MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG 1:  HỆ THỐNG PHÁT LỰC.. 1

1.1 Tổng quan. 1

1.2 Piston. 1

1.2.1 Nhiệm vụ. 1

1.2.2 Điều kiện làm việc. 1

1.2.3 Yêu cầu. 3

1.2.4 Vật liệu chế tạo. 4

1.2.5 Phương pháp chế tạo. 4

1.2.6 Cấu tạo. 4

1.2.6.1 Đỉnh piston. 5

1.2.6.2 Đầu piston. 6

1.2.6.3 Thân piston. 8

1.2.7 Nguyên nhân và những hư hỏng. 8

1.2.8 Kiểm tra và sửa chữa. 10

1.2.8.1 Kiểm tra vết xước, rạn nứt 10

1.2.8.2 Kiểm tra độ mòn. 10

1.2.8.3 Phục hồi piston. 12

1.2.8.4 Thay piston. 13

1.3 Thanh truyền. 14

1.3.1 Nhiệm vụ. 14

1.3.2 Điều kiện làm việc. 14

1.3.3 Yêu cầu. 14

1.3.4 Vật liệu chế tạo. 14

1.3.5 Phương pháp chế tạo. 14

1.3.6 Cấu tạo. 15

1.3.6.1 Đầu nhỏ thanh truyền. 15

1.3.6.2 Thân thanh truyền. 18

1.3.6.3 Đầu to thanh truyền. 19

1.3.6.4 Bạc Lót Đầu To Thanh Truyền. 20

1.3.5.5 Bulông Thanh Truyền. 23

1.3.7 Thanh truyền Toyota 3A.. 25

1.3.7.1 Đầu nhỏ thanh truyền: 25

1.3.7.2 Thân thanh truyền: 26

1.3.7.3 Đầu to thanh truyền: 27

1.3.8 Sửa chữa thanh truyền: 30

1.3.8.1 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng: 30

1.3.9 Phương pháp kiểm tra: 30

1.3.9.1 Kiểm tra thanh truyền: 30

1.3.9.2 Kiểm tra bạc lót đầu to thanh truyền: 31

1.3.10 Phương pháp sửa chữa: 33

1.3.10.1 Sửa chữa bạc lót đầu to thanh truyền: 33

1.3.10.2 Sửa chữa đầu to thanh truyền: 34

1.3.10.3 Sửa chữa thanh truyền bị nứt: 34

1.4 Trục khuỷu. 34

1.4.1 Tổng quan. 34

1.4.2 Nhiệm vụ. 35

1.4.3 Điều kiện làm việc. 35

1.4.4 Yêu cầu. 36

1.4.5 Vật liệu chế tạo. 36

1.4.6 Phương pháp chế tạo. 37

1.4.7 Cấu tạo. 38

1.4.7.1 Đầu trục khuỷu. 40

1.4.7.2 Cổ trục khuỷu (cổ trục chính). 40

1.4.7.3 Chốt khuỷu (cổ truyền). 41

1.4.7.4 Má khuỷu. 42

1.4.7.5 Đối trọng. 43

1.4.7.6 Đuôi trục khuỷu. 44

1.4.8 Hư hỏng. 45

1.4.9 Kiểm tra và sữa chữa. 47

CHƯƠNG 2:  CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ. 51

2.1 Tổng quan. 51

2.2 Yêu cầu: 51

2.3 Phân loại: 51

2.3.1 Phương án bố trí xupáp. 52

2.3.2 Phương án bố trí trục cam.. 57

2.4 Cấu tạo. 58

2.4.1 Xupáp. 58

2.4.2 Trục cam. 63

2.4.3 Con đội. 65

2.5 Trục cam. 68

2.5.1 Nhiệm vụ. 68

2.5.2 Điều kiện làm việc. 68

2.5.3 Yêu cầu. 68

2.5.4 Vật liệu chế tạo trục cam. 69

2.5.5 Kết cấu. 70

2.5.5.1 Vấu cam. 70

2.5.5.2 Cổ trục và ổ trục. 71

2.5.5.3 Ổ chắn dọc trục. 72

2.5.6 Trục cam TOYOTA 3A. 72

2.5.6.1 Đặc điểm. 72

2.5.6.2 Kết cấu trục cam động cơ TOYOTA 3A. 72

2.6 Dẫn động trục cam. 75

2.6.1 Dẫn động bằng bộ truyền bánh răng. 75

2.6.2 Dẫn động băng bộ truyền xích. 76

2.3.3 Dẫn động bằng bộ truyền đai. 76

2.7 Cơ cấu phân phối khí động cơ TOYOTA 3A. 77

2.7.1 Giới thiệu chung. 77

2.7.2 Các chi tiết của cơ cấu phân phối khí trên động cơ. 77

2.8 Hư hỏng thường gặp. 79

2.9 Kiểm tra và sữa chữa. 79

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG BÔI TRƠN.. 84

3.1 Tổng quan. 84

3.2 Nhiệm vụ. 84

3.3 Yêu cầu. 85

3.4 Tổng quát về dầu nhờn. 85

3.4.1 Khái niệm.. 85

3.4.2 Tính chất của dầu nhờn. 85

3.4.3 Một số tiêu chuẩn dầu nhờn của động cơ. 86

3.5 Các phương pháp bôi trơn trong động cơ đốt trong. 87

3.5.1 Bôi trơn bằng vung té dầu. 87

3.5.2 Bôi trơn bằng phương pháp cưỡng bức. 87

3.5.3 Bôi trơn bằng cách pha dầu nhờn vào nhiên liệu. 91

3.6 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của hệ thống bôi trơn. 92

