MỤC LỤC
MỤC LỤC......................................................................................................................................i
LỜI NÓI ĐẦU...............................................................................................................................1
Chương 1: TỔNG QUAN............................................................................................................2
1.1. Giới thiệu chung về hãng xe BMW........................................................................................2
1.2. Giới thiệu về xe BMW M760Li...............................................................................................3
1.2.1. Thông số kích thước xe BMW M760Li...............................................................................3
1.2.2 Thông số động cơ N74 trên xe BMW...................................................................................4
1.2.3. Thông số an ninh và an toàn trên xe..................................................................................5
1.2.4. Thông số mức tiêu hao nhiên liệu.......................................................................................6
1.3. Giới thiệu chung về một số hệ thống, công nghệ khác trên xe Bmw.....................................6
1.3.1.Hệ thống truyền lực.............................................................................................................6
1.3.2.Hệ thống phanh...................................................................................................................7
1.3.3.Công nghệ cam biến thiên DOUBLE VANOS......................................................................8
Chương 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU CỦA ĐỘNG CƠ N74..........................................................9
2.1. Các chi tiết chính của động cơ..............................................................................................9
2.1.1. Những chi tiết cố định.........................................................................................................9
2.1.2. Những chi tiết di động.......................................................................................................11
2.1.3. Cơ cấu phân phối khí........................................................................................................15
2.2. Hệ thống nhiên liệu...............................................................................................................21
2.2.1. Cấu tạo chung hệ thống phun...........................................................................................21
2.2.2. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ N74 trên BMW...........................................................21
2.2.3. Bơm nhiên liệu..................................................................................................................22
2.2.4. Kim phun sử dụng vòi phun kín........................................................................................23
2.3. Hệ thống nạp xả..................................................................................................................25
2.3.1. Cấu tạo và nguyên lý........................................................................................................25
2.4. Hệ thống làm mát................................................................................................................30
2.4.1. Nhiệm vụ, yêu cầu............................................................................................................30
2.5 Hệ thống bôi trơn..................................................................................................................37
2.5.1. Nhiệm vụ và cấu tạo của hệ thống bôi trơn......................................................................37
2.5.2. Mạch dầu bôi trơn............................................................................................................38
2.5.3. Nguyên lý làm việc...........................................................................................................40
2.6. Một số cảm biến điển hình trên động cơ N74.....................................................................41
2.6.1. Cảm biến vị trí trục khuỷu (Crankshaft Position Sensor).................................................41
2.6.2. Cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor)......................................................42
2.6.3. Cảm biến vị trí bướm ga (Throttle Position Sensor)........................................................43
2.6.4. Cảm biến kích nổ.............................................................................................................44
2.6.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (Engine Coolant Temp Sensor)..................................46
2.6.6. Cảm biến Oxy...................................................................................................................48
2.6.7. Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF).................................................................................50
2.6.8. Cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP)........................................................................50
2.6.9. Bộ điều khiển điện tử ECM..............................................................................................51
Chương 3: BẢO DƯỠNG, CHẨN ĐOÁN VÀ SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ N74............................54
3.1. Bảo dưỡng động cơ N74 trên xe BMW..............................................................................54
3.1.1. Bảo dưỡng thường xuyên...............................................................................................54
3.1.2. Bảo dưỡng định kì ..........................................................................................................55
3.2. Chẩn đoán động cơ N74 trên xe BMW...............................................................................56
3.2.1. Chẩn đoán trên bo mạch.................................................................................................56
3.2.2. Chẩn đoán trên bảng điều khiển.....................................................................................59
3.3. Kiểm tra, sửa chữa động cơ N74 trên xe BMW.................................................................62
3.3.1. Kiểm tra, sửa chữa xupap...............................................................................................62
3.3.2. Kiểm tra, sửa chữa pít tông............................................................................................66
3.3.3. Kiểm tra sự hoạt động của bơm nhiên liệu.....................................................................69
3.3.4. Hiện tượng, hư hỏng, kiểm tra và sửa chữa van hằng nhiệt..........................................70
KẾT LUẬN................................................................................................................................72
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................................73
LỜI NÓI ĐẦU
Để hoàn thành được đồ án như ngày hôm nay, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Khoa Ô tô, cũng như thầy Võ Anh Tuấn – giảng viên hướng dẫn - đã tạo điều kiện, hỗ trợ chúng em cũng như đưa ra những hướng dẫn giúp chúng em hoàn thiện đồ án một cách tốt nhất và giúp em có cơ hội học tập. Và đây là đề tài mà nhà trường đã bàn giao cho em Đề tài “Nghiên cứu, khai thác động cơ N74 trên xe BMW
Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy: ThS................., người đã chỉ bảo tận tình, giúp tôi vượt qua những khó khăn vướng mắc trong khi hoàn thành đồ án của mình. Bên cạnh đó tôi xin cảm ơn các thầy trong khoa ô tô đã tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành thật tốt đồ án tốt nghiệp này.
Trong quá trình làm đồ án, do hạn chế về mặt kiến thức và trình độ nên không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong được sự đóng góp nhiệt tình của các thầy giáo và các đồng chí học viên khác để giúp đồ án này được hoàn thiện hơn.
