MỤC LỤC
MỤC LỤC...................................................................................................................................i
BẢNG VIẾT TẮT........................................................................................................................1
DANH MỤC HÌNH ẢNH.............................................................................................................3
LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................................6
CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT ĐỘNG CƠ T24A-FTS TRÊN XE LEXUS NX 350...........................7
1.1. Giới thiệu chung về xe Lexus NX 350.................................................................................7
1.1.1. Nội thất.............................................................................................................................7
1.1.2. Ngoại thất.........................................................................................................................8
1.1.3. Động cơ và vận hành.....................................................................................................10
1.1.4. Tính năng an toàn...........................................................................................................11
1.2. Khái quát động cơ T24A-FTS............................................................................................11
1.2.1. Khái quát chung về động cơ...........................................................................................11
1.2.2. Các thông số kỹ thuật.....................................................................................................12
1.3. Đặc điểm kết cấu động cơ T24A-FTS...............................................................................13
1.3.1. Thân động cơ T24A-FTS................................................................................................13
1.3.2. Nắp động cơ T24A-FTS.................................................................................................14
1.3.3. Pít tông...........................................................................................................................15
1.3.4. Thanh truyền..................................................................................................................16
1.3.5. Trục khuỷu......................................................................................................................16
1.3.6. Trục cân bằng.................................................................................................................17
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC HỆ THỐNG CHÍNH TRÊN ĐỘNG CƠ T24A-FTS................19
2.1. Hệ thống phân phối khí DVVT...........................................................................................19
2.1.1. Kết cấu của hệ thống.....................................................................................................19
2.1.2. Nguyên lý làm việc.........................................................................................................22
2.2. Hệ thống bôi trơn..............................................................................................................30
2.2.1. Sơ đồ hệ thống bôi trơn.................................................................................................31
2.2.2. Bơm dầu........................................................................................................................31
2.2.3. Lọc dầu..........................................................................................................................33
2.2.4. Làm mát pít tông............................................................................................................34
2.3. Hệ thống làm mát.............................................................................................................34
2.3.1. Sơ đồ hệ thống làm mát................................................................................................36
2.3.2. Bơm nước.....................................................................................................................36
2.3.3. Van hằng nhiệt...............................................................................................................37
2.3.4. Két làm mát...................................................................................................................38
2.3.5. Quạt làm mát.................................................................................................................39
2.4. Hệ thống nạp thải.............................................................................................................40
2.4.1. Turbo tăng áp................................................................................................................40
2.5. Hệ thống nhiên liệu D-4ST...............................................................................................46
2.5.1. Khái quát hệ thống nhiên liệu GDI................................................................................47
2.5.2. Bơm cao áp..................................................................................................................54
2.5.3. Cảm biến áp suất ống rail FPS.....................................................................................56
2.5.4. Vòi phun........................................................................................................................58
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC, BẢO DƯỠNG VÀ SỮA CHỮA ĐỘNG CƠ................................59
3.1. Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ.................................................................59
3.1.1. Mục đích tính toán........................................................................................................59
3.1.2. Tính toán các chu trình công tác..................................................................................60
3.2. Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng và chẩn đoán động cơ...................................................69
3.2.1. Mục đích của việc kiểm tra bảo dưỡng........................................................................69
3.2.2. Quy trình bảo dưỡng...................................................................................................70
3.2.3. Các bước kiểm tra chẩn đoán.....................................................................................80
3.2.4. Chẩn mã lỗi động cơ....................................................................................................80
KẾT LUẬN.............................................................................................................................83
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................................83
LỜI NÓI ĐẦU
Động cơ đốt trong đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, là nguồn động lực cho các phương tiện vận tải như ô tô, máy kéo, xe máy, tàu thủy, máy bay và các máy công tác như máy phát điện bơm nước…Đặc biệt là ngành ô tô động cơ ô tô đã và đang ngày càng phát triển và dần chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế của nước ta.
Động cơ đốt trong kể từ khi ra đời đã không ngừng phát triển và ngày càng hoàn thiện về kết cấu, vật liệu sử dụng và công nghệ chế tạo. Được sự phân công của các thầy trong khoa ô tô em đã được giao đồ án “Nghiên cứu động cơ trên xe Lexus NX 350”. Trong nhiệm vụ này bao gồm các nội dung như sau:
Chương 1: Khái quát động cơ T24A-FTS trên xe Lexus NX 350
Chương 2: Phân tích các hệ thống chính trên động cơ T24A-FTS
Chương 3: Khai thác, bảo dưỡng và sữa chữa động cơ
Quá trình tiếp nhận và thực hiện đồ án “Nghiên cứu động cơ Lexus NX 350”, được sự giúp đỡ tận tình của thầy: Th.S …………….., cùng với sự đóng góp của các thầy cô trong khoa ô tô đã giúp em hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này. Song do nhiều hạn chế về lượng kiến thức, kinh nghiệm còn ít nên trong quá trình trình bày thực hiện nhiệm vụ không thể tránh khỏi sai sót. Kính mong nhận được những nhận xét của thầy và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa em xin chấn thành cảm ơn!!!
