MỤC LỤC

MỤC LỤC...................................................................................................................5

LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................7

CHƯƠNG  I GIỚI THIỆU VÀ KẾT CẤU CỦA ĐỘNG CƠ TOYOTA 1GD-FTV..........8

1.1. Giới thiệu động cơ TOYOTA 1GD-FTV................................................................8

1.1.1. Giới thiệu chung...............................................................................................8

1.1.2. Thông số và đặc tính kỹ thuật..........................................................................9

1.2. Kết cấu các bộ phận của động cơ.....................................................................10

1.2.1. Các bộ phận cố định.......................................................................................10

1.2.1.1. Nắp máy.......................................................................................................10

1.2.1.2. Thân máy......................................................................................................11

1.2.1.3. Các te...........................................................................................................12

1.2.1.4. Joint làm kín.................................................................................................13

1.2.2. Các bộ phận di động.......................................................................................14

1.2.2.1. Pít tông.........................................................................................................14

1.2.2.2. Xéc măng.....................................................................................................16

1.2.2.3. Trục Pít tông.................................................................................................17

1.2.2.4. Thanh truyền................................................................................................17

1.2.2.5. Trục khuỷu...................................................................................................18

1.2.2.6. Bánh đà.......................................................................................................20

1.3. Khái quát một số hệ thống của động cơ............................................................22

1.3.1. Hệ thống phân phối khí...................................................................................22

1.3.2. Hệ thống bôi trơn............................................................................................24

1.3.2.1. Chức năng...................................................................................................24

1.3.2.2. Cấu tạo........................................................................................................25

1.3.3. Hệ thống làm mát...........................................................................................27

1.3.3.1. Chức năng...................................................................................................27

1.3.3.2. Cấu tạo........................................................................................................28

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

1.3.5. Hệ thống đánh lửa..........................................................................................30

1.3.6. Hệ thống nạp thải...........................................................................................33

1.3.6.1. Lọc gió........................................................................................................34

1.3.6.2. Bướm ga.....................................................................................................35

1.4. Kết luận.............................................................................................................36

CHƯƠNG II . HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ VVT-I.................................................36

2.1. Cấu tạo các bộ phận của hệ thống phân phối khí............................................36

2.1.1. Trục cam........................................................................................................36

2.1.2. Xích cam........................................................................................................36

2.1.3. Xu páp và lò xo..............................................................................................36

2.1.4. Sơ đồ vị trí của hệ thống................................................................................36

2.1.5. Mô tả thành phần và cấu trúc hệ thống.........................................................36

2.1.5.1. Mô tả...........................................................................................................36

2.1.5.2. Các thành phần của VVT-i..........................................................................37

2.1.5.3. Cấu trúc.......................................................................................................37

2.2. Các chế độ làm việc của hệ thống........................................................,,..........37

2.2.1. Chế độ điều khiển sớm..................................................................................37

2.2.2. Chế độ điều khiển trễ.....................................................................................37

2.2.3. Chế độ giữ cố định........................................................................................37

2.3. Ưu và nhược điểm của hệ thống phân phối khí VVT........................................37

2.3.1. Ưu điểm.........................................................................................................37

2.3.2. Nhược điểm...................................................................................................37

2.4. Kết luận.............................................................................................................37

CHƯƠNG III. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 1ZZ-FE..................................37

3.1. Đặc điểm của hệ thống nhiên liệu trên động cơ 1ZZ - FE................................37

3.2. Hệ thống tín hiệu đầu vào.................................................................................41

3.3. Hệ thống nhiên liệu...........................................................................................42

3.3.1. Cấu tạo và nguyên lý của kết cấu cơ khí trong hệ thống nhiên liệu..............42

3.3.1.1. Bơm nhiên liệu............................................................................................42

3.3.1.2. Lọc nhiên liệu..............................................................................................45

3.3.1.3. Ống phân phối............................................................................................46

3.3.1.4. Bộ điều áp..................................................................................................48

3.3.1.5. Vòi phun.....................................................................................................51

3.3.2. Điều khiển lượng phun..................................................................................53

3.3.2.1. Làm đậm để khởi động..............................................................................53

3.3.2.2. Làm đậm hâm nóng động cơ.....................................................................54

3.3.2.3. Hiệu chỉnh phản hồi tỉ lệ không khí – nhiên liệu.........................................55

3.3.2.4. Làm đậm để tăng tốc..................................................................................55

3.3.2.5. Cắt nhiên liệu..............................................................................................56

3.3.2.6. Làm đậm để tăng công suất.......................................................................57

3.3.3. Ưu và nhược điểm của hệ thống nhiên liệu EFI trên động cơ......................58

3.3.3.1. Ưu điểm......................................................................................................58

3.3.3.2. Nhược điểm................................................................................................58

3.3.3.3. Biện pháp khắc phục nhược điểm của hệ thống phun xăng FFI................58

3.4. Kết luận.............................................................................................................59

CHƯƠNG IV. BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ 1ZZ-FE.........................60

4.1. Mục đích công tác bảo dưỡng...........................................................................60

4.2. Những dấu hiệu cần bảo dưỡng, kiểm tra tình trạng của động cơ...................60

4.3. Bảo dưỡng định kỳ............................................................................................60

4.3.1. Lịch bão dưỡng..............................................................................................60

4.3.2. Thao tác bão dưỡng.......................................................................................61

4.3.2.1. Đai truyền động...........................................................................................61