Ngoài ra, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả những thầy, cô đã giảng dạy và truyền đạt cho chúng em những kiến thức vô cùng quý báu thông qua những môn học trước đây giúp chúng em tích lũy những kiến thức, chuyên môn cũng như những kỹ năng khác để vận dụng vào đồ án một cách hiệu quả nhất.
Một lần nữa, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc cũng như kính chúc tất cả quý thầy cô, gia đình và bạn bè dồi dào dào sức khỏe, niềm vui và thành công trong cuộc sống.
TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
………………..
Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về hãng xe BMW
BWM từ một hãng sản xuất máy bay chiến đấu đến kẻ thống lĩnh thị trường xe sang
Lịch sử bắt đầu từ công ty máy bay : BWM mới chỉ tạo dựng danh tiếng của một hãng xe hơi sang trọng trong vòng 20 năm trở lại đây trong khi cột mốc ra đời của nó là vào năm 1913. Karl Friedrich - kỹ sư chế tạo của máy bay nổi tiếng – đã thành lập công ty Rapp Motoren werke chuyên về lĩnh vực động cơ máy bay 1919, hiệp ước Versaille được kí kết cấm các công ty Đức chế tạo động cơ máy bay, BWM chuyển hướng sang các sản phẩm cơ khí đường sắt.
Chiếc xe đầu tiên của BMW được ra đời vào năm 1929. Sau một thời gian phát triển, hãng xe xếp thứ 3 trong 10 thương hiệu ô tô giá trị nhất thế giới.
1.2. Giới thiệu về xe BMW M760Li
Ở phiên bản M760Li, BMW đã sử dụng khối động cơ lớn nhất trong danh mục sản phẩm của mình - động cơ V12 6.6L tăng áp kép (Twin-turbocharged) mã N74 đẩy ra mức công suất tối đa lên đến 600 mã lực và mô-men xoắn cực đại 800Nm. Sức mạnh được truyền xuống bốn bánh (xDrive) thông qua hộp số tự động 8 cấp Steptronic. Nhờ đó, M760Li chỉ mất khoảng 3,9 giây để tăng tốc 0-100km/h trước khi đạt tốc độ tối đa giới hạn 250 km/h và bỏ giới hạn sẽ là 305 km/h với gói trang bị ‘’M Driver’’.
1.2.1. Thông số kích thước xe BMW M760Li
Về kích thước, BMW M760Li khá bề thế và to lớn, dễ dàng nhận biết trên đường phố việt, với kích thước tổng thể về chiều dài x rộng là 5238 x 1902, chiều cao 1485, khiến người dùng có thể thoải mái lựa chọn tùy theo sở thích cá nhân. Chiều dài cơ sở 3150 mm tạo cho chiếc xe không gian rộng rãi, thoáng đãng.
Thông số kích thước xe như bảng 1.1.
1.2.3. Thông số an ninh và an toàn trên xe
Xe được trang bị gần như toàn bộ các tính năng an toàn và hiện đại nhất trên thế giới hiện nay, nổi bật có thể kể tới như:
- Cảnh báo va chạm và tự động phanh thông minh trước khi một vụ va chạm xảy ra
- hỗ trợ tối ưu những tình huống mà tài xế phản xạ không kịp.
- Ngoài ra, xe còn có cảnh báo giao thông chéo, hỗ trợ đỗ xe với các camera xung quanh.
1.3. Giới thiệu chung về một số hệ thống, công nghệ khác trên xe Bmw
1.3.1. Hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực 4 bánh toàn thời gian AWD trên ô tô BMW Series 7 chính là chi tiết làm nên tên tuổi nhất của nhà sản xuất xe đến từ nước Đức. Sự phân bố moment xoắn của đầu ra hộp số đến các cầu chủ động của hệ thống truyền lực AWD trên các ô tô BMW có thể đạt được hiệu quả truyền lực rất cao
AWD được gọi là hệ dẫn động 4 bánh tên đầy đủ chính xác hơn là ‘ dẫn động 4 bánh toàn thời gian’ có nghĩa là lúc nào xe cũng dẫn động 4 bánh. Dẫn động 4 bánh nhưng không phải lúc nào 4 bánh xe cũng có cùng một lượng mô-men xoắn ngang nhau.
1.3.2. Hệ thống phanh
Hệ thống phân phối lực phanh điện tử giúp cân bằng lực phanh giữa phía trước và phía sau mang lại hiệu quả phanh tối đa. Cùng lúc đó hệ thống chống bó cứng phanh ABS giúp tối ưu hóa hiệu quả phanh bằng cách tự động ngăn không cho bánh xe bị bó cứng cho phép lái xe có thể duy trì khả năng kiểm soát hướng ngay cả trong các tình huống phanh gấp.
1.3.3. Công nghệ cam biến thiên DOUBLE VANOS
Single Vanos là loại hệ thống chỉ có thể thay đổi vị trí góc của trục cam đến một trong hai vị trí góc khác nhau. Ví dụ khi động cơ đạt đến một tốc độ nhất định, vị trí góc của trục cam mới được thay đổi để giúp động cơ hoạt động ở vùng tốc độ đó. Trái lại, Double Vanos có khả năng điều chỉnh biến thiên liên tục giúp động cơ có khả năng hoạt động tối ưu hơn.