TP. HCM, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
…………………
CHƯƠNG 1:
KHÁI QUÁT ĐỘNG CƠ T24A-FTS TRÊN XE LEXUS NX 350
1.1. Giới thiệu chung về xe Lexus NX 350
Hiện tại, trên thị trường xe ô tô Việt Nam, Lexus NX 350 là cái tên sẽ thay thế cho dòng xe Lexus NX300 trước đó. NX350 được kỳ vọng là đáp ứng được phong cách của những khách hàng trẻ tuổi khi mà trước đó chủ yếu hướng đến đối tượng khách hàng trung niên. Các chuyên giá đánh giá mẫu xe đời mới này của Lexus có nhiều cải tiến, thay đổi, mang đến cái nhìn hoàn toàn mới cho thị trường SUV cỡ nhỏ hạng sang.
1.1.1. Nội thất
Không chỉ ngoại thất ấn tượng mà khoang nội thất của xe Lexus NX 350 cũng khiến khách hàng phải bất ngờ với những sự thay đổi mới lạ, có phần hiện đại, sang trọng hơn so với phiên bản cũ. NX350 có bảng táp lô được trang bị màn hình cảm ứng rộng với kích thước 14 inch, cùng với đó là đồng hồ kỹ thuật số 9,8 inch, vô lăng được cải tiến mang phong cách của tương lai. Khu vực cần số của xe đã không còn nút touchpad lỗi thời mà thay vào đó là vị trí để đồ có tích hợp thêm chức năng hỗ trợ lái xe an toàn.
Tất cả ghế ngồi của Lexus NX 350 đều được bọc da cao cấp. Điểm đặc biệt đó là chiếc xe này đã có sự đồng nhất giữa màu trần và màu da ghế, mang đến cảm giác thú vị, mới lạ cho khoang cabin. Chưa dùng lại ở đó, NX350 còn nâng cấp ghế ngồi dạng thể thao, có sự kết hợp hai tông màu đen và đỏ sang trọng, được thiết kế ấn tượng với nhiều họa tiết vô cùng trẻ trung, đồng thời sử dụng nhôm graphit tối màu để trang trí.
1.1.3. Động cơ và vận hành
Xe Lexus NX 350 được nhà sản xuất trang bị động cơ I4 2.4L Turbo, có khả năng sản sinh ra công suất 275 mã lực tại 4800 - 6000 vòng mỗi phút và mô men xoắn cực đại đạt 430Nm tại 1700 - 3600 vòng mỗi phút. Xe cũng sở hữu hệ dẫn động 4 bánh cùng hộp số tự động 8 cấp giúp động cơ thêm mạnh mẽ và mang đến những trải nghiệm lái tuyệt vời cho người dùng.
Một trong những điều khiến khách hàng yêu thích ở dòng Lexus NX 350 là xe có mức tiêu hao nhiên liệu khá tiết kiệm. Nếu bạn di chuyển trên cung đường ngoài đô thị, xe chỉ tốn khoảng 6.5L/100km, đoạn đường trong đô thị sẽ tốn khoảng 104L cho 100km và đoạn đường hỗn hợp là 7.9L/100km.
1.1.4. Tính năng an toàn
Nhà sản xuất công bố, chiếc SUV này được trang bị hệ thống an toàn Lexus +3.0. Những công nghệ cần thiết cho chiếc SUV đều có mặt trên Lexus NX 350, nhờ đó giúp người dùng yên tâm hơn khi điều khiển xe trên mọi cung đường, đồng thời hạn chế được tối đa thiệt hại khi xảy ra va chạm hay tai nạn bất ngờ. Một số tính năng an toàn mà NX350 sở hữu bao gồm: Hỗ trợ tài xế đánh lái, cảnh báo điểm mù, hệ thống cảnh báo, phát hiện các phương tiện phía trước, cảnh báo chệch làn đường, hệ thống kiểm soát hành trình Adaptive Cruise Control..
1.2. Khái quát động cơ T24A-FTS
1.2.1. Khái quát chung về động cơ.
T24A-FTS là một động cơ turbo mới được phát triển, một động cơ phụ trợ được phát triển đặc biệt bởi Tập đoàn Toyota cho nền tảng TNGA, vì vậy nó là một phần của Dynamic Force Engine, hiện chỉ sử dụng trên NX thế hệ hoàn toàn mới, mặc dù nhà máy hiện không công bố nhiều chi tiết kỹ thuật , động cơ này trên NX có công suất tối đa 275 Hp và mô-men xoắn cực đại 430 Nm, 0-100 tăng tốc là 6,8 giây
1.2.2. Các thông số kỹ thuật
Thông số kỹ thuật động cơ T24A-FTS như bảng 1.a.
1.3. Đặc điểm kết cấu động cơ T24A-FTS
1.3.1. Thân động cơ T24A-FTS
Khối xi lanh - kiểu boong hở, làm bằng nhôm (hợp kim nhẹ). Các tấm lót bằng gang được hợp nhất vào vật liệu khối, và bề mặt bên ngoài không bằng phẳng đặc biệt của chúng mang lại kết nối bền và cải thiện tản nhiệt. đây là các kênh làm mát dốc được khoan giữa các xi lanh.
1.3.3. Pít tông
Nhiệm vụ: Piston có nhiệm vụ cùng với xilanh, nắp máy tạo thành không gian làm việc, nhận lực đẩy của khí cháy rồi truyền lực cho thục khuỷu để sinh công và nhận lực từ trục khuỷu để thực hiện các quá trình nạp, nén, cháy dãn nở và thải khí.