4.3.2.2. Thay dầu động cơ.......................................................................................62

4.3.2.3. Thay nước làm mát động cơ.......................................................................64

4.3.2.4. Thay lọc nhiên liệu......................................................................................65

4.3.2.5. Kiểm tra và thay lọc gió...............................................................................65

4.4. Kiểm tra và bảo dưỡng các chi tiết cố định của động cơ..................................66

4.4.1. Kiểm tra bề mặt thân máy..............................................................................66

4.4.2. Kiểm tra tình trạng xy lanh.............................................................................66

4.4.2.1. Kiểm tra vết xước dọc thân xy lanh............................................................66

4.4.2.2. Kiểm tra đường kính xy lanh.......................................................................67

4.4.3. Kiểm tra bề mặt nắp máy...............................................................................67

4.5. Kiểm tra nhóm Pít tông- Thanh truyền - Trục khuỷu - Bánh đà........................69

4.5.1. Kiểm tra nhóm Pít tông..................................................................................69

4.5.1.1. Kiểm tra đường kính pít tông......................................................................69

4.5.1.2.  Kiểm tra đường kính lỗ trục pít tông..........................................................70

4.5.1.3. Kiểm tra khe hở dầu Pít tông với xy lanh...................................................70

4.5.1.4. Kiểm tra xéc măng......................................................................................71

4.5.2. Kiểm tra thanh truyền....................................................................................73

4.5.2.1. Kiểm tra tắc lỗ dầu thanh truyền.................................................................73

4.5.2.2. Kiểm tra nứt gãy thanh truyền....................................................................73

4.5.2.3. Kiểm tra độ cong thanh truyền....................................................................73

4.5.2.4. Kiểm tra khe hở dọc thanh truyền...............................................................74

4.5.2.5. Kiểm tra khe hở dầu thanh truyền..............................................................74

4.5.3. Kiểm tra và bão dưỡng trục khuỷu................................................................75

4.5.3.1. Kiểm tra độ cong của trục khuỷu................................................................75

4.5.3.2. Kiểm tra độ côn, độ oval của cổ trục chính và chốt khuỷu.........................76

4.5.3.3. Kiểm tra khe hở dầu trục khuỷu.................................................................76

4.6. Kết luận............................................................................................................77

KẾT LUẬN..............................................................................................................78

TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................79

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp “Công nghệp hóa hiện đại hóa đất nước” hiện nay của nước ta, lĩnh vực giao thông vận tải đóng vai trò quan trọng bậc nhất. Ô tô trở nên thông dụng hơn đối với người dân Việt Nam, đặc biệt là các doanh nghiệp vận tải tư nhân, xí nghiệp, công ty nhu cầu sử dụng xe ô tô là rất lớn.

Hiện nay, nền công nghiệp ô tô thế giới nói chung và nền công nghiệp ô tô Việt Nam nói riêng ngày càng phát triển. Nhiều hãng xe, thương hiệu với nhiều mẫu mã, chủng loại với kỹ thuật tiên tiến được ra đời. Cùng với nhu cầu vận tải ngày càng cao đòi hỏi các nhà sản xuất và cung cấp các phương tiện giao thông vận tải phải cho ra đời nhiều sản phẩm hơn, với những chủng loại mẫu mã đa dạng và hoàn thiện hơn về tính năng cũng như giá cả phù hợp.

Ngày nay thì nền công nghiệp ô tô thế giới đã tiến rất xa trong việc phát triển chế tạo động cơ. Dựa trên sự phát triển vược bậc của khoa học với sự ứng dụng các thành tựu kỹ thuật điện tử, tin học và kỹ thuật vi điều khiển mà động cơ ô tô hiện nay ngày càng hoàn thiện về độ chính xác cũng như khả năng tiết kiệm nhiên liệu, tính êm dịu.

Các nhà chế tạo ôtô nói chung và hãng xe Toyota nói riêng đã không ngừng  cải tiến và hoàn thiện chúng bằng việc đưa kỹ thuật điều khiển điện tử tiên tiến nhằm đáp  ứng những nhu cầu đó.

Trong đó, động cơ Toyota 1GD-FTV trên xe Fortuner 2015 là một trong những động cơ sử dụng công nghệ này. Do đó, việc nghiên cứu tìm hiểu để tiến tới khai thác hiệu quả động cơ Toyota 1GD-FTV trên xe Fortuner 2015 nói riêng và của hảng Toyota nói chung là hoàn toàn cần thiết. Và đây là đề tài thật sự thu hút để em làm đồ án tốt nghiệp.

Trong quá trình nghiên cứu, do trình độ cũng như điều kiện thời gian còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, mặt khác đây là lần đầu tiên tiếp xúc với một đồ án có tính chất quan trọng cao đòi hỏi chính xác và lượng kiến thức xâu rộng nên chắc chắn không tránh khỏi sai sót trong quá trình nghiên cứu. Em kính mong nhận được sự nhận xét, chỉ bảo của các thầy trong ngành để em được mở rộng kiến thức, hiểu biết sâu hơn đối với các vấn đề chuyên môn.

Đồ án được hoàn thành đúng tiến độ nhờ có sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy trong bộ môn, cùng với sự đóng góp của bạn bè, đặc biệt là sự chỉ bảo tận tình của giáo viên hướng dẫn : Th.S …………… trong thời gian em thực hiện đồ án. Cho phép em gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy : Th.S ……………, các thầy trong bộ môn đã hướng dẫn em thực hiện tốt đồ án, cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ từ phía ban chủ nhiệm khoa ô tô cùng ban giám hiệu nhà trường đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để em có thể hoàn thành tốt khóa học.

Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                                                                  TP. HCM, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                         Học viên thực hiện

                                                                                                                                          ………………

CHƯƠNG  I

GIỚI THIỆU VÀ KẾT CẤU CỦA ĐỘNG CƠ TOYOTA 1GD-FTV TRÊN XE FORTUNER 2015

1.1.Giới thiệu động cơ Toyota 1GD-FTV

1.1.1. Giới thiệu chung

Toyota 1GD-FTV là động cơ diesel, sử dụng Turbo tăng áp với vòi phun biến thiên (VNT) thế hệ thứ 2. Là loại động cơ 4 thì, dung tích 2.8 lít(2755cc) 16 van DOHC. Động cơ GD được giới thiệu vào năm 2015 để thay thế cho dòng KD lỗi thời, loại động cơ diesel phổ biến nhất của Toyota. 1GD-FTV là loại động cơ đầu tiên trên thế giới sử dụng công nghệ vách cách nhiệt TSWIN (Thermo Swing Wall Insulation Technology), khiến phiên bản này đạt hiệu suất nhiệt lên tới 44%. Theo Toyota thì đây là hiệu suất nhiệt cao nhất trên thế giới tại thời điểm năm 2015, nên dù dung tích động cơ nhỏ hơn loại 3.0 1KD-FTV trước đó, nhưng 2.8L 1GD-FTV có mô men xoắn cực đại cao hơn tới 25%, mô men xoắn ở dải tốc độ thấp cũng cải thiện 11%, trong khi mức tiêu hao nhiên liệu giảm 15%, theo công bố của Toyota. Đây cũng là dòng động cơ đầu tiên của Toyota sử dụng bộ xúc tác urê (SCR), góp phần làm giảm tới 99% lượng NOx độc hại, đáp ứng tiêu chuẩn khí thải Euro6.

1.1.2. Thông số và đặc tính kỹ thuật

Thông số kỹ thuật của động cơ như bảng 1.1.

1.2. Kết cấu các bộ phận của động cơ

1.2.1. Các bộ phận cố định

1.2.1.1.Nắp máy

Được bố trí trên thân máy là phần chịu áp lực và nhiệt cao trong suốt quá trình sử dụng.

Nắp máy có chức năng bao kín phía trên, cùng với đỉnh pít tông và xi lanh tạo thành buồng cháy của mỗi xi lanh động cơ. Ngoài ra nắp máy động cơ còn là nơi để bố trí đường nạp, đường thải và giá đỡ giàn cò mổ, ống dẫn hướng xu páp, vòi phun, các khoang nước làm mát.

a) Chức năng

- Cùng với xy lanh tạo thành buồn đốt động cơ.

- Làm giá đỡ để bắt các bộ phận khác.

- Chịu lực.

b) Kết cấu

- Nắp máy được đúc liền khối với động cơ xy lanh thẳng hàng.

- Giữa nắp máy và thân máy có lắp joint làm kín.

- Vật liệu chế tạo nắp máy là hợp kim nhôm cho hiệu quả làm mát tốt và giảm trọng lượng cho động cơ.

1.2.1.3. Các te

a) Chức năng

Các te được lắp bên dưới hộp trục khuỷu qua trung gian của một đệm làm kín. Nó dùng để chứa nhớt bôi trơn và che kín các chi tiết bên trong hộp trục khuỷu.

b) Kết cấu

- Được làm bằng nhôm.

- Bên dưới được bố trí một nút xả nhớt.

1.2.2. Các bộ phận di động

1.2.2.1.Pít tông

a) Chức năng

- Đỉnh pít tông cùng với nắp máy và thành xylanh tạo thành buồng đốt.

- Nén khí nạp trong kỳ nén.

- Tiếp nhận lực khí cháy và đồng thời truyền lực khí thể cho thanh truyền cũng như nhận lực từ thanh truyền để nén khí hoặc đẩy khí thải ra ngoài.

b) Kết cấu

- Thân pít tông có dạng hình côn tiết diện ngang hình ô van và có hai bệ để đỡ chốt pít tông, thân pít tông có nhiệm vụ dẫn hướng cho pít tông chuyển động trong xi lanh.

- Pít tông động cơ 1GD-FTV được chế tạo bằng nhôm, có khe xéc măng cao có độ chính xác cao và không được lắp chọn.

1.2.2.3.Chốt Pít tông

a) Chức năng

- Kết nối pít tôngvới đầu nhỏ thanh truyền.

- Chốt pít tông là chi tiết trung gian nối pít tông và đầu nhỏ thanh truyền, tạo khớp quay giữa pít tông và đầu nhỏ thanh truyền.

- Truyền chuyển động từ pít tông đến thanh truyền và ngược lại.

b) Kết cấu

Tuy kết cấu đơn giản nhưng chốt pít tông có vai trò rất quan trọng để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của động cơ.

Điều kiện làm việc của chốt pít tông có sự thuận lợi hơn pít tông, nhiệt độ thấp hơn và được bôi trơn tốt hơn.

1.2.2.5. Trục khuỷu

Trục khuỷu động cơ 1GD-FTV được gia công bằng phương pháp rèn, có độ chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt cao để giảm ma sát.

Trục khuỷu là chi tiết chuyển động có khối lượng, kích thước lớn nhất trong động cơ, giá thành chiếm 15% ÷ 30% tổng giá thành động cơ.

a) Chức năng

- Là chi tiết quan trọng và phức tạp của động cơ. Trục khuỷu cùng với thanh truyền, pít tông, biến công dãn nở của hỗn hợp khí cháy thành chuyển động quay của trục khuỷu, đưa công suất tới các phụ tải. Nhận năng lượng của bánh đà, sau đó truyền tới thanh truyền và pít tông thực hiện quá trình nén cũng như trao đổi khí.