Chương 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU CỦA ĐỘNG CƠ N74
2.1. Các chi tiết chính của động cơ
2.1.1. Những chi tiết cố định
2.1.1.1. Khối động cơ
Khối động cơ của động cơ N74 là một thiết kế mới. Nó tương tự như động cơ N63 khái niệm, với những góc bờ hình trụ là 60 ° và các tính năng sau:
• Khối làm bằng hợp kim nhôm (Alusil)
• Thiết kế cacte boong kín
• Chốt đôi ổ trục chính với kết nối tường phụ bổ sung
2.1.1.2 Đáy cát te liền lọc dầu hộp số xe BMW 760i, Li
Hộp số là một tổ hợp bao gồm các chi tiết bánh răng cơ khí được làm bằng hợp kim được lắp ráp tuyệt đối chính xác nhất, để làm việc với cường độ cực cao trong một môi trường cực kỳ khắc nghiệt. Hộp số có thể sử dụng cực kỳ lâu bền nếu được sử dụng và bảo dưỡng đúng cách.
2.1.2. Những chi tiết di động
2.1.2.1. Trục khuỷu
Trục khuỷu chế tạo bằng gang, được tăng bền bằng tôi cao tần. Trục khuỷu có 4 cổ trục và 3 cổ chốt. Trên các má khuỷu có bố trí các đối trọng có tác dụng để cân bằng má khuỷu và đối trọng được chế tạo liền với má khuỷu.
Ở đầu trục khuỷu có chế tạo rãnh then bán nguyệt để lắp bánh rang dẫn động bơm dầu và puly kéo bơm nước.
Bạc lót chính có kết cấu hai nửa tháo rời, vật liệu ba lớp với lớp làm việc được làm bằng hợp kim. Bạc trên và dưới của cổ trục chính không lắp lẫn cho nhau được. Nửa bạc trên có rãnh dầu và lỗ dẫn dầu.
2.1.2.2. Pít tông và xéc măng.
Các pít tông được làm bằng hợp kim nhôm, tính chịu nhiệt cao. Phần dưới của pít tông được phủ một lớp than chì để giảm ma sát. Các chốt pít tông được chế tạo lệch tâm để giảm tiếng ồn khi pít tông va đập vào thành. Đỉnh pitong dạng lõm hình omega.
2.1.2.3. Thanh truyền
Thanh truyền được làm bằng thép Cacbon. Thân thanh truyền có tiết diện hình chữ H.
Đầu nhỏ thanh truyền có ép bạc lót dạng hình trụ liền bằng đồng có hai lỗ để dẫn dầu bôi trơn cho chốt pít tông. Không có mấu định vị cho bạc lót thanh truyền. Khi lắp bạc lót, đo vị trí của bạc sao cho vị trí đạt đến tâm của thanh truyền và nắp bạc lót rồi tiến hành lắp.
2.1.3. Cơ cấu phân phối khí
2.1.3.1. Kết cấu cơ bản
Cơ cấu phối khí có nhiệm vụ điều khiển thời điểm và quá trình đóng mở xupap để thực hiện việc nạp mới và thải sản phẩm cháy ra khỏi xy lanh động cơ. Cấu tạo của cơ cấu phân phối khí trên động cơ N74 gồm các chi tiết cơ bản như hình sau:
Động sử dụng cơ cấu phân phối khí kiểu xupap treo, dẫn động bằng dây xích. Trên động cơ bố trí 2 trục cam, một trục dẫn động xupap nạp, một trục dẫn động xupap thải, mỗi xi lanh có 4 xupap.
Hai trục cam được làm bằng gang nhẹ, có độ cứng cao. Ngoài ra, phần đỉnh cam được đúc lạnh để cải thiện khả năng chống mài mòn và chiều rộng của chân cam được rút ngắn để giảm trọng lượng.
2.1.3.4. Hệ thống cam biến thiên Vanos
Hệ thống cam biến thiên Vanos thường được trang bị trên trục cam nạp. Tuy vậy cũng có một số động cơ được trang bị trên cả hai trục cam nạp và xả.
Công nghệ Vanos có khả năng làm thay đổi thời điểm đóng mở của các xupap giúp tối ưu khả năng hoạt động của động cơ ở các chế độ làm việc khác nhau. Chính vì thế nên nguyên lí hoạt động cơ bản của công nghệ Vanos đó là làm thay đổi vị trí góc của trục cam so với đĩa xích cam. Cách làm này khá giống với công nghệ cam biến thiên VVT-i của hãng xe đến từ Nhật Bản Toyota.
Khi động cơ hoạt động ở dải tua thấp: Van điều chỉnh 3 đóng các đường dầu 4, 5. Pít tông 6 và bánh răng 7 đang ở vị trí ban đầu. Lúc này vị trí góc của trục cam phù hợp để điều khiển hoạt động xupap với chế độ vòng tua thấp của động cơ.
2.2. Hệ thống nhiên liệu
2.2.1. Cấu tạo chung hệ thống phun
Hệ thống nhiên liệu N74 Nhiên liệu được đưa đến bơm cao áp từ thùng nhiên liệu bằng nhiên liệu điện bơm qua đường cấp liệu ở áp suất phân phối 5 bar. Áp lực phân phối được giám sát bằng cảm biến áp suất nhiên liệu. Nhiên liệu được cung cấp bởi bơm nhiên liệu điện tùy thuộc vào yêu cầu của động cơ. Sau đó nhiên liệu được đưa tới các ống phân phối và đưa tới các vòi phun nhiên liệu để phun nhiên liệu vào động cơ với áp suất cao.