3.6.1 Cấu tạo. 93

3.6.2 Nguyên lý làm việc. 94

3.7 Hệ thống bôi trơn trên động cơ Toyota 3A.. 94

3.7.1 Giới thiệu. 94

3.7.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc. 95

3.7.2.1 Cấu tạo. 95

3.7.2.2 Nguyên lý làm việc. 96

3.7.3  Hư hỏng thường gặp. 96

3.7.4 Cách khắc phục. 96

3.7.5 Bảo dưỡng. 97

3.8 Bơm dầu. 97

3.8.1 Tổng quan. 97

3.8.2 Phân loại 97

3.8.2.1 Bơm dầu bánh răng. 98

3.8.2.2 Bơm dầu rô to. 99

3.8.2.3 Bơm dầu cánh gạt 101

3.8.2.4 Bơm dầu lưỡi liềm.. 103

3.8.3 Hư hỏng bơm dầu động cơ TOYOTA 3A. 104

3.8.4 Kiểm tra hư hỏng bơm dầu động cơ TOYOTA 3A. 104

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG LÀM MÁT.. 107

4.1 Tổng quan về hệ thống làm mát 107

4.1.1 Nhiệm vụ. 107

4.1.2 Yêu cầu. 107

4.1.3 Phân loại 107

4.1.4 Sơ đồ đường nước làm mát 108

4.1.5 Hệ thống làm mát bằng không khí 110

4.1.5 Hệ thống làm mát bằng nước. 111

4.1.5.1 Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi 111

4.1.5.2 Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên. 112

4.1.5.3 Hệ thống làm mát bằng nước kiểu tuần hoàn cưỡng bức. 114

4.1.6 Giới thiệu về nước làm mát 117

4.1.6.1 Khái niệm nước làm mát 117

4.1.6.2 Phân loại 118

4.1.6.3 Thành phần hóa học. 118

4.1.6.4 Yêu cầu đối với nước làm mát 119

4.1.6.5 Lưu ý khi thay nước làm mát trên ô tô. 119

4.1.7 Hệ thống làm mát động cơ 3A.. 120

4.1.7.1 Giới thiệu. 120

4.1.7.1 Kết cấu. 120

4.1.7.2 Nguyên lý hoạt động. 121

4.1.8 Hư hỏng và sửa chữa. 121

4.1.8.1 Hư hỏng. 121

4.1.8.2 Sửa chữa. 122

4.1.8.3 Bảo dưỡng  hệ thống làm mát 122

4.2 Bơm nước. 122

4.2.1 Tổng quan. 122

4.2.2 Phân loại 123

4.2.2.1 Bơm ly tâm.. 123

4.2.2.2 Bơm cánh hút 125

4.2.2.4 Bơm guồng. 126

4.2.2.5 Bơm piston. 127

4.2.2.6 Bơm bánh răng. 128

4.2.3 Bơm nước sử dụng trên động cơ TOYOTA 3A.. 129

4.2.3.1 Cấu tạo. 129

4.2.3.2 Nguyên lý hoạt động. 130

4.2.4 Hư hỏng thường gặp. 130

4.2.5 Kiểm tra và sửa chữa. 130

4.2.5.1 Phương pháp kiểm tra. 130

4.2.5.2 Phương pháp sửa chữa. 131

4.3 KÉT NƯỚC.. 131

4.3.1 Nhiệm vụ. 131

4.3.2 Phân loại 132

4.3.3 Két làm mát Toyota 3A.. 133

4.3.3.1 Cấu tạo. 133

4.3.3.2 Nguyên lý hoạt động. 135

4.3.4 Nắp két nước. 135

4.3.4.1 Nhiêm vụ. 135

4.3.4.2 Kết cấu. 136

4.3.4.3 Nguyên lý làm việc. 137

4.3.5 Van hằng nhiệt 137

4.3.5.1 Nhiệm vụ. 137

4.3.5.2 Cấu tạo. 138

4.3.5.3 Nguyên lý làm việc. 138

4.3.6 Hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa. 138

4.3.6.1 Két nước. 138

4.3.6.2 Nắp két nước. 140

4.3.6.3 Van hằng nhiệt 141

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 143

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, khoa học kỹ thuật của nước ta đang phát triển rất mạnh mang lại nhiều lợi ít to lớn cho đời sống của nhân dân cũng như hòa nhập với sự phát triển chung của đất nước trong khu vực và trên thế giới. Nhà nước đã đẩy mạnh sự phát triển công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, một trong những chỉ tiêu đặt ra hàng đầu hiện nay là nghành công nghệ kỹ thuật ô tô. Mạng lưới giao thông phát triển nhanh, phương tiện đi lại bằng ô tô ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong sự phát triển chung của toàn xã hội về vấn đề giải quyết việc làm và nhu cầu đi lại.

Trong quá trình học tập tại trường Cao đẳng Kỹ thuật Cao Thắng, chúng em được trang bị những kiến thức cơ bản về ngành kỹ thuật ô tô. Mặc dù còn một thời gian nữa chúng em mới ra trường nhưng khi nhận đồ án về chuyên đề mình học, tập thể chúng em cảm thấy rất vui. Qua việc làm đồ án sẽ trang bị thêm và củng cố những kiến thức của chúng em đã được học để giúp chúng em hoàn thiện bản thân hơn khi sau này ra trường đóng góp nhiều hơn trong việc phát triển ngành kỹ thuật ô tô nước nhà và giúp cho đất nước có bước tiến vững chắc để sánh vai cùng các nước trong khu vực.

Chúng em nhận được đề tài “Nghiên cứu lắp đặt, lập quy trình sửa chữa mô hình động cơ TOYOTA 3A”. Đây là đề tài rất bổ ích và thiết thực giúp chúng em áp dụng song song giữa lý thuyết trên lớp và thực hành xưởng và là nền tảng quan trọng để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp.

  Được sự chỉ đạo của Khoa Cơ Khí Động Lực, sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của Thầy: ThS…………… cũng như các Thầy Cô trong bộ môn đã tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành tốt đồ án này. Vì thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, do vậy rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô để đồ án tốt nghiệp trở nên hoàn thiện hơn.

CHƯƠNG 1:  HỆ THỐNG PHÁT LỰC

1.1 Tổng quan

Hệ thống phát lực có nhiệm vụ vô cùng quan trọng trong việc tạo ra công cho động cơ hoạt động. Có chức năng tiếp nhận áp lực của khí trong không gian công tác xylanh rồi biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. Các bộ phận chính bao gồm: Piston, thanh truyền, trục khuỷu.