Cấu tạo: pistton của khối động cơ T24A –TFS được làm từ hợp kim nhẹ, hình chữ T, piston nhẹ. Vòng nén ở phía trên được gắn vào miếng chèn Ni-resist. Cạnh của vòng nén phía trên được phủ PVD và cạnh của vòng dầu được phủ một lớp phủ carbon chống mài mòn (DLC - "giống như kim cương").
"Thành" của pít tông có độ dốc đáng chú ý và nên phân phối tải trọng tốt hơn cho chốt piston với hành trình giãn nở.
1.3.4. Thanh truyền
* Nhiệm vụ: Thanh truyền là chi tiết truyền lực giữa piston và trục khuỷu.
* Cấu tạo: Thanh truyền được chia làm 3 phần: đầu nhỏ, thân và đầu to.
+ Đầu nhỏ thanh truyền để lắp vơi chốt pít tông , có dạng hình trụ.
+ Đầu to thanh truyền để lắp với chốt khuỷu, có thể làm liền khối hoặc làm 2 nửa và dùng bu lông ghép lại với nhau.
+ Bên trong đầu to và đầu nhỏ có lắp bạc lót để giảm ma sát và chống mài mòn.
1.3.6. Trục cân bằng
Nhiệm vụ: Trục cân bằng động cơ là bộ phận thuộc cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
Các trục cân bằng động cơ được sử dụng trong các động cơ có dung tích làm việc lớn, với các xy-lanh bố trí trong một hàng, nhằm giảm bớt rung động.
Trục cân bằng động cơ được trang bị đối trọng và quay với tốc độ gấp hai lần tốc độ trục khuỷu. Sự rung động của trục cân bằng được sử dụng để khử sự rung của trục khuỷu, bằng cách tạo ra rung động theo chiều ngược lại.
CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH CÁC HỆ THỐNG CHÍNH TRÊN ĐỘNG CƠ T24A-FTS
2.1. Hệ thống phân phối khí DVVT
2.1.1. Kết cấu của hệ thống
Cơ cấu cam nạp xả với hai trục cam phía trên xy lanh - DOHC. Sử dụng hệ thống DVVT-i. Hệ thống điều khiển xu-páp kép với góc mở biến thiên thông minh.
Các trục cam được chế tạo bằng hợp kim gang. Các trục cam nạp được đều khiển bởi trục khuỷu thông qua truyền động xích chính. Trục cam cửa nạp của hàng xylanh tương ứng kéo theo trục cam thải thông qua truyền động xích thứ hai. Các xu páp được điều khiển trực tiếp bởi 4 trục cam. Bộ điều khiển VVT-i được cài đặt trên cả trục nạp và trục xả.
Cấu tạo của nó bao gồm: Thân, đầu, lỗ dầu, đế ống, bi, van, khoang dầu.
Hệ thống truyền động thời gian - 16 van DOHC, dẫn động bằng xích con lăn một dãy (bước 8 mm), độ căng xích được điều chỉnh bằng bộ căng thủy lực tự động. Xích ngắn kia dẫn động bơm dầu.
Hoạt động kết hợp của VVT-iW nạp và VVT-i xả mang lại hiệu quả như sau:
1. Khởi động (EX - nâng cao, IN - trung gian). Để đảm bảo khởi động đáng tin cậy, hai chốt khóa độc lập được sử dụng để giữ rôto ở vị trí trung gian.
2. Tải trọng từng phần (EX - rertard, IN - retard). Cho phép động cơ hoạt động theo chu trình Miller / Atkinson, giảm tổn thất bơm và cải thiện hiệu suất nhiên liệu.
3. Tải trung bình đến cao (EX - chậm, IN - nâng cao). Cung cấp cái gọi là tuần hoàn khí thải bên trong và cải thiện khí thải.
2.1.2. Nguyên lý làm việc
2.1.2.1. Hoạt động của cam nạp VVT-iW
Cơ cấu dẫn động của hệ thống VVT-iW trên trục cam nạp gồm có một rotor 4 lắp với trục cam nạp. Hai chốt khóa 5 có vai trò giữ cho rotor ở đúng vị trí ban đầu của nó. Lò xo phụ 2 dạng đĩa tròn được đặt ở hướng làm sớm thời điểm mở xupap có tác dụng di chuyển rotor 4 về lại bị trí ban đầu.
Thiết kế van cho phép điều khiển độc lập hai chốt khóa riêng biệt cho hai trường hợp làm sớm và làm muộn thời điểm mở xupap. Ngoài ra, nó cho phép cố định rotor ở vị trí trung gian của điều khiển VVT-iW.
2.1.2.2. Hoạt động của cam xả VVT-i
Cơ cấu dẫn động của hệ thống VVT-i trên trục cam xả gồm có một rotor 3 lắp với trục cam xả. Chốt khóa 4 có vai trò giữ cho rotor ở đúng vị trí ban đầu của nó. Lò xo phụ 1 được đặt ở hướng làm sớm thời điểm mở xupap có tác dụng di chuyển roto 3 về lại vị trí ban đầu.
ECM điều khiển dòng dầu tới các khoang tiến và lùi bằng điện từ, dựa trên các tín hiệu của cảm biến vị trí trục cam. Khi động cơ dừng ống chỉ nhỏ phía trong bulong chính sẽ bị dịch chuyển về vị trí có góc phối khí sớm nhất.