- Bơm cao áp
- Dàn ống phân phối nhiên liệu
- Các vòi phun
2.2.3. Bơm nhiên liệu
2.2.3.1. Bơm cao áp kiểu piston
Bơm cao áp như hình 3.1.8.
2.2.3.3. Nguyên lý hoạt động bơm cao áp
Cấu tạo bơm cao áp có pít-tông, xy lanh, trục, con đội, lò xo, các đầu nối và các van cao áp. Bơm được dẫn động bằng trục cam bơm cao áp bơm nhiên liệu từ thùng với áp suất là 5 Bar qua bầu lọc đưa tới các ống phân phối để phân phối cho các kim phun với áp suất bằng nhau và đưa tới các vòi phun, phun trực tiếp vào trong buồng đốt.
2.3. Hệ thống nạp xả
2.3.1. Cấu tạo và nguyên lý
2.3.1.1. Cấu tạo
Hệ Thống nạp xả như hình 2.21.
2.3.1.2. Nguyên lý:
Ống hút gió gồm hai đường với bộ phận giảm thanh khí nạp gắn trên động cơ. Việc sắp xếp dẫn đến tổn thất áp suất nhỏ ở phía đầu vào và phía áp suất. Không khí được hút vào hai bên ở phía sau lưới tản nhiệt. Một bộ cộng hưởng khí nạp ở mỗi bên tối ưu hóa các đặc tính âm học của hệ thống.
2.3.3. Công nghệ DOHC (Dual Overhead Cam)
DOHC là viết tắt của Dual Overhead Cam hoặc Double Overhead cam (có 2 trục cam vận hành các van nạp và xả). Động cơ với xi-lanh thẳng hàng sẽ chứa 2 trục cam. Trong khi đó, động cơ với xi-lanh xếp theo hình chữ V sẽ chứa tới 4 trục cam. Các động cơ DOHC thường có 4 van. Một trục cam điều khiển các van nạp và trục còn lại điều khiển các van xả.
2.4. Hệ thống làm mát
2.4.1. Nhiệm vụ, yêu cầu
2.4.1.1. Nhiệm vụ:
Trong quá trình động cơ hoạt động, nhiệt lượng truyền cho các chi tiết tiếp xúc với khí cháy (như: pít tông, xéc măng, xupap, nắp xi lanh, thành xi lanh…) chiếm khoảng 25-35% nhiệt lượng do nhiên liệu cháy tỏa ra. Do vậy, các chi tiết đó bị nóng. Nhiệt độ đỉnh pít tông có thể lên tới 6000C, nhiệt độ tán xupap có thể lên tới 9000C.
- Phụ tải nhiệt tăng làm giảm sức bền và độ cứng vững.
- Độ nhớt của dầu bôi trơn giảm, khả năng bôi trơn giảm, tổn thất ma sát tăng.
- Dể xảy ra hiện tượng cháy sớm và cháy kích nổ ở động cơ nhiên liệu.
- Dễ gây bó kẹt pít tông trong xy lanh.
- Công suất của động cơ giảm.
2.4.1.2. Yêu cầu:
Từ những phân tích trên, hệ thống làm mát cần phải thoả mãn các yêu cầu sau:
- Chất lượng làm mát tốt, ổn định.
- Công suất tiêu hao cho dẫn động nhỏ.
- Môi chất làm mát không gây ảnh hưởng xấu tới tuổi thọ các chi tiết của động cơ.
2.4.1.3. cấu tạo hệ thống làm mát
Giống như động cơ N63, động cơ N74 có một máy bơm nước phụ trợ cho phép nhiệt được tản ra từ bộ tăng áp khí thải ngay cả sau khi động cơ đã được tắt. Máy bơm làm mát này có công suất điện là 20 W.
• Nhiệt độ nước làm mát ở đầu ra động cơ
• Nhiệt độ dầu động cơ
• Lượng khói được bơm vào
2.4.2 Két nước làm mát
Két làm mát dùng để hạ nhiệt độ của nước từ động cơ ra rồi lại đưa trở vào làm mát động cơ.
Két mát gồm 3 phần: Ngăn trên chứa nước nóng, ngăn dưới chứa nước nguội và dàn ống truyền nhiệt nối ngăn trên và ngăn dưới với nhau.
Phần ngoài của két nước được làm bằng nhựa và các ống dẫn nước được làm bằng nhôm để giảm trọng lượng. Phía dưới két nước có 2 giá đỡ cách nhiệt bằng cao su để giảm độ rung của két nước.
2.4.4. Bơm nước
Trong hệ thống làm mát bằng nước, bơm nước có công dụng tạo ra dòng nước luân chuyển cưỡng bức trong hệ thống để nâng cao chất lượng làm mát. Động cơ N74 sử dụng bơm nước kiểu ly tâm , vì nó làm việc chắc chắn, lưu lượng nước qua bơm lớn, hiệu quả cao, dễ bố trí dẫn động chế tạo và tuổi thọ cao…
Động cơ được trang bị một bơm nước truyền động bằng dây đai (1) dẫn động từ puli trục khuỷu
Thân được làm bằng hợp kim nhôm, cánh bơm được gắn trong thân động cơ nhằm giảm kích thước. Vách ngăn trên thân chia khoang trong thân thành hai khoang. Một khoang chứa ổ lăn, một khoang công tác của bơm.
