) Khái quát: Đồ thị công chỉ thị là đồ thị biểu diễn các quá trình của chu trình công tác xảy ra trong xi lanh động cơ trên hệ tọa độ P-V. Việc dựng đồ thị chia làm 2 bước: Dựng đồ thị công chỉ thị lý thuyết và hiệu chỉnh đồ thị đó 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 đến các yếu tố ảnh hưởng của một số quá trình làm việc thực tế trong động cơ.

* Đồ thị công chỉ thị thực tế là đồ thị đã kể đến các yếu tố ảnh hưởng khác nhau như góc đánh lửa sớm, góc mở sớm và đóng muộn của các xúp páp cũng như sự thay đổi thể tích khi cháy.

b) Dựng đồ thị công chỉ thị lý thuyết: ở đồ thị công chỉ thị lý thuyết, ta thay chu trình thực tế bằng chu trình kín a, c, y, z, b, a (ở động cơ xăng điểm y trùng với điểm z). Trong quá trình cháy nhiên liệu được thay bằng quá trình cấp nhiệt đẳng tích c y, quá trình trao đổi khí được thay bằng quá trình rút nhiệt đẳng tích b a.

Thể tích toàn phần được tính theo công thức:

V_a = V_h+V_c  = 0,734+0,06 =  0,795 [dm³]

V_z = ρ.V_c

Vì động cơ xăng không tăng áp nên tỷ số dãn nở sớm ρ = 1

V_z= 1. 0,06= 0.061  [dm³]

Dựng hệ tọa độ P-V với tỷ lệ xích chọn trước ta xác định được các điểm: a(p_a, V_a); c(p_c, V_c); z(p_z, V_z); b(p_b, V_a). Nối các điểm a, c, z, b bằng các đoạn thẳng ta được quá trình cấp nhiệt và rút nhiệt.

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.

* 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.

+ Từ O’ dựng tia tạo với O’A một góc bằng với góc đánh lửa sớm  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’.

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

- Góc đánh lửa sớm: 5⁰

- Quá trình thải:

+ Góc mở sớm xu páp thải 19⁰

+ Góc đóng muộn xu páp thải 141⁰.

- Quá trình nạp:

+ Góc mở sớm xu páp nạp 40⁰;

+ Góc đóng muộn xu páp nạp 40⁰.

Vẽ đồ thị ta được đồ thị như hình 2.7.

Việc xác định quan hệ giữa chuyển vị pít tông và góc quay a có thể thực hiện bằng phương pháp vòng tròn Brích, các bước như sau:

- Về phía dưới trục hoành đồ thị công p - V vẽ nửa dưới vòng tròn Brích (để tiết kiệm diện tích) đường kính AB bằng khoảng cách từ ĐCT tới ĐCD trên đồ thị p - V, tâm 0, (đường kính AB này tương ứng với S = 2R của động cơ thực); A tương ứng với ĐCT.

- Từ 0' dựng tia tạo góc a với 0'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, giãn 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 P_k-a.

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

2.2.1.4. Quy dẫn khối lượng chuyển động

a) Mục đích: Việc quy dẫn các khối lượng chuyển động tịnh tiến của nhóm pít tông, khối lượng của thanh truyền và trục khuỷu để xác định lực quán tính do chúng gây nên khi động cơ hoạt động, vì những chi tiết chuyển động của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền là những chi tiết thực nên bao giờ cũng có khối lượng.

Khối lượng chuyển động tịnh tiến. (m_j)

Được xác định theo biểu thức:

m_j = m_p + m_c + m₁ + m_x

Thay số vào ta có: m_j = 0,45 + 0,26 + 0,12 + 0,051= 0.881 [kg]

b) Khối lượng thanh truyền.(m_th)

Toàn bộ khối lượng thanh truyền được quy dẫn về đường tâm đầu nhỏ (tham gia chuyển động tịnh tiến), về đường tâm đầu to (tham gia chuyển động quay) theo nguyên lý sau: m_th = m₁ + m₂

Phần khối lượng m₂ coi như tập trung tại cổ khuỷu, quay xung quanh trục khuỷu với vận tốc ω, bán kính R gây nên lực P_r2

Tra bảng ta có: m₂= 0,45 [kg]

2.2.2. Lực quán tính và tổng lực, lực tiếp tuyến và pháp tuyến:

+ Lực quán tính do khối lượng chuyển động tịnh tiến m_j gây nên thường được gọi tắt là lực quán tính chuyển động tịnh tiến:

P_j = - m_j. Rw² (cosa + l cos 2a).10^-6          [MN]

Khối lượng chuyển động tuyến tính: m_j  =  0,881 [kg].