1.2 Piston 

Nhóm chi tiết piston có nhiệm vụ vô cùng quan trọng trong việc tạo ra công cho động cơ hoạt động. Do đây là chi tiết kết hợp với xy lanh và nắp máy trong hệ thống cố định tạo thành buồng cháy để đốt cháy hòa khí sinh công cho động cơ.

1.2.1 Nhiệm vụ

Đảm bảo bao kín buồng cháy, giữ không cho khí trong buồng cháy lọt xuống các te và không cho dầu nhờn từ các te lên buồng đốt.

1.2.2 Điều kiện làm việc

Piston có điều kiện làm việc rất khắc nghiệt.

* Chịu tải trọng cơ học:

- Chịu áp suất khí thể tác dụng lên đỉnh piston rất lớn và áp suất này thay đổi liên tục nên có tính va đập lớn.

- Khi động cơ hoạt động do có số vòng quay cao nên lực quán tính tác dụng lên piston cũng rất lớn.

* Chịu tải trọng nhiệt:  

- Gây ứng suất nhiệt lớn có thể làm rạn nứt pison.

- Gây biến dạng làm tăng khả năng bó kẹt trong xy lanh.

- Làm giảm sức bền của piston.

1.2.3 Yêu cầu.     

Đủ bền để chịu áp suất của hỗn hợp khí tác dụng lên piston.

Thiết kế bằng vật liệu nhẹ để giảm lực quán tính, giản nở ít và dẫn nhiệt tốt.

Có ống dẫn hướng tốt để piston di chuyển tự do, nhẹ nhàng trong lòng xy lanh.

1.2.4 Vật liệu chế tạo

Do piston làm việc trong điều kiện khá khắc nghiệt nên đòi hỏi vật liệu chế tạo piston phải đảm bảo các yêu cầu như:

- Có sức bền lớn ở nhiệt độ cao và khi tải trọng thay đổi.

- Trọng lượng riêng nhỏ.

- Hệ số giản nở nhỏ, hệ số dẫn nhiệt lớn.

1.2.6 Cấu tạo

Gồm 3 phần: đỉnh, đầu và thân piston.

1.2.6.1 Đỉnh piston

Đỉnh bằng: là loại dùng phổ biến nhất. Loại đỉnh này có diện tích chịu nhiệt nhỏ nhất, kết cấu đơn giản và dễ chế tạo. Đỉnh bằng thường dùng trong động cơ xăng và động cơ diesel có buồng cháy dự bị và xoáy lốc.

1.2.6.2 Đầu piston

Đầu piston có các rãnh để lắp xéc măng khí và xéc măng dầu.

Nhiệm vụ của đầu piston là bao kín, nên cần lắp các xéc măng ở trên các rãnh xéc măng.

Xéc măng khí có nhiệm vụ bao kín buồng cháy, ngăn không cho khí cháy từ buồng cháy lọt xuống các te.

1.2.6.3 Thân piston

Thân piston làm nhiệm vụ dẫn hướng cho piston di chuyển lên xuống trong lòng xy lanh và kết hợp với thanh truyền để truyền lực.

Thân piston được khoan lỗ nằm ngang nhằm để nối piston với thanh truyền bằng chốt piston.

1.2.8 Kiểm tra và sửa chữa

1.2.8.1 Kiểm tra vết xước, rạn nứt

Khi piston bị xước hoặc rạn nứt chúng ta có thể kiểm tra bằng mắt thường, nếu không thì sử dụng thanh kim loại gõ nhẹ vào thân piston nếu có tiếng rè chứng tỏ piston bị nứt.

1.2.8.2 Kiểm tra độ mòn

Dùng panme đo ngoài để đo đường kính phần đáy thân piston, sau đó so sánh với kích thước tiêu chuẩn. Khi kiểm tra độ mòn cần phải kiểm tra khe hở giữa piston và xy lanh, nếu khe hở vượt quá giới hạn cho phép thì công suất của động cơ sẽ giảm, khi làm việc sẽ gây nên tiếng gõ không bình thường (gõ xy lanh).   

1.2.8.3 Phục hồi piston

Nếu piston có những vết xước nhỏ trong phạm vi cho phép có thể dùng giấy nhám mịn thấm dầu đánh bóng lại để tiếp tục sử dụng.

1.3 Thanh truyền

1.3.1 Nhiệm vụ

Trong động cơ đốt trong thanh truyền có tác dụng nối piston với trục khuỷu của động cơ và biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu.

1.3.2 Điều kiện làm việc

Thanh truyền chịu lực khí thể, lực quán tính của nhóm piston và lực quán tính của bản thân thanh truyền. Các lực trên đều là các lực tuần hoàn va đập.

1.3.5 Phương pháp chế tạo

Phần lớn thanh truyền chủ yếu chế tạo bằng phương pháp rèn khuôn. Để chịu được các lực khí thể, lực quán tính nên được gia công (tôi rèn) nhằm tăng độ cứng vững của thanh truyền.

1.3.6.3 Đầu to thanh truyền

Đầu to thanh truyền nối với cổ trục khuỷu gồm hai nửa, nửa trên liền với thanh truyền, nửa dưới chế tạo rời, phía trong có bạc làm bằng thép rồi tráng một lớp hợp kim đồng, chì bạc gồm hai nửa. Mặt trong có bạc có phay rảnh để chứa dầu bôi trơn, giữa các nửa của đầu to thanh truyền ghép với nhau bằng bulông. Để chống xoay bạc mỗi nửa bạc có dập định vị khớp với rãnh đầu to thanh truyền.

1.3.7 Thanh truyền Toyota 3A

1.3.7.1 Đầu nhỏ thanh truyền:

Đầu nhỏ thanh truyền động cơ Toyota 3A chốt piston được lắp cố định bằng phương pháp ép nóng.