2.5 Hệ thống bôi trơn
2.5.1. Nhiệm vụ và cấu tạo của hệ thống bôi trơn
* Nhiệm vụ:
Hệ thống bôi trơn của động cơ có nhiệm vụ đưa dầu đến các bề mặt làm việc của các chi tiết, đồng thời lọc sạch các tạp chất lẫn trong dầu nhờn khi dầu nhờn tẩy rửa các bề mặt làm việc này và làm mát dầu nhờn để đảm bảo tính năng lí hoá của nó.
Hệ thống bôi trơn của động cơ sử dụng dầu nhờn để làm giảm ma sát của ổ trục, do đó làm giảm khả năng mài mòn các loại cổ trục.
* Yêu cầu:
Hệ thống bôi trơn của động cơ phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Phải bảo đảm bôi trơn, làm mát, tẩy rửa các bề mặt làm việc của các chi tiết, ổ trục và bao kín một số bộ phân của động cơ trong quá trình làm việc.
- Bảo đảm áp suất dầu theo tiêu chuẩn.
2.5.3. Nguyên lý làm việc
Gồm các bộ phận chính như các te chứa dầu, bơm dầu, bầu lọc dầu, đường dầu chính, các đường dầu nhánh đi bôi trơn trục khuỷu, đi bôi trơn trục cam, đi bôi trơn các bộ phận trên nắp xi lanh, thước thăm dầu, công tắc áp suất dầu, van an toàn.
Dầu nhờn chứa trong cácte được bơm dầu hút qua phao lọc từ đáy máy đưa tới bầu lọc lọc sạch, sau đó vào đường dầu chính ở thân máy đến bôi trơn ổ trục chính của trục khuỷu. Một phần dầu từ các ổ đỡ chính, chảy qua các lỗ dầu được khoan bên trong trục khuỷu, đến các ổ đỡ thanh truyền. Phần dầu này tiếp tục chảy qua khe dầu của ổ trục phun vào các bộ phận truyền động, bôi trơn piston, xi lanh, chốt piston và bạc đầu nhỏ thanh truyền…(
Trong bầu lọc dầu có bố trí van an toàn, khi bầu lọc bị tắc do bẩn, áp suất dầu tăng sẽ mở van này cho dầu đi tắt lên đường dầu chính không qua bầu lọc.
Áp suất và nhiệt độ dầu được đồng hồ áp suất và nhiệt độ dầu chỉ báo. Khi nhiệt độ làm độ nhớt giảm, khi đó van điều khiển mở để dầu nhờn qua két làm mát.
2.6. Một số cảm biến điển hình trên động cơ N74
Các cảm biến trên ô tô sẽ truyền tải thông tin lên trung tâm điều khiển giúp hệ thống phân tích và đưa ra các phản ứng sao cho động cơ hoặc các thiết bị liên quan hoạt động một cách phù hợp và hiệu quả nhất.
- Cảm biến vị trí trục khuỷu (CKPS);
- Cảm biến vị trí trục cam (CMPS);
- Cảm biến vị trí bướm ga (TPS);
- Cảm biến kích nổ (KS);
- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECTS);
- Cảm biến Oxi;
- Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAFS);
- Cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP);
2.6.1. Cảm biến vị trí trục khuỷu (Crankshaft Position Sensor)
- Cấu tạo, nguyên lý hoạt động:
Chuyển động quay của đĩa tạo tín hiệu sẽ làm thay đổi khe hở không khí giữa các răng của đĩa và cuộn nhận tín hiệu, điều đó tạo ra tín hiệu. ECM sẽ xác định khoảng thời gian phun cơ bản dựa vào tín hiệu này. Khi răng càng ra xa cực nam châm thì khe hở không khí càng lớn, nên từ trở cao, do đó từ trường yếu đi.
Tại vị trí đối diện, khe hở nhỏ, nên từ trường mạnh, tức là có nhiều đường sức từ cắt, trong cuộn dây sẽ xuất hiện một dòng điện xoay chiều, đường sức qua nó càng nhiều, thì dòng điện phát sinh càng lớn. Tín hiệu sinh ra thay đổi theo vị trí của răng, và nó được ECM đọc xung điện thế sinh ra, nhờ đó mà ECM nhận biết vị trí trục khuỷu và tốc động cơ.
2.6.3. Cảm biến vị trí bướm ga (Throttle Position Sensor)
Người sử dụng tác động vào chân ga, dẫn động bướm ga, cảm biến vị trí bướm ga có nhiệm vụ xác định độ mở của bướm ga và gửi thông tin về bộ xử lý ECM, từ đó ECM đưa ra các quyết định giúp điều chỉnh lượng phun nhiên liệu tối ưu theo độ mở bướm ga.
2.6.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (Engine Coolant Temp Sensor)
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát sử dụng để đo nhiệt độ nước làm mát của động cơ và gửi tín hiệu về ECU để ECU thực hiện những hiệu chỉnh sau:
Hiệu chỉnh góc phun sớm: Khi nhiệt độ động cơ thấp ECU sẽ thực hiện hiệu chỉnh tăng góc phun sớm, và nhiệt độ động cơ cao ECU sẽ điều khiển giảm góc phun sớm.