- Làm sớm thời điểm mở xupap: ECM chuyển van solenoid sang vị trí làm sớm thời điểm mở xupap. Đẩy ống chỉ ở bên trong bulong trung tâm để mở và đóng các đường dầu điều khiển tương ứng. Dầu động cơ dưới áp suất được cấp vào cánh rotor ở khoang làm mở sớm, làm quay rotor cùng với cả trục cam về hướng làm sớm thời điểm mở xupap
- Làm muộn góc phối khí: ECM chuyển van solenoid sang vị trí làm muộn thời điểm mở xupap. Đẩy ống chỉ ở bên trong bulong trung tâm để mở và đóng các đường dầu điều khiển tương ứng. Dầu động cơ dưới áp suất được cấp vào cánh rotor ở khoang làm mở muộn, làm quay rotor cùng với cả trục cam về hướng làm muộn thời điểm mở xupap.
2.2. Hệ thống bôi trơn
2.2.1. Sơ đồ hệ thống bôi trơn
Trong một động cơ có nhiều bộ phận chuyển động quay và trượt. Khi động cơ chạy với tốc độ cao nếu các bộ phận này không được bôi trơn, thì sẽ xuất hiện ma sát rất lớn, dẫn đến mài mòn và kẹt. Để giữ cho động cơ chạy trơn tru, ma sát trong từng bộ phận phải được giảm đến mức tối thiểu.
2.2.2. Bơm dầu
2.2.2.1. Kết cấu
Bơm rô to có kết cấu đơn giản trong đó rô to chủ động được dẫn động truyền mô men từ trục khuỷu động cơ ăn khớp với rô to bị động. Van an toàn làm giảm áp lực dầu trả về cacte khi hệ thống bị lỗi hoặc tắt nghẽn.
2.2.2.2. Nguyên lý làm việc
Bơm dầu hút dầu từ các-te và cung cấp dầu đến từng bộ phận của động cơ. Rôto bị động quay cùng với rôto chủ động, nhưng vì rôto bị động là lệch tâm nên khoảng không gian giữa hai rôto bị thay đổi. Chính sự thay đổi không gian này được sử dụng để hút và bơm dầu.
2.2.4. Làm mát pít tông
Các vòi phun dầu bôi trơn và làm mát các pít-tông được cung cấp (hai vòi phun dầu cho mỗi cái, một trong số chúng có bộ phun kép). Dầu đến vòi phun đi qua các bộ lọc tích hợp.
Các vòi phun dầu bôi trơn như hình 2.24.
2.3. Hệ thống làm mát
2.3.1. Sơ đồ hệ thống làm mát
Sơ đồ hệ thống làm mát như hình 2.26.
2.3.3. Van hằng nhiệt
Cải tiến chính là van điều khiển điện, thay thế bộ điều nhiệt và van đóng ngắt. Trong khi động cơ nóng lên, các kênh làm mát được đóng lại, và khi đó nhiệt độ được duy trì ở mức tối ưu.
2.3.5. Quạt làm mát
Cần phải có một lưu lượng không khí lớn đi qua két nước để làm mát. Thông thường, nếu xe chạy thì lưu lượng không khí đã đủ để làm mát. Nhưng khi xe dừng hoặc chạy chậm thì lưu lượng không khí không đủ. Vì vậy, động cơ được trang bị quạt làm mát để tạo ra lượng không khí cưỡng bức qua két nước.
Mạch này sử dụng một máy bơm điện và một bộ tản nhiệt bổ sung.
2.4. Hệ thống nạp thải
2.4.1. Turbo tăng áp
Turbo tăng áp là thiết bị sử dụng năng lượng của khí xả để làm quay bánh tuabin với tốc độ cao. Bánh nén khí (rôto) được lắp trên cùng một trục với bánh Tuabin, nó có tác dụng nén không khí vào xy-lanh. Nhờ thế, công suất của động cơ tăng lên.
Van cửa xả và bộ điều khiển có tác dụng ngăn ngừa áp suất nạp tăng lên quá cao. Một số kiểu động cơ có trang bị bộ làm mát trung gian để làm giảm nhiệt độ của không khí nạp và tăng hiệu quả nạp.
2.4.1.1. Kết cấu turbo tăng áp
Turbo nạp khí bao gồm khoang tuabin, khoang nén khí, khoang trung tâm, bánh turbo, bánh nén khí, các ổ trục tự lựa hoàn toàn, van cửa xả, bộ chấp hành...
2.4.1.2. Thông hơi hộp trục khuỷu
Trong khi chạy không tải hoặc giảm tốc độ, lượng khí rò rỉ thấp nhưng áp suất chân không cổ nạp lớn. Áp suất chân không lớn sẽ kéo chốt van lên trên và ép lò xo lại làm cho cửa thông hơi sẽ hẹp lại chỉ cho phép một lượng nhỏ khí rò rỉ đi qua. Trong chế độ tải thường, áp suất chân không trong cổ nạp, lực lò so sẽ đẩy chốt van đến vị trí sao cho lượng khí rò rỉ đi qua là trung bình. Khi đầy tải, áp suất chân không thấp, lực lò xo sẽ đẩy chốt van sao cho cửa thông hơi là lớn nhất, lượng khí rò rỉ đi qua là lớn nhất. Nếu tải đặc biệt cao, van PCV không đủ thông hơi thì khí rò rỉ sẽ đi qua ống thở đến hộp lọc khí.