1.3.7.2 Thân thanh truyền

Thân thanh truyền động cơ Toyota 3A là phần nối đầu nhỏ thanh truyền với đầu to thanh truyền có tiết diện hình chữ I được chế tạo nguyên khối không có đường dầu bôi trơn.

1.3.7.3 Đầu to thanh truyền:

Đầu to thanh truyền nối với cổ trục khuỷu gồm hai nửa, nửa trên liền với thanh truyền, nửa dưới chế tạo rời, phía trong có bạc làm bằng thép rồi tráng một lớp hợp kim đồng, chì bạc gồm hai nửa.

1.3.8 Sửa chữa thanh truyền:

1.3.8.1 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng:

Hiện tượng hư hỏng:

Trong quá trình làm việc thanh truyền thường có những hư hỏng sau:

Lỗ đầu to và đầu nhỏ bị mòn, bề mặt lắp ghép hai nửa đầu to và mặt tì của bulông biên bị sứt mẻ, thanh truyền bị rặn nứt, biến dạng (cong, xoắn).

1.3.9 Phương pháp kiểm tra:

1.3.9.1 Kiểm tra thanh truyền:

* Kiểm tra bulông thanh truyền:

- Dùng mắt để quan sát xem bulông, đai ốc có bị chờn cháy ren hay không?.

- Dùng pame đo đường kính thân bulong, đường kính tối thiểu không nhỏ hơn đường kính tiêu chuẩn 0,20 - 0,35mm. Nếu đường kính nhỏ hơn mức tối thiểu thì thay bulông mới.

* Kiểm tra lỗ dầu trên thân thanh truyền:

- Các lỗ dầu trên thân thanh truyền bị tắc phải thông rửa sạch cặn bẩn rồi dùng khí nén thổi sạch.

1.3.9.2 Kiểm tra bạc lót đầu to thanh truyền:

* Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng bạc lót đầu to thanh truyền

- Bề mặt bạc bị cào xước thành những đường tròn do dầu bôi trơn có nhiều bụi bẩn, vết sướt sâu có thể do mạt kim loại hoặc hạt cứng.

- Bề mặt bị mòn ô van do ma sát giữa trục và bạc làm tăng khe hở lắp ghép và sinh ra va đập khi động cơ làm việc (khe hở phải nhỏ hơn 0,1mm có thể nhận biết thông qua áp suất dầu bôi trơn).

1.3.10 Phương pháp sửa chữa:

1.3.10.1 Sửa chữa bạc lót đầu to thanh truyền:

* Căn cứ vào các cấp bảo dưỡng, sửa chữa động cơ mà có các công việc sửa chữa như sau:

- Hạ căn mép để điều chỉnh khe hở của bạc với những động cơ bảo dưỡng, sửa chữa lần đầu.

- Đưa căn vào lưng bạc để điều chỉnh khe hở và độ găng của bạc, tùy theo khe hở mà chọn chiều dày căn cho phù hợp. Phương pháp này áp dụng cho động cơ nhiều lần bảo dưỡng, sửa chữa.

* Quy trình cạo bạc

- Lắp trục khuỷu lên giá đỡ và lau chùi sạch sẽ các cổ trục.

- Lắp thanh truyền vào bạc lót đúng vị trí và đúng chiều.

1.3.10.3 Sửa chữa thanh truyền bị nứt:

Khi thanh truyền có vết rạn nứt nhỏ ở gần lỗ lắp bulông hay phía đầu nhỏ hoặc mòn rộng lỗ bulông, có thể hàn đắp đồng sau đó dũa và mài phẳng bề mặt.

Nếu thanh truyền bị rạn nứt lớn đều phải thay thanh truyền đúng chủng loại.

1.4.7 Cấu tạo

Đặc điểm cấu tạo trục khuỷu

Kết cấu trục khuỷu phụ thuộc trước hết vào loại trục khuỷu. Người ta phân chia trục khuỷu thành hai loại sau: Trục khuỷu nguyên và trục khuỷu ghép.

1.4.7.1 Đầu trục khuỷu

Đầu trục khuỷu lắp đai ốc để quay trục khi cần thiết hoặc để khởi động bằng tay quay. Trên đầu tục khuỷu thường có then để lắp puli dẫn động quạt gió, bơm nước cho hệ thống làm mát, bộ giảm dao động xoắn (nếu có) và lắp bánh răng trục khuỷu.

1.4.7.2 Cổ trục khuỷu (cổ trục chính)

 Cổ trục khuỷu được lắp trên ổ đỡ trên thân máy và là trục quay của trục khuỷu. Cổ trục được gia công và xử lý bề mặt đạt độ cứng và độ bóng cao và thường có cùng kích thước đường kính. Đường kính cổ trục thường tính theo sức bền và điều kiện hình thành màng dầu bôi trơn, quy định thời gian sử dụng và thời gian sữa chữa động cơ.

1.4.7.3 Chốt khuỷu (cổ truyền)

Là phần để lắp ráp với đầu to thanh truyền. Chốt khuỷu cũng phải được gia công và xử lý bề mặt để đạt độ cứng và độ bóng cao. Đường kính chốt thường nhỏ hơn đường kính cổ, nhưng cũng có những trường hợp động cơ cao tốc do phụ tải lực quán tính lớn nên đường kính chốt khuỷu có thể bằng đường kính cổ khuỷu.

1.4.7.5 Đối trọng

Đối trọng là các khối lượng gắn trên trục khuỷu để tạo ra lực quán tính ly tâm nhằm những mục đích sau:

- Cân bằng các lực và mômen lực quán tính không cân bằng của động cơ, chủ yếu là lực quán tính ly tâm, nhưng đôi khi còn dùng để cân bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến.

- Giảm phụ tải cho cổ trục: nhất là cổ trục giữa động cơ bốn kỳ có 4, 6, 8 xy lanh vì ở những động cơ này tuy các lực quán tính và momen lực quán tính đều tự cân bằng nhưng các cổ trục ở giữa thường phải chịu ứng suất uốn rất lớn.