- Nó tiếp nhận lực của pít tông truyền qua thanh truyền và biến lực thành mô men xoắn truyền cho bánh đà.

b) Kết cấu

- Trục khuỷu làm băng hợp kim thép rèn chất lượng cao để đảm bảo độ cứng vững và mài mòn tốt.

- Nó được đặt trong các ổ trục chính của thân máy.

- Giữa ổ trục chính của thân máy và cổ trục chính của trục khuỷu có các bạc lót và các bạc lót được chia làm hai nửa.

1.2.2.7 Trục cân bằng

a) Chức năng

Các trục cân bằng được sử dụng trong các động cơ có dung tích làm việc lớn như động cơ Toyota 1GD-FTV, với các xy-lanh bố trí trong một hàng, nhằm giảm bớt rung động.

Trục cân bằng 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.

b) Kết cấu

Tốc độ quay của trục khuỷu dưới đường tâm “O” (va) và trên đường tâm “O” (vb) là như nhau.

Tuy nhiên, nếu lấy đường tâm “O” làm chuẩn thì khoảng cách mà píttông di chuyển (La) và (Lb) là khác nhau. Vì (La) và (Lb) cùng sử dụng một quãng thời gian như nhau cho một chu trình, nên tốc độ (Va) và (Vb) sẽ khác nhau.
Vì tốc độ di chuyển của píttông ở trên và dưới đường tâm “O” là khác nhau, nên xuất hiện một khoảng trong quán tính, vì thế làm cho động cơ rung động. 
Đối với động cơ bốn xy-lanh, thẳng hàng, khi các xy-lanh 2 và 3 ở BDC còn các xy-lanh 1 và 4 ở TDC, thì có chênh lệch vị trí là 180 o , tạo ra độ rung gấp hai lần khi trục khuỷu quay.

1.3. Khái quát một số hệ thống của động cơ

1.3.1. Hệ thống phân phối khí

Hệ thống phân phối khí động cơ Toyota 1GD-FTV với trục cam kép (DOHC) 16 van thế hệ mới giúp tối ưu việc tiết kiệm nhiên liệu, đạt hiệu quả cao hơn ở những điều kiện đường xá khác nhau và bảo vệ môi trường.

Cơ cấu phối khí có nhiệm vụ điều khiển thời điểm và quá trình đóng mở xu páp để thực hiện việc nạp đầy môi chất công tác và thải sạch khí thải ra khỏi xi lanh động cơ. Các chi tiết của cơ cấu phối khí làm việc trong điều kiện thuận lợi, bôi trơn đảm bảo (ngoài các xu páp). 

* Chức năng:

- Thực hiện các công việc đóng và mở các cửa nạp - xả với mục đích nạp đầy không khí và thải sạch khí cháy ra khỏi xy lanh.

- Điều khiển sự mở xu páp hợp lý hơn nhằm phù hợp với mọi chế độ hoạt động của động cơ, đồng thời tăng công suất của động cơ.

- Đóng mở xu páp nạp, thải đúng thời điểm.

1.3.2. Hệ thống bôi trơn

Trong quá trình động cơ làm việc, hệ thống bôi trơn sẽ cung cấp dầu nhờn dưới một áp suất nhất định đến các chi tiết chuyển động cần phải làm trơn, nhằm kéo dài tuổi thọ của động cơ.

1.3.3. Hệ thống làm mát

Động cơ Toyota 1GD - FTV là loại động cơ sử dụng phương pháp làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức. Khi động cơ nóng lên, hệ thống làm mát sẽ truyền nhiệt ra không khí xung quanh để làm mát động cơ. Ngược lại, khi động cơ còn lạnh, hệ thống làm mát giúp động cơ dể nóng lên. Bằng cách đó, hệ thống làm mát giúp cho động cơ duy trì nhiệt độ thích hợp.

1.3.4. Hệ thống nhiên liệu

Động cơ Toyota 1GD - FTV sử dụng hệ thống nhiên kiểu phun dầu điện tử Common Rail.

Hệ thống Common Rail hay nói một cách chính xác hơn là Common Rail Diesel Injection (Hệ thống phun dầu điện tử).

1.3.4.1 Cấu tạo

Hệ thống này được thiết kế theo module có các cơ cấu chi tiết ko thể thiếu như sau: Cơ cấu chấm hành, cơ cấu điều khiển, cơ cấu cảm biến.

Kim Phun Injector (Cơ cấu chấp hành) điều khiển nhất kim lên xuống nhờ cuộn solenoi. Nhận tín hiệu phun bằng tín hiệu xung từ hộp ECU. Phù hợp với xu hướng mới nhất, dòng GD có kim phun điện từ (không piezo).

Bộ tích Áp suất nhiên liện (ống rail) có thể tích áp suất dầu lên tư 800 - 1750 bar.

1.3.4.2 Chức năng

Cung cấp một lượng nhiên liệu nhất định, đúng thời điểm và phù hợp với các chế độ làm việc vào buồng cháy động cơ.

1.3.4. Hệ thống nạp thải

Hệ thống nạp thải có nhiệm vụ đưa hỗn hợp không khí - nhiên liệu vào buồng cháy để thực hiện quá trình cháy của động cơ, đồng thời đưa sản phẩm cháy từ buồng cháy ra ngoài. Hệ thống nạp thải đảm bảo cung cấp đủ lượng hỗn hợp có thành phần hòa khí thích hợp với mọi chế độ hoạt động của động cơ, thải sạch sản phẩm cháy ra ngoài trong quá trình thải, sao cho hiệu suất của động cơ là lớn nhất và giảm ô nhiễm môi trường, giảm tiếng ồn.