Lực P_j thay đổi trong suốt chu trình công tác của động cơ và được coi như có phương tác dụng trùng với phương của lực khí thể P_k.

Dấu (-) có ý nghĩa tượng trưng về sự ngược chiều giữa gia tốc và lực quán tính.

+ Lực quán tính chuyển động quay (P_r2)

Do các khối lượng chuyển động quay với vận tốc ω, bán kính R gây nên, ta có công thức: P_r2 = m₂.R.ω².10^-6

Thay số vào ta có: P_r2 = 0,45.0,0517.502,4².10^-6 = 0,0058 [MN]

+ Tổng lực khí thể và lực quán tính chuyển động tịnh tiến.

P_S   =   P_k + P_j   [MN]

Cộng trực tiếp hai đồ thị P_k và P_j hoặc dựa vào bảng biến thiên P_S để xây dựng đồ thị lực P_S.

2.2.4. 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.

- Trên đồ thị véc tơ phụ tải cổ khuỷu, vẽ vòng tròn tượng trưng cho bề mặt và chia thành 24 phần (0….23) bằng  nhau

- Tính hợp lực SQ' của tất cả các lực tác dụng lần lượt lên các điểm 0, 1, 2, 3..., 23 ký hiệu tương ứng là SQ₀', SQ₁', SQ₂' …. ghi trị số lực và phạm vi tác dụng lên bảng sau với giả thiết là lực SQ' tác dụng đều lên tất cả các điểm trong phạm vi 120⁰, tức là về mỗi phía của điểm chia là 60⁰.

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

- Nối các điểm cuối của các đoạn thẳng ấy bằng một đường cong liên tục rồi gạch nghiêng phần diện tích nằm  giữa vòng tròn và đường cong liên tục khép kín vừa nhận được, ta được đồ thị mà phần gạch nghiêng được coi như tỷ lệ thuận với mức độ mòn của bề mặt sau một chu trình tác dụng của lực. 

2.2.5. Đồ thị tổng lực tiếp tuyến.

Chu trình biến thiên của lực  chính là trị số góc lệch pha công tác δ

Đồ thị tổng lực tiếp tuyến như hình 2.15.

2.3. Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền của động cơ A25A-FKS 2.5 bằng phần mềm Autodesk Inventor Pro 2018.

Để khảo sát chuyển động và động lực học của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền động cơ A25A-FKS 2.5 một cách chính xác, trực quan, ta sử dụng phần mềm Autodesk Inventor Pro 2016 để mô phỏng và tính toán động lực học

Đầu tiên, vẽ các chi tiết chính của khối động cơ (piston, chốt, trục khuỷu, thanh truyền) theo số liệu của nhà sản xuất.

- Piston

- Thanh truyền

- Trục khuỷu

Tạo tệp lắp ghép Asembly hệ mm và tiến hành ghép nối bằng cách xác định các liên kết theo bậc tự do tại hộp thoại Constrain.

- Bước 1: Vào môi trường Dynamic Simulation

- Bước 2: Tiến hành đặt lực, ở đây là lực khí thể của buồng cháy. Ta chọn giá trị lực lớn nhất của đồ thị công P – V để đặt vào đỉnh piston bằng hộp thoại Force.

- Bước 4: Tìm giá trị lớn nhất trong bảng giá trị Output Grapher bằng cách nháy chuột phải và chọn Search Max

- Bước 5: Xuất giá trị lớn nhất sang môi trường Stress Analysis bằng hộp Export to FEA. Tại hộp thoại Export to FEA, ta chọn 1 thanh truyền để kiểm nghiệm bền.

- Bước 7: Chuyển sang môi trường Stress Anylysis, ta thấy giá trị, phương, chiều của Moment và Lực tác động lên thanh truyền

- Bước 8: Chọn vật liệu và tiến hành tính toán với hộp thoại Simulate

Kết quả sau cùng ta được như hình 2.27.