Cấu tạo của cảm biến ECT có dạng trụ rỗng với ren ngoài, bên trong có lắp một nhiệt điện trở có hệ số nhiệt điện trở âm.( điện trở tăng lên khi nhiệt độ thấp và ngược lại).
2.6.7. Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF)
Một cảm biến lưu lượng không khí nạp loại dây nhiệt thường có 5 chân theo thứ tự từ 1-5: B+,EVG, VG, THA, E2
Trong đó, ý nghĩa các chân:
1. Chân B+: Dương sau công tắc máy cấp cho cảm biến MAF
2. Chân EVG: Mass bộ đo gió
3. Chân VG : Tín hiệu xác định lưu lượng không khí nạp
2.6.9. Bộ điều khiển điện tử ECM
Bộ điều khiển điện tử đảm nhiệm 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 trữ thông tin, tính toán, quyết định chức năng hoạt động và gửi các tín hiệu đi thích hợp. Những bộ phận phụ hỗ trợ cho nó là các bộ ổn áp, điện trở hạn chế dòng.
Thông tin gửi đến bộ vi xử lý từ một con IC thường được gọi là bộ nhớ. Trong bộ nhớ chia ra làm nhiều loại:
- ROM (Read only memory): Dùng lưu trữ thông tin thường trực, bộ nhớ này chỉ đọc thông tin từ đó ra chứ không ghi vào được. Thông tin của nó đã được cài đặt sẵn, ROM cung cấp thông tin cho bộ vi xử lý;
- PROM (Programable Read Only Memory): Cơ bản giống ROM ngoài ra trang bị thêm nhiều công dụng khác;
- RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên lưu trữ thông tin. Bộ vi xử lý có thể nhập bội duy nhỏ cho RAM;
RAM có hai loại:
+ Loại RAM xoá được: Bộ nhớ mất khi mất nguồn;
+ Loại RAM không xoá được: Giữ duy trì bộ nhớ dù khi tháo nguồn. Ngoài bộ nhớ, bộ vi xử lý ECM còn có một đồng hồ để tạo ra xung ổn định và chính xác.
* Các bộ phận của ECM
ECM được đặt trong vỏ kim loại để tránh nước văng. Nó được đặt ở nơi ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và va đập cơ học cũng như sự rung động mạnh;
Các linh kiện điện tử của ECM được sắp xếp trong một mạch kín. Các linh kiện công suất của tầng cuối bắt liền với một khung kim loại của ECM mục đích để tản nhiệt tốt. Vì dùng IC và linh kiện tổ hợp nên ECM rất gọn, sự tổ hợp các nhóm chức năng trong IC (bộ tạo xung, bộ chia xung, bộ dao động đa dạng điều khiển việc chia tần số) giúp ECM đạt độ tin cậy cao.
Chương 3
BẢO DƯỠNG, CHẨN ĐOÁN VÀ SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ N74
3.1. Bảo dưỡng động cơ N74 trên xe BMW
Bảo dưỡng là hàng loạt các công việc nhất định, bắt buộc phải thực hiện với xe sau một thời gian làm việc, một nhiệm vụ hay quãng đường quy định.
* Mục đích:
- Chủ yếu là kiểm tra, phát hiện những hư hỏng đột xuất, ngăn ngừa chúng để đảm bảo cho cụm máy, xe vận hành an toàn.
- Chăm sóc các hệ thống, các cơ cấu để đảm bảo chúng làm việc an toàn và không bị hư hỏng.
- Giữ gìn hình thức bên ngoài.
3.1.1. Bảo dưỡng thường xuyên
3.1.1.1. Kiểm tra trước khi xuất phát
- Kiểm tra tình trạng bên ngoài động cơ
- Kiểm tra nước làm mát, nhiên liệu, dầu máy, bầu lọc khí, dây cu roa;
- Kiểm tra các dây dẫn điện, máy phát điện, máy khởi động, bình ắc quy (đổ thêm nước nếu cần);
- Kiểm tra việc liên kết của các chi tiết, đường ống;
- Quan sát gầm xe để phát hiện sự rò rỉ của chất lỏng.
3.1.1.3. Kiểm tra và bảo dưỡng sau khi kết thúc hành trình
- Vệ sinh bên ngoài xe
- Kiểm tra mức nhiên liệu, dầu máy, nước làm mát (bổ sung nếu thiếu);
- Kiểm tra cánh quạt gió, dây cu roa;
3.1.2. Bảo dưỡng định kì
Bảo dưỡng định kỳ do thợ sửa chữa trong trạm bảo dưỡng chịu trách nhiệm và thực hiện sau một chu kỳ hoạt động của ô tô được xác định bằng quãng đường xe chạy hoặc thời gian khai khác. Công việc kiểm tra thông thường dùng thiết bị chuyên dùng.
Phải kết hợp với việc sửa chữa nhỏ và thay thế một số chi tiết phụ như xecmang, rà lại xupap, điều chỉnh khe hở nhiệt, thay bạc lót, má phanh, má ly hợp...
3.2. Chẩn đoán động cơ N74 trên xe BMW
Chẩn đoán kỹ động cơ là công tác kỹ thuật nhằm xác định trạng thái kỹ thuật của cụm máy để phát hiện và dự báo kịp thời các hư hỏng phát sinh mà không cần phải tháo máy.