2.5. Hệ thống nhiên liệu D-4ST
Hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp của động cơ xăng 4 thì phiên bản cao cấp (D-4S) dựa trên 2 loại hệ thống phun nhiên liệu: hệ thống phun trực tiếp và hệ thống phun cổng. Nhiên liệu được gửi từ thùng nhiên liệu lắp ráp được đưa đến hệ thống nhiên liệu áp suất thấp và áp suất cao. Nhiên liệu được đưa đến hệ thống nhiên liệu áp suất thấp được phun từ cụm kim phun nhiên liệu (đối với cổng phun) đến cổng nạp. Nhiên liệu được đưa đến hệ thống nhiên liệu cao áp được điều áp bởi cụm bơm nhiên liệu (đối với áp suất cao) và được phun từ cụm kim phun nhiên liệu (đối với phun trực tiếp) vào buồng đốt.
2.5.1. Khái quát hệ thống nhiên liệu GDI
Qua nhiều năm các nhà chế tạo ô tô đã có nhiều nỗ lực và cố gắng để chế tạo ra những động cơ có công suất và hiệu suất ngày càng cao đồng thời giảm thiểu các chất gây ô nhiễm có trong khí thải. Hiện nay hệ thống phun xăng được sử dụng rất rộng rãi trên các xe du lịch cao cấp. Song song với sự phát triển của kỹ thuật phun xăng, những tiêu chuẩn ngày càng ngặt nghèo về mức độ độc hại của khí xả động cơ là nguồn động lực chính để cho ra đời động cơ phun xăng trực tiếp GDI.
2.5.1.1. Những đặc điểm của phun xăng trực tiếp GDI
Mô tả: Đường ống nạp thẳng góc với piston, tạo được sự lưu thông của lưu lượng giả tối ưu nhất. Hình dạng của đỉnh piston lỗi lầm giúp cho sự hình thành hỗn hợp nhanh và đều nhất.
Nhiên liệu từ thùng chữa được bơm tiếp vận cung cấp đến bơm cao áp với một áp suất cần thiết. Đồng thời cung cấp nhiên liệu có áp suất cho ống phân phối đề cấp đến các kim phun thưởng.
2.5.1.2. Điều khiển chuyển chế độ trực tiếp gián tiếp theo tải
Ở chế độ tốc độ động cơ từ thấp tới trung bình với tải từ trung bình tới cao, việc phun giản tiếp và trực tiếp được sử dụng kết hợp tạo ra một hỗn hợp đồng đều để ổn định quá trình cháy, cải thiện tính kinh tế nhiên liệu và giảm khí xả độc hại.
2.5.1. 3. Điều khiển phun nhiên liệu
Các chế dộ điều khiển như bảng 2.b.
2.5.2. Bơm cao áp
Có thể nói là bộ phận quan trọng đầu tiên của hệ thống này là bơm cao áp, bơm cao áp có nhiệm vụ nén nhiên liệu áp suất thấp từ bơm xăng lên thành nhiên liệu có áp suất cao để tích trữ trong ống rail. Nhờ có cảm biến áp suất ống rail mà ECU nhận biết được áp suất thực tế trong ống rail là bao nhiêu để điều chỉnh van FPRV (Fuel Pressure Regular Valve: van điều áp) trên bơm cao áp. Sau đó ECM sẽ điều khiển kim phun nhiên liệu phun dưới áp suất cao vào buồng đốt động cơ.
Trong bơm cao áp có cả van an toàn để đưa nhiên liệu về trường hợp áp suất cao bất thường.
2.5.3. Cảm biến áp suất ống rail FPS
Cảm biến áp suất ống rail FPS (Fuel Pressure Sensor) thường được gắn ở đầu ống rail dùng để đo áp suất nhiên liệu thực tế ở bên trong ống rail gửi tính hiệu về ECM dưới dạng điện áp. Cảm biến áp suất ống rail có 3 dây: 1 dây dương 5V lấy từ hộp, 1 dây mass hộp và 1 dây tín hiêu đưa về hộp.
2.5.4. Vòi phun
Một chi tiết cực kỳ quan trọng trong hệ thống này là kim phun. Không giống như động cơ phun xăng thông thường, kim phun GDI được thiết kế với độ chính xác và phun áp suất cao hơn rất nhiều.
Nếu như động cơ phun xăng đa điểm MPI, kim phun phun vào trước đường ống nạp thì động cơ GDI, kim phun phun thẳng trực tiếp vào trong buồng đốt của động cơ giống như động cơ Diesel.
Vòi phun áp suất thấp - Được trang bị máy phun sương dài 10 điểm cung cấp nhiên liệu vào luồng không khí và giảm thiểu ảnh hưởng của nhiên liệu lên tường.
CHƯƠNG 3
KHAI THÁC, BẢO DƯỠNG VÀ SỮA CHỮA ĐỘNG CƠ
3.1. Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ
3.1.1. Mục đích tính toán
Mục đích của việc tính toán chu trình công tác là xác định các chỉ tiêu về kinh tế, hiệu quả của chu trình công tác và sự làm việc của động cơ.
Kết quả tính toán cho phép xây dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình để làm cơ sở cho việc tính toán động lực học, tính toán sức bền và sự mài mòn các chi tiết của động cơ.