1.4.7.6 Đuôi trục khuỷu

Đuôi trục khuỷu thường lắp với các chi tiết máy của động cơ truyền dẫn công suất ra ngoài máy công tác (bánh đà, khớp nối, bánh đai truyền..).

Trục thu công suất động cơ thường đồng tâm với trục khuỷu dùng mặt bích trục khuỷu để lắp bánh đà và được làm rỗng để lắp vòng bi đỡ trục sơ cấp hộp số.

CHƯƠNG 2:  CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ

2.1 Tổng quan

Cơ cấu phân phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí: Thải sạch khí thải ra khỏi xy lanh và nạp đầy khí hỗn hợp hoặc không khí mới vào xy lanh để động cơ được làm việc liên tục.

2.3 Phân loại: 

 Động cơ đốt trong thường dùng các loại cơ cấu phân phối khí sau: 

- Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp. 

- Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt.

2.3.1 Phương án bố trí xupáp  

- Các động cơ đốt trong có cơ cấu phân phối khí dùng xupáp ngày nay đều bố trí xupap theo một trong hai phương án chủ yếu là bố trí xupap đặt và bố trí xupap treo.

- Động cơ diesel chỉ dùng phương án bố trí xupap treo. Vì dung tích buồng cháy của động cơ diesel nhỏ, tỷ số nén rất cao.

2.3.2 Phương án bố trí trục cam 

* Trục cam bố trí trên thân máy hoặc ở hộp trục khuỷu:

Thường được dẫn động bằng nánh răng, nếu khoảng cách trục cam và khuỷu nhỏ, thường chỉ dùng một cặp bánh răng nếu khoảng cách trục lớn, phải dùng thêm bánh răng trung gian.

* Trục cam bố trí trên nắp xy lanh:

- Dẫn động trục cam có thể dùng trục trung gian dẫn động bằng bánh răng côn hoặc dùng xích răng, khi dùng bánh răng côn, mỗi răng còn cầm có ổ chắn dọc trục để chịu lực chiều trục. Khi lắp ghép phải đảm bảo khe hở ăn khớp của các răng vào khoảng 0,1 - 0,25mm để bánh răng không bị kẹt khi than máy giản nở do nhiệt.

2.4 Cấu tạo 

2.4.1 Xupáp   

Trong quá trình làm việc, mặt nấm xupáp chịu phụ tải động và phụ tải nhiệt rất lớn. Lực khí thể tác dụng lên mặt nấm xupáp có thể lên tới 10.000 - 20.000N, trong động cơ cường hóa và tăng áp, lực này có thể lên đến 30.000N. Hơn nữa, mặt nấm xupáp luôn va đập mạnh với đế xupáp nén rất dễ bị biến dạng.

* Thân xupáp:

Thân xupáp thường có đường kính phù hợp để dẫn hướng tốt, tản nhiệt tốt và chịu được lực nghiêng khi xupáp mở. 

* Đuôi xupáp:

Khi dẫn động xupáp bằng cơ cấu con đội đòn bẩy, đĩa lò xo lắp với xupáp bằng hai móng hãm hình côn lắp vào đoạn có đường kính nhỏ trên đuôi xupáp. Mặt côn phía ngoài của móng hãm ăn khớp với mặt côn của lỗ đĩa lò xo, góc côn thường từ 10-15 độ. 

* Ống dẫn hướng xupáp:

Để sửa chữa và tránh hao mòn cho thân máy hoặc nắp xylanh ở chỗ lắp xupáp, người ta lắp ống dẫn hướng xupáp trên các chi tiết máy. Xupáp được lắp vào ống dẫn hướng theo chế độ lắp lỏng.

2.4.2 Trục cam.

Trục cam dùng để dẫn động xupáp đóng mở theo quy luật nhất định trục cam (hình 2.9) bao gồm các phần cam thải, cam nạp và các ổ trục. Ngoài ra trong một số động cơ trên trục cam còn có cam dẫn động bơm xăng, cam dẫn động bơm cao áp và bánh răng dẫn động bơm dầu, bộ chia điện v v..

2.4.3 Con đội.

Trong phương án dẫn động xupáp theo kiểu gián tiếp, con đội là một chi tiết máy truyền lực trung gian, đồng thời con đội chịu lực nghiêng do cam phối khí gây ra trong quá trình dẫn động xupáp, khiến cho xupáp có thể hoàn toàn không chịu lực nghiêng (trong cơ cấu phân phối khí xupáp đặt).

2.5 Trục cam.

2.5.1 Nhiệm vụ.

Trục cam dùng để dẫn động xupap đóng mở theo quy luật nhất định, và dẫn động một số bộ phận khác như bơm dầu nhờn, bơm nhiên liệu, bộ chia điện.

2.5.3 Yêu cầu.

Mặt cam và cổ trục đều được gia công nhiệt luyện và mài bóng để nâng cao khả năng chịu mòn. Đường kính các cổ trục lớn hơn chiều cao của các vấu cam để giúp cho việc tháo, lắp được dễ dàng.

2.5.4 Vật liệu chế tạo trục cam.

Khi chế tạo các vấu cam rời, trục cam thường được dập bằng thép, khi chế tạo cam và trục liền khối, trục cam có thể dập bằng thép hoặc đúc bằng gang chuyên dùng.

Vật liệu chế tạo trục cam thường là thép hợp kim thành phần cacbon thấp như thép 15X, 15MH, 12XH, 3A, 18XBHA... Hoặc là thép cacbon thành phần cacbon trung bình như là thép C40 hay C45.

2.5.5 Kết cấu

Trục cam gồm các bộ phận chính: vấu cam, cổ trục và ổ chắn dọc trục. Ngoài ra, trên trục cam của một số động cơ còn có bánh răng dẫn động bơm dầu, bộ chia điện, có cam lệch tâm dẫn động bơm xăng.

2.5.5.3 Ổ chắn dọc trục.