Nhận xét:

- Sử dụng hộp thoại Animation Results để quan sát sự biến dạng của thanh truyền cho thấy thanh truyền bị biến dạng nhiều nhất ở đầu to, dùng lệnh Search Max để tìm vị trí tập trung ứng suất lớn nhất

- Thanh truyền bị bẻ cong trong quá trình động cơ hoạt động, tuy nhiên kết cấu thanh truyền vẫn đảm bảo (màu xanh thể hiện cho khả năng chịu ứng suất)

- Cần tăng cường bạt lót đầu to cứng nhằm chống mài mòn và bị uốn cong cho thanh truyền.

Chương 3

BẢO DƯỠNG CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ A25A - FKS TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2018

3.1. Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng động cơ.

3.1.1. Tổng quan

3.1.1.1. Mục đích

Một trong những điều kiện cơ bản để sử dụng tốt ô tô, tăng thời hạn sử dụng và bảo đảm độ tin cậy của chúng trong quá trình vận hành chính là việc tiến hành kịp thời và có chất lượng công tác bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa phòng ngừa định kỳ theo kế hoạch. Hệ thống này tập hợp các biện pháp về tổ chức và kỹ thuật thuộc các lĩnh vực kiểm tra, bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa.

- Dùng các tấm chặn bánh xe, để giữ xe không chuyển động trong quá trình làm việc, luôn chú ý tới tính an toàn, chắc chắn rằng mọi chuyển động của xe đều được ngăn chặn trong quá trình làm việc

3.1.2. Lập quy trình bảo dưỡng và sửa chữa động cơ A25A - FKS

3.3.2.1. Kiểm tra, bảo dưỡng hàng ngày

- Kiểm tra vệ sinh buồng động cơ

- Kiểm tra sự làm việc ổn định của động cơ;

- Kiểm tra mức dầu bôi trơn của động cơ;

3.3.2.2. Nội dung bảo dưỡng định kỳ động cơ

KM: là các hoạt động kiểm tra bằng mắt và tiến hành điều chỉnh nếu cẩn.

KT: là các hoạt động kiểm tra, vệ sinh, đo kiểm và thay thế nếu cần.

TT: là các hoạt động thay thế.

- Kiểm tra độ rơ của bạc lót thanh truyền, trục khủyu nếu cần.

- Kiểm tra hệ thống cung cấp nhiên liệu; thùng chứa nhiên liệu; siết chặt các đầu nối, giá đỡ; kiểm tra sự rò rỉ của toàn hệ thống; kiểm tra sự liên kết và tình trạng hoạt động của các cơ cấu điều khiển hệ thống cung cấp nhiên liệu; kiểm tra áp suất làm việc của bơm cung cấp nhiên liệu...

a) Trục khuỷu

* Kiểm tra độ cong:

- Làm sạch trục khuỷu.

- Đặt trục khuỷu lên hai khối chữ V.

- Dùng so kế để kiểm tra độ đảo của trục khuỷu.

* Kiểm tra khe hở dầu:

- Làm sạch các cổ trục chính, ổ trục và các bạc lót. Kiểm tra tình trạng của các bạc lót và các cổ trục.

- Nếu bề mặt các bạc lót hư hỏng thì thay các  bạc lót mới.

- Nếu các cổ trục bị hỏng nặng, cần thiết, thay mới trục khuỷu

- Lắp các bạc lót vào đúng vị trí của nó không được lẫn lộn.

b) Thanh truyền - Pít tông - Xéc măng - Trục pít tông

* Thanh truyền:

- Làm sạch đầu to thanh truyền, các bạc lót và chốt khuỷu.

- Quan sát tình trạng bề mặt của bạc lót và chốt khuỷu.

- Nếu bề mặt bị trầy xước, hỏng thay mới bạc lót. Nếu cần thiết thay mới trục khuỷu.

* Kiểm tra pít tông:

- Kiểm tra mỗi pít tông để đánh bóng, kiểm tra các khiếm khuyết khác. Thay thế bất kỳ pít tông nào bị lỗi.

- Kiểm tra xem pít tông có khớp với xi lanh hay không.