3.1.2. Tính toán các chu trình công tác
Các thông số cho trước cảu động cơ T24A-FTS như bảng 3.a.
Các thông số ban đầu như bảng 3.b.
3.1.2.1. Tính toán quá trình trao đổi khí
Việc tính toán quá trình trao đổi khí là xác định các thông số chủ yếu cuối quá trình nạp (ở điểm a) như áp suất pa và nhiệt độ Ta
1. Hệ số khí sót γr.
Thay số được: γr = 0,043
3. Áp suất cuối quá trình nạp.
Thay số được: pa = 0,091 (MPa)
3.1.2.2. Tính toán cuối quá trình nén
Việc tính toán quá trình nén là xác định các thông số như áp suất pc và nhiệt độ Tc ở cuối quá trình nén
1. Áp suất cuối quá trình nén.
Thay số được: pc = 2,26 (MPa)
2. Nhiệt độ cuối quá trình nén.
Thay số được: Tc = 780,8o K
3.1.2.3. Tính toán cuối quá trình cháy
Việc tính toán quá trình cháy là xác định các thông số như áp suất pz và nhiệt độ Tz ở cuối quá trình cháy. Việc tính toán được chia ra làm 2 giai đoạn như sau:
1. Tính toán tương quan nhiệt hóa.
Mục đích việc tính toán tương quan nhiệt hóa là xác định những đại lượng đặc trưng cho quá trình cháy về nhiệt hóa để làm cơ sở cho việc tính tón nhiệt động
- Lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiện liệu thể lỏng
gC, gH, gO : Thành phần nguyên tố tính theo khối lượng cacbon, hydro, oxy tương ứng chứa trong 1kg nhiên liệu. Trị số các thành phần ấy đối với nhiên liệu xăng có thể lấy gần đúng theo giá trị sau: gC = 0,855; gH = 0,145; gO = 0
Thay số được: Mo = 0,5119 (Kmol/(kg.nl))
- Lượng hỗn hợp cháy M tương ứng với lượng không khí thực tế
Thay số được: M1 = 0,4695 (Kmol/(kg.nl))
- Hệ số thay đổi phần tử lý thuyết β0
Thay số được: β0 = 1,01814
- Hệ số thay đổi phần tử lý thuyết β
Thay số được: β = 1,078
2. Tính toán tương quan nhiệt động.
Do 0,7< α<1, nên:
- Nhiệt dung mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp công tác cuối quá trình nén μcvc
Thay số được: μcvc = 21,142 (KJ/(Kmol.K))
- Nhiệt độ cuối quá trình cháy được xác định theo phương thức truyền nhiệt động
ΔQT = 120.103(1-α)M0 = 120.103(1-0,9).0,5119 = 6142,8 (KJ/Kgnl)
Giải phương trình ta tìm được: TZ = 2742,56 ( 0K )
- Áp xuất cuối quá trình cháy
Thay số được: pz = 8,629 (MPa)
3.1.2.4. Tính toán quá trình giãn nỡ
- Mục đích việc tính toán quá trình giãn nở là xác định các giá trị áp suất pb và nhiệt độ Tb ở cuối quá trình giãn nở
1. Áp suất cuối quá trình giãn nở pb.
Thay số ta được: pb = 0,431(MPa)
2. Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở Tb.
Thay số ta được: Tb = 1505,94(°K)
3.1.2.5. Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác sự làm việc của động cơ
1. Các thông số chỉ thị .
Đó là những thông số đặc trưng cho chu trình công tác của động cơ. Khi xác định các thông số chỉ thị, ta chưa kể đến các dạng tổn thất về công mà chỉ xét các tổn thất về nhiệt
- Áp suất chỉ thị trung bình lý thuyết p’i
Đối với động cơ xăng
Thay số ta được: p’i =2,324(MPa)
Áp suất chỉ thị trung bình thực tế pi
+ Đối với động cơ 4 kì:
Thay số được: pi = 2,231 (MPa)
- Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị
Động cơ 4 kì:
Thay số được: gi = 0,219(kg/KWh)
- Hiệu suất chỉ thị:
Thay số được: ηi =0,374=37,4%
2. Các thông số có ích.
Các thông số có ích là những thông số đặc trưng cho sự làm việc cửa động cơ. Để xác định các thông số đó, ta sử dụng kết quả tính toán và các thông số chỉ thị ở mực trên và xác định giá trị của áp suât tổn hao cơ khí trung bình pcơ
Áp suất tổn hao cơ khí trung bình pcơ là áp suất giả định, không đổi, tác động lên piston trong một hành trình và gây ra công tổn hao bằng công tổn hao của trao đổi khí, dẫn động các cơ cấu phụ, tổn hao ma sát trên bề mặt công tác
Thứ tự tính các số có ích:
- Áp suất tổn hao cơ khí trung bình pcơ:
Được xác định bằng các công thức kinh nghiệm theo vận tốc trung bình của piston CTB (m/s) và các thông số khác của cơ động
pcơ = 0,05 + 0,0155CTB = 0,04 + 0,0135.17,5= 0,321 (MPa)
- Áp suất có ích trung bình:
pe = pi - pcơ = 2,231-0,321 = 1,91 (MPa)
- Hiệu suất có ích:
Thay số được: ηe = 0,374.0,856 = 0,32
- Sai số:
Thay số được: ΔNe =1,98% ta có kết luận:
+ Động cơ làm việc ổn định ở điều kiện Việt Nam
+ Động cơ đạt các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng tương đương theo thiết kế
3. Khái quát
Đặc tính ngoài là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc các chi tiêu như công suất có ích Ne moomen xoắn có ích Me, lượng tiêu hao nhiên liệu trong một giờ G_nl và công suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge và số vòng quay trục khuỷu n, khi bướm ga mở hoàn toàn.