1.3.6.1 Bướm gió

Có van tiết lưu điều khiển điện tử trong kênh nạp. Nó được sử dụng để giảm tiếng ồn khi chạy không tải hoặc giảm tốc và dừng động cơ êm ái hơn.

Các cánh dẫn động bằng khí nén được lắp vào ống nạp để đóng một trong các cổng vào, tạo thành dòng xoáy mạnh trong xi lanh và cải thiện quá trình đốt cháy.

1.3.6.2 Cổ góp

Trên các động cơ xe hơi đều có hai loại cổ góp đó là cổ góp hút và cổ góp xả. Không khí đi và vào buồng đốt thông qua cổ góp hút, sau khi diễn ra quá trình cháy khí thải thoát ra ngoài thông qua cổ góp xả.

Các cổ góp đều được làm từ hợp kim gang hoặc hợp kim thép vì chúng có thể chịu nhiệt tốt hơn. Trên cổ góp có các ống được nối trực tiếp với các cửa xả trên động cơ. Nằm giữa cổ góp và nắp quy lát là các miếng joint làm kín. Các miếng joint này có thể được làm bằng giấy, amiăng hoặc đồng.

1.3.6.4 Ống xả

Cấu tạo có thiết kế tiết diện tròn và gồm nhiều đoạn. Phần ống xả khí thải được kéo dài từ động cơ đến đuôi xe. Điều này sẽ điều hướng khí thải thoát ra theo ý muốn và kiểm soát được áp suất của khí thải ra, hệ thống ống xả của 1GD-FTV có dạng ống đơn. Hệ thống ống xả sẽ bao gồm 5 bộ phận chính bao gồm: đầu xy lanh, bộ gom khí, tubor, bộ xử lý khí thải và bộ giảm thanh ô tô. Tất cả các bộ phận này mục đích là giảm thiểu tối đa lượng khí độc có trong khí thải cũng như là tiếng ồn.

1.4 Kết luận

Động cơ Toyota 1GD-FTV là động cơ sử dụng nhiên liệu diesel, dung tích 2.8L, phun dầu điện tử Common Rail 16 van DOHC, đạt công suất cực đại 177 mã lực tại vòng quay 3600 vòng/phút, mô men xoắn cực đại đạt 450 tại 1600-2400 vòng/phút. Sử dụng khối hợp kim gang làm vật liệu chính giúp cải thiện độ cứng vững và giảm chi phí sản xuất cho động cơ. Động cơ có hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức, hệ thống bôi trơn kết hợp, nhằm kéo dài tuổi thọ cho các chi tiết chuyển động của động cơ. Cùng với hệ thống nạp sử dụng turbo tăng áp với vòi phun biến thiên thế hệ 2, giúp cải thiện tối ưu nhất cho công suất động cơ hoạt động ở từng chế độ khác nhau.

CHƯƠNG II

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ TOYOTA 1GD-FTV

2.1. Đặc điểm của hệ thống nhiên liệu trên động cơ Toyota 1GD-FTV

Động cơ Diesel phát triển vào năm 1897 nhờ Rudolf Diesel hoạt động theo nguyên lý tự cháy. Ở gần cuối quá trình nén, nhiên liệu được phun vào buồng cháy động cơ để hình thành hòa khí rồi tự bốc cháy.

Các nhà động cơ Diesel đã đề ra nhiều biện pháp khác nhau về kỹ thuật phun và tổ chức quá trình cháy nhằm giới hạn các chất ô nhiễm. Các biện pháp chủ yếu tập trung vào giải quyết các vấn đề:

- Tăng tốc độ phun để làm giảm nồng độ bồ hóng do tăng tốc hòa trộn nhiên liệu- không khí.

- Tăng áp suất phun, đặc biệt là đối với động cơ phun trực tiếp.

- Điều chỉnh dạng quy luật phun theo khuynh hướng kết thúc nhanh quá trình phun để làm giảm HC.

- Biện pháp hồi lưu một bộ phận khí xả (ERG: Exhaust Gas Recirculation).

Hiện nay, các nhược điểm của hệ thống nhiên liệu diesel đã được khắc phục bằng cải tiến các bộ phận như: Bơm cao áp, vòi phun, ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao, các ứng dụng điều khiển tự động nhờ sự phát triển của công nghệ (năm 1986 Bosch đưa vào thị trường việc điều khiển điện tử cho động cơ diese). Đó là hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel.

Về cơ bản, hệ thống phun dầu điện tử common rail trên xe Fortuner 2015 được chia làm 3 phần chính:

- Phần cung cấp khí nạp.

- Phần cung cấp nhiên liệu.

- Phần điều khiển khí nạp và phun nhiên liệu.

2.2. Hệ thống tín hiệu đầu vào

Cảm biến trên động cơ có chức năng gửi một tín hiệu điện áp (dạng tín hiệu tượng tự về ECU động cơ sau đó sẽ ECU phân tích, so sánh để đưa ra các tín hiệu điều khiển phun nhiên liệu một cách chính xác cũng như điều khiển các bộ công tác, bao gồm một số tín hiệu sau:

Cảm biến MAP (cảm biến áp suất đường ống nạp), Cảm biến nhiệt độ khí nạp, Cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến Oxy, Cảm biến vị trí bàn đạp ga, Cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí trục cam, cảm biến áp suất ống Rail, tín hiệu khởi động động cơ,…

2.3. Hệ thống nhiên liệu

2.3.1. Cấu tạo và nguyên lý của kết cấu cơ khí trong hệ thống nhiên liệu

Tên các chi tiết chính và chức năng như bảng 1.