* Kiểm tra khe hở miệng:

- Đưa xéc măng vào đúng vị trí xy lanh của nó.

- Dùng đầu pít tông đẩy xéc măng vào đúng vị trí kiểm tra.

3.1.2.3. Kiểm tra hệ thống bôi trơn động cơ

a) Kiểm tra mức dầu động cơ

- Tháo que thăm dầu ra và lau bằng giẻ sạch.

- Cắm lại que thăm dầu vào chỗ cũ vào chỗ cũ.

- Tháo que thăm dầu ra cẩn thận và kiểm tra xem mức dầu giữa LOW và HIGH đánh dấu như minh họa.

b) Thay dầu động cơ

- Tháo nắp đỗ nhớt ở các-te đậy nắp máy.

- Cho xe lên cầu nâng nếu có và nâng xe vừa tầm.

- Dùng một cái khai để hứng nhớt.

- Nới lỏng ốc xả nhớt ra từ từ và tránh nhớt văng xuống nền.

3.2. Chẩn đoán một số hư hỏng thường gặp và cách khắc phục

3.2.1. Phương pháp chẩn đoán

Có 2 phương pháp chẩn đoán chính cho động cơ A25A - FKS:

1. Chẩn đoán bằng kinh nghiệm

2. Chẩn đoán bằng mã lỗi

a) Chẩn đoán bằng kinh nghiệm

Phương pháp này được thực hiện bởi thợ có tay nghề cao, nắm được nguyên lý kết, cấu tạo của động cơ tiến hành chẩn đoán dựa trên các biểu hiện của động cơ như tiếng nổ, mùi khói, công suất động cơ…

b) Chẩn đoán bằng mã lỗi

Đây là phương pháp chẩn đoán chính trên các dòng xe hiện đại có trang bị có trang bị cổng đọc mã OBD. Hiện nay, trên thì trường có nhiều loại máy đọc mã lỗi nhưng phổ biến và dễ sử dụng là máy G – Scan 2

3.2.2. Một số hư hỏng

3.2.2.1. Khởi động khó

a) Máy khởi động không hoạt động được

Nguyên nhân và khắc phục máy không hoạt độn như bảng 3.3.

b) Motor khởi động hoạt động được nhưng động cơ không quay

Nguyên nhân và khắc phục động cơ không quay như bảng 3.4.

3.2.2.3. Mức tiêu hao nhiên liệu quá lớn

Nguyên nhân và khắc phục mức tiêu hao nhiên liệu quá lớn như bảng 3.6.

3.2.2.4. Tiêu hao dầu động cơ quá lớn

Nguyên nhân và khắc phục mức tiêu hao dầu bôi trơn quá lớn như bàng 3.7.

3.2.2.6. Áp suất dầu không đủ

Nguyên nhân và khắc phục áp suất dầu động cơ không đủ như bảng 3.9.

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 : Ths ……………., các thầy giáo trong Khoa Ô tô và các đồng chí trong lớp, đồ án tốt nghiệp “Khai thác động cơ A25A - FKS trên xe TOYOTA CAMRY 2018 ” 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 A25A - FKS

2. Tìm hiểu ứng dụng phần mềm thiết kế mô phỏng Inventor

3. Nắm được quy trình khai thác, bảo dưỡng và sửa chữa động cơ A25A - FKS

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!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Tài liệu Toyota Service Trainning, 2012

[2]. Trần Quốc Toản, Kết cấu động cơ đốt trong, Trường Sĩ Quan Kỹ Thuật Quân sự, 2010

[3]. Tham khảo các tài liệu khác trên mạng internet.

[4]. TS. Đỗ Văn Dũng - Trang bị điện và điện tử trên ô tô hiện đại - Hệ thống điện động cơ. NXB: ĐH SPKT TPHCM;

[5]. Trần Thế San - Đỗ Văn Dũng: Thực hành sửa chữa và bảo trì Động cơ xăng. NXB Đà Nẵng;

[6]. Nguyễn Oanh - Phun xăng điện tử EFI. NXB tổng hợp Tp.HCM, 2005

[7]. Tài liệu sửa chữa chẩn đoán động cơ A25A - FKS

[8]. Tài liệu Toyota Camry 2018

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"