Đặc tính ngoài được bằng phương pháp thực nghiệm, công thức kinh nghiệm hoặc bằng việc phân tích lý thuyết. Ở đây giới thiệu phương pháp dựng công thức kinh nghiệm của khơ-lư-stop Lây-déc-man.
Thứ tự dựng các đường đặc tính:
- Để dựng các đường đặc tính, ta chọn một số giá trị trung gian của số vòng quay n trong thời hạn giữa nmin và nmax rồi tính các giá trị biến thiện tương ứng của Ne, Me, Gnl, ge theo các biểu thức dưới.
Số liệu đồ thị đường đặc tính ngoài động cơ T24A-FTS
Đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ T24A-FTS như hình 3.1.
Nhận xét đồ thị: Để đảm bảo tính hiệu quả, tính kinh tế của động cơ, dựa trên căn cứ đồ thị đặc tính động cơ ô tô người ta thấy rằng tốc độ quay động cơ nên nằm trong khoảng 2000rpm tới 4000rpm (trong hình vẽ). Điều đó có nghĩa chân ga phải phù hợp sao cho tốc quay động cơ thõa mãn điều kiện này. Điểm tốc độ 3600rpm sẽ là điểm làm việc hoàn hảo nhất. Mặc dù tốc độ động cơ tăng đến max thì công suất và momen sản sinh ra lại giảm xuống. Đồng nghĩa với việc tiêu tốn nhiều nhiên liệu từ việc chân ga đạp hết cỡ mà chẳng mạng lại lợi ích gì. Vì vậy các nhà sản xuất phải giới hạn tốc độ cơ không được vượt quá 6000rpm mặc dù người lái đạp ga hết cỡ.
3.2. Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng và chẩn đoán động cơ
3.2.1. Mục đích của việc kiểm tra bảo dưỡng
Duy trì hiệu suất tối đa cho xe: Để đạt hiệu suất cao nhất, xe của bạn cần phải được thay dầu và bộ lọc định kỳ. Bởi sau một thời gian chạy, lượng dầu trong xe cạn dần hoặc bám bụi, cặn bẩn khiến động cơ hoạt động không trơn tru, êm ái nữa.
Giúp kéo dài tuổi thọ của xe: Bảo dưỡng xe định kỳ sẽ giúp phát hiện sớm các vấn đề, hư hỏng để có biện pháp khắc phục kịp thời và chắc chắn sẽ giúp tuổi thọ của xe tăng lên đáng kể.
3.2.2. Quy trình bảo dưỡng
* Vệ sinh và thay thế lọc gió động cơ
Theo những người có kinh nghiệm sử dụng ô tô, lọc gió động cơ cần được vệ sinh sau mỗi 3.000 km hoặc mỗi tháng/lần và thay mới sau 15.000 km. Trong quá trình vệ sinh, nếu lọc gió bị rách, khó làm sạch hoặc ẩm mốc, thì bạn cần thay mới chi tiết này ngay lập tức.
* Vệ sinh thay thế bugi
- Các bước vệ sinh bugi:
+ Bước 1 : Tháo bỏ Bugi
Bugi nằm trong động cơ ô tô vì vậy khi xe vừa mới chạy chiếc Bugi sẽ rất nóng. Bạn phải chờ cho tới khi máy nguội lạnh hoàn toàn rồi mới bắt đầu tiến hành công việc. Dùng vòi sịt và khăn lau sịt sạch bụi bẩn bám xung quanh bề mặt Bugi, càng sạch càng tốt.
+ Bước 3 : Lắp hoàn trả vào động cơ
Sau khi đã làm sạch, lau khô, kiểm tra Bugi kỹ càng ta tiến hành lắp hoàn trả nó vào động cơ trong xe. Gắn chắc chắn kết nối với toàn bộ hệ thống đánh lửa như lúc đầu.
* Bổ sung thay thế nước làm mát
Việc kiểm tra mực nước làm mát phải thực hiện thường xuyên, đảm bảo mực nước làm mát trong bình nước phụ luôn nằm ở giữa vị trí “Full” và “Low” khi động cơ đang nguội.
Nếu mực nước làm mát thấp hơn mức “Low” trong bình nước phụ thì phải mở nắp bình nước phụ và nắp két nước để châm nước thêm nếu cần thiết.
Nên thay nước làm mát động cơ sau 40.000 km.
* Bảo dưỡng máy phát, củ đề
Máy phát: Cần mở nắp capo để xác định xem máy phát điện nằm ở vị trí nào. Để có thể xác định chính xác thì chủ xe nên tham khảo sổ tay hướng dẫn đi kèm theo xe. Máy phát điện thường được thiết kế ở vị trí bên trái hoặc bên phải khoang động cơ.