2.3.1.1 Bơm cao áp

a) Cấu tạo

Bơm cao áp sử dụng 1 piston bơm, được dẫn động bởi trục khủy động cơ qua cơ cấu bánh răng. Bơm cao áp có công dụng hút nhiên liệu từ thùng chứa và nén nhiên liệu lên áp suất cao khoảng 1500 ~ 1800 bar khi hệ động cơ hoạt động.

Loại bơm cao áp lắp trên xe là loại bơm pít tông HP5S có 1 cụm pít tông có tác dụng cung cấp nhiên liệu cao áp lên common rail và một bơm bánh răng ở đầu có tác dụng nhồi dầu diesel cho bơm pít tông, ngoài ra trên bơm còn có một cảm biến nhiệt độ nhiên liệu và một van SCV (Suction control valve) có tác dụng điều khiển lưu lượng cấp cho bơm.

Các bộ phận chính trong bơm cao áp:

- Bơm tiếp vận và van điều áp bơm tiếp vận

- Van điều khiển hút SCV

- Xylanh + pít tông bơm cao áp HP5S

b) Nguyên lý hoạt động

Khi động cơ hoạt động trục khuỷu động cơ quay sẽ kéo theo bơm cao áp quay thông qua bộ dây đai dẫn động. Làm cho vấu cam của bơm quay, lúc này van điều khiển đóng không cho dầu chảy ngược lại đường ống thấp áp. Vấu cam quay tác dụng đẩy con lăn làm cho pít tông đi lên ép lò xo hồi và làm cho nhiên liệu trong pit tông được bơm đi đến đường ống dẫn nhiên liệu cao áp.

2.3.1.3. Ống phân phối

Ống phân phối (ống Rail) có kết cấu là một ống rỗng, là nơi lắp và cấp nhiên liệu cho các vòi phun làm việc.

Ống phân phối được chế tạo bằng gang đúc, thành ống dày để chịu được áp suất cao (> 1800 bar), một đầu ống được lắp cảm biến áp suất nhiên liệu, đầu còn lại lắp van xả áp. Dọc theo thân ống được bố trí các cút nối để nhận nhiên liệu áp suất cao từ bơm cao áp đến và phân phối nhiên liệu áp suất cao đến các vòi phun.

2.3.1.5 Van điều khiển hút SCV

Van SCV dùng loại van điện từ, hoạt động nhờ tín hiệu xung hệ số tác dụng từ ECU, có công dụng điều khiển lượng nhiên liệu nạp vào buồng bơm. Khi van mở nhiều nhiên liệu nạp vào buồng bơm nhiều áp suất nhiên liệu trong ống phân phối tăng và ngược lại.

2.3.2 Ưu và nhược điểm của hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ Toyota 1GD-FTV

2.3.2.1 Ưu điểm

Qua phân tích trên ta có thể kết luậnhệ thống Common Rail Diesel có 5 ưu điểm sau:

- Tiêu hao nhiên liệu thấp.

- Phát thải ô nhiễm thấp.

- Động cơ làm việc êm dịu, giảm được tiếng ồn.

- Cải thiện tính năng động cơ.

Thiết kế phù hợp để thay thế cho các động cơ Diesel đang sử dụng.

Động cơ Diesel thế hệ “cũ”, trong quá trình làm việc hệ thống cung cấp nhiên liệu tạo ra tiếng ồn khá lớn. Khi khởi động và tăng tốc đột ngột lượng khói đen thải lớn. Vì vậy làm tiêu hao nhiên liệu và ô nhiễm cao. Ở hệ thống nhiên liệu Common Rail áp suất phun lên đến 1800 bar, có thể phun ở mọi thời điểm, mọi chế độ làm việc và ngay cả động cơ lúc thấp tốc mà áp suất phun vẫn không thay đổi. Với áp suất cao, nhiên liệu được phun càng tơi nên quá trình cháy càng sạch hơn.

2.3.2.3 Biện pháp khắc phục nhược điểm của hệ thống nhiên liệu Common Rail

Để cho hệ thống phun dầu điện tử Common Rail hoạt động có hiệu quả cần có những biện pháp sau đây: Thứ nhất Phải kiểm tra các cảm biến của hệ thống thường xuyên như cảm biến nhiệt độ, cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến áp suất nhiên liệu, cảm biến tốc độ động cơ, cảm biến lưu lượng khí nạp… bảo đảm cho các cảm biến này vẫn còn hoạt động bình thường và không bị lỗi.

3.4. Kết luận

Động cơ Toyota 1GD-FTV trên Fortuner 2015 sử dụng hệ thống phun dầu điện tử Common Rail. Mỗi xy lanh trang bị một vòi phun riêng biệt đặt ngay trong buồng đốt. Tùy theo tốc độ cơ và lượng khí nạp đo được tại cảm biến lưu lượng khí. ECU sẽ thông báo cho các vòi phun bao nhiêu nhiên liệu cần phun vào trong buồng đốt của động cơ. Hệ thống nhiên liệu này tạo ra công suất lớn hơn và khả năng tăng tốc tốt hơn so với loại bơm cao áp PE hay VE. Nên sẽ còn được sử dụng nhiều trên các mẫu động cơ đời mới sau này.

CHƯƠNG III

BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ TOYOTA 1GD-FTV TRÊN FORTUNER 2015

3.1 Mục đích công tác bảo dưỡng

Công tác bảo dưỡng động cơ thường xuyên không những mang đến rất nhiều lợi ích mà còn tạo cho người sử dụng niềm hứng khởi khi làm việc, cũng như sự thoải mái trong vận hành. Công tác bảo dưỡng xe mang đến rất nhiều lợi ích: tiết kiệm nhiên liệu, kéo dài tuổi thọ của xe, tạo sự thích thú khi lái xe, lái xe an toàn, tăng độ tin cậy, đáp ứng các điều kiện bảo hành, chấp hành các quy định của Nhà Nước.