Để giữ cho trục cam không dịch chuyển theo chiều trục (Khi trục cam, thân máy hoặc nắp xy lanh giản nở) khiến cho khe hở ăn khớp của bánh răng côn và bánh răng nghiêng dẫn động trục cam thay đổi là ảnh hưởng đến pha phân phối khí, người ta phải dùng ổ chắn dọc trục.

2.5.6 Trục cam TOYOTA 3A.

2.5.6.1 Đặc điểm.

Đối với động cơ TOYOTA 3A thì trục cam nằm trên nắp máy với tổng chiều dài trục là d= 452 mm và đường kính trục Ø= 26 mm.

2.5.6.2 Kết cấu trục cam động cơ TOYOTA 3A.

* Đầu trục cam.

- Đầu trục cam được gắn 1 bánh răng để nhận chuyển động từ trục khuỷu bằng dây đai với kích thước như sau: 

- Đường kính vòng đỉnh da= 108mm

- Đường kính vòng chia d= 105mm

- Đường kính vòng chân df = 102mm

* Bánh răng dẫn động bộ chia điện: ăn khớp với trục vít của bộ chia điện theo kiểu bánh vít - trục vít.

- Đường kính vòng đỉnh da = 53mm

- Đường kính vòng chia d = 48mm

- Đường kính vòng chân df = 43mm

2.6 Dẫn động trục cam.

Dẫn động trục cam phụ thuộc vào vị trí đặt trục cam trên động cơ, công suất và công nghệ của các hãng chế tạo xe hơi. Các kiểu dẫn động trục cam phổ biến là: dẫn động trục cam bằng bộ truyền bánh răng, bộ truyền xích và bộ truyền đai.

2.6.1 Dẫn động bằng bộ truyền bánh răng.

Bánh răng được lắp ở đầu trục khuỷu của động cơ hoặc đuôi trục khuỷu, ở mỗi phương án đều có ưu và nhược điểm riêng. Thông thường, để kết cấu dẫn động đơn giản thì bánh răng được lắp ở đầu trục khuỷu. Tuy nhiên, cơ cấu này sẽ chịu ảnh hưởng của hiện tượng dao động xoắn.

2.6.2 Dẫn động băng bộ truyền xích.

Bộ truyền xích có thể được sử dụng để dẫn động cho trục cam ở nắp máy hoặc trong thân máy. Ưu điểm của bộ truyền xích là kết cấu gọn nhẹ và truyền động dễ dàng ở khoảng cách trục lớn. Nhưng nhược điểm cơ bản của bộ truyền xích là dễ bị rung động khi thay đổi tải và gây ra tiếng ồn. 

2.3.3 Dẫn động bằng bộ truyền đai.

Bộ truyền đai thường được sử dụng khi trục cam được đặt phía trên nắp máy và phổ biến ở các dòng xe du lịch, xe tải nhỏ. Ưu điểm nổi bật của dẫn động đai là làm việc êm dịu, không cần bôi trơn và không đòi hỏi phải điều chỉnh độ căng trong quá trình sử dụng. 

2.7 Cơ cấu phân phối khí động cơ TOYOTA 3A.

2.7.1 Giới thiệu chung

Động cơ chỉ có duy nhất một trục cam bố trí ở nắp máy. Trục cam này dẫn động qua các cò mổ đóng mở xupáp nạp lẫn xả thông qua cò mổ. Động cơ toyota 3A thông thường chỉ được bố trí 2 van cho mỗi xi lanh.

2.7.2 Các chi tiết của cơ cấu phân phối khí trên động cơ

* Đòn bẩy (cò mổ):

Đòn bẩy ở động cơ TOYOTA 3A được làm bằng thép cacbon thành phần trung bình.

* Xupap:

Xupáp ở động cơ TOYOTA 3A được chế tạo đơn giản với dạng nấm lõm có đường kính mặt nấm là 36mm, thân có tiết diện là 7mm với độ chính xác cao giúp dẫn hướng tốt và chịu được lực nghiêng khi đóng mở

2.9 Kiểm tra và sữa chữa.

* Kiểm tra, sữa chữa cổ trục và bạc lót.

- Kiểm tra các vết nứt, xước các bộ phận của trục cam, bánh răng cam hoặc xích hay dây đai dẫn động: có thể dùng kính phóng đại hoặc mắt thường để kiểm tra phát hiện hư hỏng.

- Trục cam hay trục phối khí được chế tạo bằng thép các bon hay thép hợp kim, được gia công nhiệt luyện và mài bóng, điều kiện bôi trơn tương đối tốt nên mòn chậm. Do đó, chỉ 2 - 3 lần sửa chữa lớn mới mài lại trục cam.

* Kiểm tra, sữa chữa độ cong cổ trục.

- Đặt trục cam lên khối V.

- Dùng đồng hồ so, khối V để đo độ cong của trục với tiêu chuẩn của nhà  sản xuất là < 0,02mm và giới hạn là 0,10mm.                

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG BÔI TRƠN

3.1 Tổng quan

Hệ thống bôi trơn cung cấp dầu nhờn liên tục đến các chi tiết chuyền động quay và trượt của động cơ đảm bảo các chi tiết được hoạt động êm dịu. Nó đóng vai trò làm mát các chi tiết và làm tăng tuổi thọ của các chi tiết trong động cơ.

3.2 Nhiệm vụ

Bôi trơn bề mặt ma sát, làm giảm tổn thất ma sát: Trong quá trình làm việc, dầu bôi trơn đóng vai trò là chất liệu trung gian đệm vào giữa các bề mặt ma sát có chuyển động tương đối với nhau khiến cho các bề mặt không trực tiếp tiếp xúc với nhau.

3.3 Yêu cầu

Để đảm bảo các điểm bôi trơn thống nhất và liên tục để cung cấp dầu bôi trơn áp suất nhất định, đủ dầu, và có thể được điều chỉnh khi cần.Độ tin cậy cao của công việc. 