Bước tiếp theo để kiểm tra máy phát điện ô tô đó là đo điện áp khi xe đang trong tình trạng nổ máy. Để thực hiện thao tác này, rút toàn bộ dây đo, sau đó khởi động xe. Tiếp tục thực hiện lại các thao tác đo bên trên trong lúc xe vẫn nổ máy. Sau khi có được điện áp ắc quy đo lúc máy chạy, hãy so sánh kết quả này với điện áp đo được khi tắt máy.
Máy khởi động: Để đảm bảo củ đề luôn hoạt động tốt và không ảnh hưởng tới quá trình sử dụng xe, bạn cần phải đảm bảo 3 điều kiện sau đây:
Bảo dưỡng hệ thống điện ô tô theo định kỳ 5.000km/lần. Hãy kiểm tra tổng quát để nắm bắt tình trạng củ đề máy phát ô tô. Nếu nhận thấy dấu hiệu hư hỏng thì nên thay mới để tránh những sự cố ở động cơ.
* Kiểm tra, căng dây hoặc thây thế dây curoa tổng, dây curoa máy phát
Trong quá trình sử dụng xe oto, tùy vào điều kiện môi trường và điều điện giao thong nơi bạn lưu thong hàng ngày mà bảo dưỡng phụ tùng oto theo định kỳ nhằm đảm bảo xe luôn vận hành tốt nhất.
Và để có thể bảo vệ xe cũng như sự an toàn của bạn và người thân trong các tình huống nguy hiểm, thì dây curoa xe ô tô chính là một trong những bộ phận đầu tiên cần phải được thay thế theo định kỳ.
Khi kiểm tra căng dây curoa xe ô tô, cần lưu ý khi lực căng dây curoa xe ô tô quá căng hoặc quá võng đều ảnh hưởng trực tiếp tới sự hoạt động của các thiết bị như máy phát, điều hòa…
3.2.3. Các bước kiểm tra chẩn đoán
1. Việc kiểm tra, chẩn đoán ôtô được tiến hành ở trạng thái tĩnh (không nổ máy) hoặc trạng thái động (nổ máy, có thể lăn bánh).
2. Quan sát toàn bộ bên ngoài và bên trong ôtô, phát hiện các khiếm khuyết của buồng lái, thùng xe, kính chắn gió, gương chiếu hậu, biển số, cơ cấu nâng hạ kính, cửa lên xuống, nắp động cơ, khung, nhíp, lốp và áp suất hơi lốp, cơ cấu nâng hạ (nếu có) và trang bị kéo moóc...
5. Kiểm tra hệ thống phanh: Hành trình tự do của bàn đạp phanh, trạng thái làm việc và độ kín của tổng phanh, các đường dẫn hơi, dầu, hiệu lực của hệ thống phanh...
6. Kiểm tra sự làm việc ổn định của động cơ, các cụm, tổng thành và các hệ thống khác (hệ thống cung cấp nhiên liệu, bôi trơn, làm mát, truyền lực chính, cơ cấu nâng hạ...)
3.2.4. Chẩn mã lỗi động cơ
Khi ECM phát hiện ra sự cố, ECM sẽ ghi lại thông tin liên quan đến lỗi. Hơn nữa, đèn báo sự cố (MIL) trong cụm đồng hồ kết hợp sáng hoặc nhấp nháy để thông báo người lái xe.
Nguyên nhân : Cảm biến bị lỗi, mở hoặc ngắn trong khai thác của cảm biến, kết nối điện kém từ cảm biến,...
Từ đó ta sẽ khoanh vùng được vị trí hư hỏng và tiến hành sửa chữa, bảo dưỡng một cách nhanh chóng và thuận tiện.
KẾT LUẬN
Qua một thời gian nghiên cứu tìm hiểu với sự giúp đỡ tận tình của thầy: ThS. ……….….. cùng các thầy giáo trong khoa Ô tô và sự nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đúng thời hạn đồ án tốt nghiệp của mình. Đồ án đã thực hiện bao gồm 3 chương:
Chương 1. Khái quát động cơ T24A-FTS trên xe Lexus NX 350
Chương 2. Phân tích các hệ thống chính trên động cơ T24A-FTS
Chương 3. Khai thác, bảo dưỡng và sữa chữa động cơ
Mặc dù còn nhiều vấn đề chưa giải quyết được trong đồ án này do hạn chế về kiến thức, nhưng đồ án này đã trang bị cho bản thân em không những là các kiến thức sâu sắc về chuyên ngành mà còn là nhận thức về phương pháp giải quyết một số vấn đề kỹ thuật nảy sinh từ thực tế. Đồ án không thể tránh được những chỗ còn thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn để đồ án hoàn thiện hơn.
Em xin cảm ơn thầy: ThS. ……….….. cùng các thầy giáo trong khoa Ô tô đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tác giả: TS. Đinh Ngọc Ân - TS. Trần Thanh Thưởng, Giáo trình động cơ đốt trong, Nhà xuất bản Thanh Niên
2. Tác giả: Ts Vy Hữu Thành - Th.S Vũ Anh Tuấn, “Hướng dẫn đồ án môn học Động cơ đốt trong”, Nhà xuất bản: Học viện KTQS, Xuất bản năm 2003.
3. https://toyota-club.net/files/faq/21-09-20_faq_t24-engine_en.htm
4. https://mymotorlist.com/engines/toyota/t24a-fts/
5. https://www.automachi.com/2022/04/featured-lexus-t24a-fts-3/
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"