3.3 Bảo dưỡng định kỳ

3.3.1 Lịch bão dưỡng

Kỳ bảo dưỡng được quyết định bằng quãng đường xe đã đi hoặc khoảng thời gian xe đã hoạt động, tùy theo yếu tố nào đến trước ghi trên lịch bảo dưỡng. Các công việc bảo dưỡng sau từng chu kỳ cuối cùng phải được lặp lại theo định kỳ như trước.

Chú thích:

l: kiểm tra và sữa chữa hoặc thay thế khi cần thiết.

R: Thay thế, thay đổi hoặc bôi trơn.

1: Đai truyền động.

2: Dầu động cơ

3: Lọc dầu động cơ.

4: Hệ thống làm mát và bộ sưởi ấm.

3.3.2 Thao tác bão dưỡng

3.3.2.1 Đai truyền động

Kiểm tra bằng cách quan sát bằng mắt thường xem dây đai dẫn động có bị quá mòn hay sờn lỗi không?  Nếu tìm thấy hư hỏng, hãy thay dây dẫn động.

Nếu có vết nứt một bên đường gân đai có thể chấp nhận được. Nhưng nếu mất một đoạn gân đai, thì phải thay thế dây đai.

Sau khi lắp dây đai dẫn động, hãy kiểm tra rằng nó khít với các rãnh của đai. Kiểm tra bằng tay để xác nhận rằng dây đai không bị trượt ra khỏi rãnh ở đáy của puli trục khuỷu.

3.3.2.2 Thay dầu động cơ

a) Kiểm tra mức dầu động cơ

Tiến hành kiểm tra mức dầu động cơ trên que thăm dầu: để đảm bộ chính xác khi thăm dầu, xe phải được đậu ở nơi bằng phẳng. Sau khi tắt động cơ, đợi vài phút để dầu chảy về đáy động cơ. Kéo que thăm dầu ra, dùng một miếng giẻ lau sạch dầu trên que. 

Dầu động cơ làm giảm sự mài mòn và ma sát của Piston, bạc và các chi tiết chuyển động khác. Đồng thời nó cũng giúp làm kín khi có nhiệt độ và áp suất cao trong buồng cháy cũng như truyền nhiệt từ vùng có nhiệt độ cao đến cacte dầu ở đó nhiệt độ truyền vào trong không khí. Nó bảo vệ các chi tiết kim loại khỏi bị an mòn , và gảm chấn động các chi tiết chuyển động, cũng như hấp thụ các chất độc hại do quá trình cháy của động cơ. 

b) Thay dầu

Dầu bôi trơn thỏa mãn cấp độ và độ nhớt sau đây: 20W-50 và 15W-40. Hoặc sử dụng dầu động cơ đa cấp API SL hay SM 10W-30 và 5W-30.

Tiến hành:

* Bước 1:  Khởi động máy, làm cho dầu nóng lên và loãng ra ngoài lốc máy để dầu chảy ra ngoài lốc máy dễ dàng hơn.

* Bước 2:  Đưa xe vào vị trí con đội rồi tắt máy. Để an toàn, ta cố định lốp xe bằng nêm. Sau đó nâng xe lên bằng hệ thống thủy lực.

* Bước 5:  Lắp lọc nhớt và siết ốc xả nhớt cacte.

- Làm sạch lọc dầu cũng như bề mặt tại vị trí gắn lọc dầu

- Bôi một lớp dầu động cơ đều và mỏng lên lớp gioang của lọc dầu.

- Đổ dầu động cơ vào lọc dầu trước khi gắn.

- Vặn lắp lọc nhớt cho đến khi gioang chạm vào thân. Từ vị trí này xiết thêm ¾ vòng.

3.3.2.3 Thay nước làm mát động cơ

a) Chuẩn bị

Giẻ sạch.

Khay đựng nước làm mát có dung tích ít nhất 10 lít.

Chọn loại nước làm mát. Chỉ dùng nước làm mát gốc etylen glycon không chứa silic, amin, nitric và gốc borat với công nghệ axit hữu cơ tích hợp. Tổng dung tích nước làm mát L: 7.8 lít.

b) Tiến hành

* Bước 1:  Đưa xe vào vị trí con đội rồi tắt máy. Để an toàn, ta cố định lốp xe bằng nêm. Sau đó nâng xe lên bằng hệ thống thủy lực.

* Bước 2:  Tháo bướm xả nước làm mát trên két nước làm mát.

* Bước 6: Đóng nắp bình làm mát.

* Bước 7: Vệ sinh sau khi thay.

b) Lưu ý

Không thay nước làm mát khi động cơ còn quá nóng.

Không mở nắp két nước khi động cơ còn nóng, vì sẽ gây nguy hiểm.

Hãy nhìn vào bình chứa nước làm mát khi động cơ nguội (loại bình trong suốt). Mức nước làm mát được xem là đủ khi nó nằm giữa vạch “F” và “L” trên bình. Nếu thấp hơn thì hãy thêm nước làm mát cùng với loại nước đang dùng trong hệ thống.

3.3.2.5 Kiểm tra và thay lọc gió

Nếu lọc gió bị tắc bởi bụi bẩn, luồng khí sẽ bị ngăn cản, làm giảm tính năng của động cơ. Vì thế, phải kiểm tra lọc gió thường xuyên.