3.4 Tổng quát về dầu nhờn

3.4.1 Khái niệm

Dầu nhờn (dầu nhớt) gọi chung là dầu bôi trơn là loại dầu dùng để bôi trơn cho các động cơ hệ thống máy móc. Dầu nhờn là hỗn hợp bao gồm dầu gốc và phụ gia, hay người ta thường gọi là dầu nhờn thương phẩm. Phụ gia thêm vào với mục đích là giúp cho dầu nhờn thương phẩm có được những tính chất phù hợp với chỉ tiêu đề ra mà dầu gốc không có được.

3.4.2 Tính chất của dầu nhờn

- Độ nhớt

Độ nhớt là một trong những tính chất chủ yếu về chất lượng bôi trơn của dầu nhờn. độ mòn của chi tiết, tính khởi động của động cơ và khả năng lựu thông của dầu nhờn phụ thuộc nhiều vào độ nhớt. 

- Nhiệt độ đông đặc

Nhiệt độ đông đặc của dàu nhờn là nhiệt độ thấp nhất mà dầu nhờn có thể đông dặc lại. Nhiệt độ đông đặc của dầu nhờn có ảnh hưởng rất nhiều đối với những động cơ làm việc vào mùa đông, đắc biệt là những nước có nhiệt độ thấp. Nhiệt độ đông dặc của dầu nhờn dùng trong động cơ là thường khoảng -20°C.

- Lượng axit

Lượng axit thể hiện tính ăn mòn kim loại của dầu nhờn. Dầu nhờn để lâu ngày hoặc đã dùng bị phân hủy, thì lượng axit tăng lên và làm cho các chi tiết bị ăn mòn. Vì vậy động cơ phải sử dụng loại dầu nhờn có lượng axit thấp nhất.

3.4.3 Một số tiêu chuẩn dầu nhờn của động cơ

- Tiêu chuẩn API: Là tiêu chuẩn về chất lượng được qui định bởi Viện nghiên cứu dầu mỏ Hoa Kỳ.

- Tiêu chuẩn SAE: Là tiêu chuẩn phân loại dầu theo độ nhớt (được hiểu là độ cứng và độ mềm của dầu).

3.5 Các phương pháp bôi trơn trong động cơ đốt trong

3.5.1 Bôi trơn bằng vung té dầu

Khi động cơ làm việc các chi tiết như trục khuỷu, thanh truyền, bánh răng…chuyển động sẽ vung té dầu lên bề mặt làm việc các chi tiết cần được bôi trơn như: xylanh, cacte, các cam….

3.5.2 Bôi trơn bằng phương pháp cưỡng bức

Hầu hết các động cơ đốt trong ngày nay đều bôi trơn bằng phương pháp cưỡng bức: Dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định, do đó hoàn toàn có thể đảm bảo yêu cầu bôi trơn, làm mát và tẩy rửa mặt ma sát của ổ trục. 

3.5.3 Bôi trơn bằng cách pha dầu nhờn vào nhiên liệu

Phương pháp này được dùng ở động cơ xăng hai kỳ có cửa nạp, cửa xả, cửa thổi ở trên xi lanh và các te chứa hoà khí. 

Dầu bôi trơn được pha vào trong nhiên liệu theo một tỷ lệ nhất định từ 1/20 – 1/25 và có thể theo các cách sau:

- Xăng và dầu bôi trơn được hoà trộn trước khi đổ vào bình chứa.

- Dầu bôi trơn và xăng được chứa ở hai thùng riêng biệt trên động cơ. Trong quá trình động cơ làm việc, dầu và xăng được hoà trộn song song, tức là dầu và xăng được pha trộn theo định lượng khi ra khỏi thùng chứa.

3.7 Hệ thống bôi trơn trên động cơ Toyota 3A

3.7.1 Giới thiệu

Hệ thống bôi trơn trên động cơ toyota 3A là hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte ướt, sử dụng dầu nhờn để bôi trơn các ổ trục, piston, trục khuỷu, trục cam....Giúp các chi tiết được làm việc trong trang thái ổn định đảm bảo công suất động cơ không bị hao hụt.

3.7.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

3.7.2.1 Cấu tạo

Cacte dầu: chứa dầu bôi trơn cung cấp cho hệ thống làm việc và lắng động mạt kim loại.

Que thăm dầu: đo mức dầu chứa trong cacte.

Lọc thô: lọc tạp chất và bụi bẩn có trong dầu bôi trơn.

3.7.3  Hư hỏng thường gặp

Những hư hỏng thường gặp

- Rò rỉ đường dầu gây thất thoát dầu

- Bầu lọc tinh bị nhiễm bẩn nặng

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG LÀM MÁT

4.1 Tổng quan về hệ thống làm mát

4.1.1 Nhiệm vụ

Trong quá trình làm việc của động cơ, nhiệt truyền cho các chi tiết tiếp xúc với khí cháy là rất lớn khoảng 25÷35. Mà kim loại là giãn nở vì nhiệt sẽ gây giảm sức bền, tuổi thọ của các chi tiết, giảm độ nhớt của dầu bôi trơn làm tăng tổn thất ma sát, giảm hệ số ma sát, gây bó kẹt piston trong thành xylanh, dễ phát sinh hiện tượng kích nổ đối với động cơ xăng.

4.1.3 Phân loại

Căn cứ vào môi chất làm mát, hệ thống làm mát được chia thành hai loại:

- Hệ thống làm mát bằng không khí  (áp dụng cho xe máy).

- Hệ thống làm mát bằng nước (áp dụng cho hầu hết ô tô).

4.1.5 Hệ thống làm mát bằng không khí

Khi động cơ hoạt động, nhiệt truyền từ các chi tiết bao quanh buồng đốt được truyền tới các cánh tản nhiệt rồi tản ra không khí. Quạt hút gió hút không khí mát bên ngoài môi trường vào bên trong làm mát động cơ rồi đi ra (khi này không khí đã bị làm nóng sau khi làm mát động cơ).

4.1.6 Giới thiệu về nước làm mát

4.1.6.1 Khái niệm nước làm mát

Dung dịch làm mát động cơ không phải là loại nước lọc dùng trong sinh hoạt hằng ngày mà là chất lỏng chuyên dùng thành phần chính là nước cất (nước tinh khiết) và dung dịch antifreeze có tác dụng chống đóng băng, cùng các chất phụ gia chống bay hơi, ăn mòn động cơ.