Đối với động cơ N74, chúng ta có thể chẩn đoán bằng các cách sau đây:
3.2.1. Chẩn đoán trên bo mạch
ECM có hệ thống chẩn đoán trên bo mạch. Nó sẽ sáng đèn báo trục trặc (MI) để cảnh báo người lái xe về sự cố gây suy giảm khí thải
a. Chú ý
• TẮT công tắc đánh lửa và ngắt kết nối cáp âm của ắc quy trước khi sửa chữa hoặc kiểm tra. Việc mở / ngắn mạch của các công tắc, cảm biến, van điện từ, v.v. liên quan sẽ khiến MI sáng lên.
• Kết nối và khóa các đầu nối một cách an toàn sau khi làm việc. Một đầu nối lỏng (không khóa) sẽ khiến MI sáng lên do hở mạch. (Đảm bảo đầu nối không dính nước, dầu mỡ, bụi bẩn, các đầu nối bị cong, v.v.)
• Một số hệ thống và thành phần, đặc biệt là những hệ thống liên quan đến chẩn đoán trên bo mạch, có thể sử dụng giắc cắm kiểu khóa trượt kiểu mới.
• Định tuyến và cố định giắc cắm đúng cách sau khi làm việc. Sự giao thoa của giắc cắm với giá đỡ, v.v. có thể khiến MI sáng lên do đoản mạch.
• Không tháo rời bơm nhiên liệu.
• Không tháo rời kim phun nhiên liệu.
•Không nhấn bàn đạp ga khi bắt đầu.
• Ngay sau khi khởi động, không nổ máy một cách không cần thiết.
• Không nổ máy ngay trước khi tắt máy.
c. Quy trình chẩn đoán
Nếu quy trình xác nhận đã được tiến hành trước đó, hãy luôn TẮT công tắc đánh lửa và đợi ít nhất 10 giây trước khi tiến hành thử nghiệm tiếp theo.
- Khởi động động cơ và làm ấm động cơ đến nhiệt độ hoạt động bình thường.
- Giữ tốc độ động cơ hơn 2.000 vòng / phút trong ít nhất 20 giây.
3.2.2. Chẩn đoán trên bảng điều khiển
Quá trình sửa chữa, bảo dưỡng ô tô rất phức tạp, không phải là lúc nào chúng ta cũng có sẵn các chuyên gia để bảm đảm vì thế N74 đã được hãng tích hợp kèm các phần mềm đọc mã lỗi giúp chúng ta có thể kiểm tra nhanh việc hư hỏng của các bộ phận.
Dưới đây là bảng mã lỗi cơ bản, thường gặp trong quá trình khai thác, sử dụng động cơ N74 trên xe BMW như bảng 3.2.
3.3. Kiểm tra, sửa chữa động cơ N74 trên xe BMW
3.3.1. Kiểm tra, sửa chữa xupap
Trước khi kiểm tra xupap cần tháo rời nắp giàn cò, trục cam, nắp máy và các chi tiết liên quan ra để tiến hành lấy xupap ra ngoài mới có thể tiến hành kiểm tra.
3.3.1.1. Tháo rời
- Bước 1: Tháo rời miếng đệm (2) và miếng đệm đẩy xupap (3).
- Bước 2: Sử dụng vam tháo lò xo xupap, tháo các mõng hãm (4)
- Bước 3: Tháo vam tháo lò xo xupap và tháo xupap
- Bước 5: Kiếm tra tất cả bộ phận xem có bị mòn và hư hỏng gì không
3.3.1.2. Kiểm tra, Sửa chữa
a. Đo đường kính đế và độ dày đế của mỗi xupap.
Thông số tiêu chuẩn của xupap nạp (IN) và xả (EX) được thể hiện trong hình.
Nếu kích thước của xupap nhỏ hơn tiêu chuẩn thì phải tiến hành thay xupap.
c. Đo đường kính thân xupap theo phương X và Y tại ba điểm (A, B và C) như được chỉ ra trong hình.
Đường kính tiêu chuẩn:
IN: 5,470 - 5,485 mm {0,2154 - 0,2159 in}
EX: 5,465 - 5,480 mm {0,2152 - 0,2157 in}
Nếu kích thước của xupap đo được vượt quá thông số tiêu chuẩn thì phải tiến hành thay xupap.
f. Đo chiều cao nhô ra (kích thước A) của mỗi ống dẫn hướng không có lò xo xupap bên dưới.
Đường kính tiêu chuẩn: 12,2 - 12,8 mm {0,481 - 0,503 in}
Nếu kích thước đo được không đúng thông số tiêu chuẩn thì phải tiến hành thay ống dẫn hướng.
3.3.2. Kiểm tra, sửa chữa pít tông
3.3.2.1. Kiểm tra pít tông
a. Kiểm tra vết xước, rạn nứt
Khi piston bị vết xước, rạn nứt có thể kiểm tra bằng mắt thường hoặc dùng kính phóng đại để soi. Ngoài ra có thể dùng thanh kim loại gõ nhẹ xung quanh piston, nếu có tiếng rè chứng tỏ piston bị nứt.
b. Kiểm tra độ mòn
- Dùng pan me đo ngoài để đo đường kính phần đáy thân piston, sau đó so sánh với kích thước tiêu chuẩn. Khi kiểm tra độ mòn mòn cần phải kiểm tra khe hở giữa piston và xilanh, nếu khe hở vượt quá giới hạn cho phép thì công suất của động cơ sẽ giảm, khi làm việc có tiếng gõ không bình thường (gõ xilanh). Khe hở cho phép giữa piston và xilanh không được vượt quá 0,34mm trên một 100mm đường kính xilanh.