4.1.6.3 Thành phần hóa học

Thành phần cơ bản của các loại dung dịch làm mát động cơ ô tô thông dụng hiện nay gồm:

Chất chống đóng băng Glycol + Chất chống tạo cặn, ăn mòn + Chất tạo mầu 

4.1.6.5 Lưu ý khi thay nước làm mát trên ô tô

Nên thay nước làm mát sau khi xe đã di chuyển được 160.000 km đầu tiên, lần thay tiếp theo là mỗi chặng 40.000 km/lần. Tuy nhiên, trong trường hợp xe di chuyển quá nhiều trong môi trường khắc nghiệt như nắng nóng, bụi bẩn,…

4.1.7 Hệ thống làm mát động cơ 3A

4.1.7.1 Giới thiệu

Hệ thống làm mát trên động cơ toyota 3A là hệ thống làm mát bằng nước kiểu cưỡng bức tuần hoàn. Van hằng nhiệt được đặt ở đầu ra giúp các chi tiết được làm việc trong trang thái ổn định đảm bảo cho động cơ được làm mát tốt nhất.

4.1.7.2 Nguyên lý hoạt động

Khi động cơ hoạt động, máy bơm nước dẫn động bởi động cơ qua dây đai cũng bắt đầu bơm nước để làm mát xung quanh xy lanh động cơ từ khoang dưới két nước sau đó đến nắp quy-lát.

4.2 Bơm nước

4.2.1 Tổng quan

Bơm nước được dẫn động bằng đai, xích cam hay đai cam và nó giúp nước làm mát tuần hoàn trong hệ thống làm mát và hệ thống sưởi ấm. Trục bơm dùng trong 1 phớt cơ vừa để bao kín trục không cho tiếp xúc với nước làm mát.

4.2.2 Phân loại

Các loại bơm nước thường dùng trong hệ thống làm mát động cơ là: Bơm ly tâm, bơm cánh hút, bơm guồng, bơm piston, bơm bánh răng,…Đa số sử dụng phổ biến trên ô tô là loại bơm ly tâm, ngoài ra còn có bơm piston và bơm bánh răng.

4.2.3 Bơm nước sử dụng trên động cơ TOYOTA 3A

* Cấu tạo

* Nguyên lý hoạt động

Bơm nước nhận dẫn động từ dây đai, nhận công suất từ trục khuỷu. Lúc này đĩa bơm quay, tạo ra chân không hút nước làm mát với mức nhiệt độ thấp ở két nước vào tâm đĩa. Nhờ lực ly tâm nước bị văng ra ngoài thành bơm theo hình xoắn ốc.

4.2.4 Hư hỏng thường gặp

Bơm nước được coi là hư hỏng khi dung lượng nước không đảm bảo, khi có hiện tượng rò nước ra phía ngoài .

Sự tổn thất dung lượng của bơm có thể do hư hỏng ổ đỡ. Sự hư hỏng ổ đỡ sẽ làm tăng khe hở giữa cánh bơm và vỏ bơm do đó làm giảm lực ly tâm .

4.3 Két nước

4.3.1 Nhiệm vụ

Két nước là một bộ phận cần thiết trong hệ thống làm mát trên ô tô nó giúp động cơ truyền lượng nhiệt tỏa ra sang nước và ra không khí bên ngoài một cách dễ dàng.

4.3.2 Phân loại

* Phân loại theo môi chất làm mát:

- Két làm mát kiểu “ Nước - Nước”: thường được dùng tại động cơ tàu thủy.

- Két làm mát kiểu “ Nước - Không khí”: thường dùng cho các loại xe ô tô máy kéo.

* Phân loại theo vật liệu:

- Két làm bằng nhôm.

- Két làm bằng đồng.

4.3.3 Két làm mát Toyota 3A

4.3.3.1 Cấu tạo

 Nắp đậy là phần làm kín két nước, không cho nước bị rò rĩ ra ngoài. Giữ cho nước trong két luôn có áp suất thích hợp.

 Cổ ống châm là phần để chăm nước vào cho két. Trên cổ ống châm sẽ có một đường ống xả cho phép nước chảy vào bình chứa phụ khi áp suất nước trong két quá cao.

4.3.3.2 Nguyên lý hoạt động

Nước nóng từ động cơ sẽ được bơm vào ngăn trên của chất lỏng làm mát thông qua cổ ống vào.

4.3.5 Van hằng nhiệt

4.3.5.1 Nhiệm vụ

Chức năng nhiệm vụ của van nhiệt là đóng đường nước hoặc dầu đến két làm mát.

 Khi nhiệt độ của hệ thống còn thấp dưới mức quy định và mở van cho nước hoặc đầu qua két làm mát khi nhiệt độ hệ thống cao hơn mức quy định.

4.3.5.3 Nguyên lý làm việc

Cụ thể nguyên lý hoạt động của van hàng nhiệt ô tô như sau: Khi nước làm mát động cơ đang ở nhiệt độ thấp (khoảng dưới 87 độ C), lò xo hồi vị đẩy xi lanh mang cánh van đi lên làm van đóng làm cho nước làm mát không thể luân chuyển qua van hằng nhiệt tới két nước làm mát.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] . TS Dương Việt Dũng - Giáo trình kết cấu động cơ đốt trong.

[2]. ĐH Công nghiệp tp.HCM - Giáo trình cấu tạo động cơ đốt trong.

[3]. CĐ Kỹ Thuật Cao Thắng - Giáo trình cấu tạo động cơ đốt trong.

[4]. CĐ Kỹ Thuật Cao Thắng - Thực hành động cơ xăng.

[5]. CĐ Kỹ Thuật Cao Thắng - Cấu tạo ô tô.

[6]. Tài liệu TOYOTA.

[7]. Chuyên ngành kỹ thuật ôtô và xe máy hiện đại.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"