- Dùng thước cặp để kiểm tra kích thước các rãnh xéc măng, sau đó so sánh với kích thước của xéc măng chuẩn để xác định độ mòn.
- Dùng cữ đo hoặc đồng hồ so để đo độ mòn của lỗ chốt piston.
3.3.2.2. Sửa chữa pít tông
Tuỳ theo mức độ và các hư hỏng khác nhau mà chọn các phương pháp sửa chữa khác nhau, phần lớn thường dùng piston mới hoặc tăng kích thước của piston, khi cần thiết thì phải tiến hành sửa chữa bằng các phương pháp sau:
a. Phục hồi piston
Nếu piston chỉ có vết xước nhỏ nằm trong phạm vi cho phép, và các kích thước khác bình thường thì có thể dùng giấy nhám mịn thấm dầu đánh bóng lại để tiếp tục sử dụng.
b. Thay piston
Trường hợp xilanh phải mài doa hoặc piston trong xilanh quá lỏng, piston bị nứt vỡ hoặc hư hỏng nặng, rãnh xéc măng bị mòn quá mức, lỗ chốt piston bị mòn quá kích thước sửa chữa lớn nhất thì phải thay piston.
Khi thay pit tông cần căn cứ vào đường kính xi lanh để chọn pit tông. Kích thước tăng lớn của pit tông có 6 mức là 0,25; 0,50, 0,75; 1,00; 1,25; và 1,50mm. Các kích thước tăng lớn đều có ghi rõ trên đỉnh pit tông
3.3.3. Kiểm tra sự hoạt động của bơm nhiên liệu
Dùng tay kiểm tra chuyển động của dòng nhiên liệu ở đường ra của cụm bơm bằng cách cho bơm hoạt động nhưng không được khởi động (mở khóa điện), nếu bơm có hoạt động nhưng không thấy có dòng nhiên liệu ta tiến hành tháo bơm ra kiểm tra.
3.3.4. Hiện tượng, hư hỏng, kiểm tra và sửa chữa van hằng nhiệt
3.3.4.1. Hiện tượng
Khi động cơ làm việc, nếu van hằng nhiệt hoạt động không chính xác do đàn hồi của hộp xếp kém, các van bị rỉ mắc cứng trong ống nước, do chất giãn nở chứa trong hộp xếp bị rò rỉ từ đó dẫn đến hiện tượng van không mở hoặc mở không hết, nhiệt độ động cơ quá cao. Có trường hợp van không đóng dẫn đến nhiệt độ động cơ quá thấp dẫn đến động cơ chạy quá lâu mới đạt đến nhiệt độ quy định.
3.3.4.2. Kiểm tra hư hỏng
Khi van hằng nhiệt mất tác dụng, thì tháo bu lông cố định của ống nước ra ở nắp máy, lấy van hằng nhiệt ra, nếu van bị rỉ kẹt cứng trong ống dẫn nước thì dùng búa cao su gõ nhẹ xung quanh ống nước cho rỉ bong ra để lấy van nhiệt ra, sau đó làm sạch cặn đóng trên van và tiến hành kiểm tra.
3.3.4.3 Phương pháp sửa chữa
Trường hợp van hằng nhiệt bị hư hỏng phải thay mới.
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: Th.S ……………, các thầy giáo trong Khoa Ô tô và các đồng chí trong lớp, đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu khai thác động cơ N74 trên xe BMW đã được hoàn thành đúng thời gian và đảm bảo chất lượng.
Qua quá trình làm đồ án, tôi đã:
1. Bổ sung được những kiến thức chuyên ngành về đặc điểm kết cấu động cơ
2. Tiếp cận một phần với công nghệ xe ô tô hiện đại, tiên tiến
3. Năm được quy trình bảo dưỡng, chẩn đoán và sữa chữa động cơ nói chung và trên dòng xe BMW
Do điều kiện thời gian, điều kiện thực tế và trình độ bản thân còn nhiều thiếu sót nên đồ án không tránh khỏi những sai sót, nhưng chắc chắn rằng nội dung đề tài cũng có những giá trị nhất định làm cơ sở cho việc học tập, nghiên cứu và ứng dụng vào thực tế thực hiện nhiệm vụ sau này.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong Khoa Ô tô, đặc biệt là thầy giáo: Th.S ……………, đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện đồ án.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Tấn Lộc, Thực tập động cơ 2, Đại học SPKT TPHCM, 2007.
2. Vũ Anh Tuấn, Hướng dẫn đồ án môn học Động cơ đốt trong, HV KTQS, 2003.
3. Tiến sĩ Vy Hữu Thành – Th.S Vũ Anh Tuấn, Hướng dẫn đồ án môn học Động cơ đốt trong, Học viện KTQS, 2003.
4. https://vdocuments.mx/n74-engine-bmw
5. http://bmwfans.info/parts-catalog/F01/Europe/760i-N74/browse/engine
6. BMW N74 AustralianCar.review Engine 2009.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"