3.4 Kiểm tra và bảo dưỡng các chi tiết cố định của động cơ

3.3.2 Kiểm tra bề mặt thân máy

a) Nguyên nhân

Là do lực xiết bu lông không đều hay sai trình tự xiết, hết nước làm mát thân máy hoạt động trong tình trạng quá nóng gây nên độ vênh.

b) Làm sạch

- Dùng cây cạo, hóa chất dụng cụ chuyên dùng làm sạch bề mặt nắp máy trước khi kiểm tra.

- Dùng nhớt bảo quản các bề mặt lắp ghép

- Kiểm tra bề mặt thân máy.

3.3.4 Kiểm tra bề mặt nắp máy

a) Nguyên nhân

Do quá trình tháo, lắp bulong không đúng kỹ thuật, hở gioang nắp máy làm nước vào buồng đốt làm thay đổi nhiệt độ đột ngột. Hậu quả là rò hơi làm giảm tỉ số nén dẫn đến giảm công suất động cơ.

b) Làm sạch

- Dùng cây cạo joint với hóa chất để làm sạch các bề mặt lắp ghép với thân máy, ống góp hút và thải.

- Dùng chổi cước làm sạch buồn đốt

- Ngâm nắp máy trong dầu Diesel và dùng cọ để làm sạch một lần nữa.

3.5 Kiểm tra nhóm Pít tông- Thanh truyền - Trục khuỷu - Bánh đà

3.3.2 Kiểm tra nhóm Pít tông

3.3.2.1 Kiểm tra đường kính pít tông

Kiểm tra sơ bộ độ rơ của trục pít tông và sự chuyển động của nó trong lỗ pít tông

Dùng kềm tháo xéc măng làm kín.

Kiểm tra khe hở lắp ghép giữa pít tông và xy lanh

Dùng panme kiểm tra đường kính của pít tông theo hướng vuông góc với trục pít tông và cách đầu pít tông một khoảng bởi nhà chế tạo.

dùng dụng cụ kiểm tra xy lanh, kiểm tra lòng xy lanh theo phương vuông góc với trục pít tông.

Đường kính tiêu chuẩn 78.935 - 78.945

3.3.2.3 Kiểm tra khe hở dầu Pít tông với xy lanh

Dùng Panme đo đường kính pít tông tạ vị trí vuông góc với đường tâm của pít tông và cách đỉnh pít tông một khoảng nhất định. Khoảng cách tiêu chuẩn 11.4 mm.  Dùng đồng hồ so đo đường kính xy lanh theo phương dọc trục. Trừ giá trị đo đường kính xy lanh cho giá trị đo đường kính pít tông. So sánh với giá trị tiêu chuẩn.

3.3.3 Kiểm tra thanh truyền

3.3.3.1 Kiểm tra tắc lỗ dầu thanh truyền

a) Nguyên nhân

Do dầu có nhiều cặn bẩn, bạc bị xoay làm dầu không thể tới piston và xy lanh nên không thể bôi trơn cho các chi tiết này dẫn tới phá hỏng các chi tiết.

b) Cách kiểm tra

Dùng khí nén kiểm tra, nếu bị tắc thì tiến hành thông lỗ dầu cho đến khi hết tắc thì thôi.

3.3.3.5 Kiểm tra độ cong thanh truyền

a) Nguyên nhân

Do động cơ bị kích nổ, do đánh lửa quá sớm, do pít tông bị bó kẹt, đặt cam sai. Hậu quả: làm cho pít tông đâm lệch về một phía pít tông và xéc măng bị nghiêng làm giảm độ kín khít, cụm pít tông – xéc măng – xy lanh mòn nhanh và mòn không đều.

c) Tiêu chuẩn

Độ cong lớn nhất: 0.03 mm (0.0012 in.) trên 100 mm (3.94 in).

Nếu độ cong lớn hơn giá trị lớn nhất hãy thay thế thay truyền.

3.3.5.4 Kiểm tra khe hở dọc thanh truyền

Dùng một so kế đặt vào đầu to thanh truyền như hình vẽ

Kiểm tra:

- Kéo thanh truyền về hết một phía.

- Đẩy thanh truyền về hết phía ngược lại.

- Kiểm tra khe hở dọc trục, nếu vượt quá mức tiêu chuẩn cho phép thì ta phải thay thế.

3.5.4 Kiểm tra và bão dưỡng trục khuỷu

3.5.4.1 Kiểm tra độ cong của trục khuỷu

- Đặt hai khối chữ V lên mặt chuẩn.

- Đặt trục khuỷu lên hai khối chữ V

3.5.4.4 Kiểm tra khe hở dầu trục khuỷu

- Làm sạch các cổ trục chính, ổ trục và các bạc lót. Kiểm tra tình trạng của các bạc lót và các cổ trục. Nếu bề mặt các bạc lót hư hỏng thì thay các bạc lót  mới  Nếu các cổ  trục bị hỏng nặng, cần thiết thay mới trục khuỷu.

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

- Tháo các nắp cổ trục chính

- Dùng bao cộng nhựa đo khe hở dầu từng cổ trục chính.  Nếu khe hở dầu vượt  quá  tiêu chuẩn tối đa cho phép thì phải thay mới bạc lót và mài các cổ trục chính để đạt được trị số khe hở tiêu chuẩn.

3.6 Kết luận

- Động cơ cần bảo dưỡng thường xuyên hoạt định kỳ để kéo dài tuổi thọ cũng như giảm chi phí cho sửa chữa nặng.

- Cần kiểm tra nhanh các bộ phận như nước làm mát, dầu bôi trơn, đai đẫn động sau một ngày động cơ làm việc.

- Kiểm tra, đo thông số các chi tiết cố định và chi tiết chuyển động của động cơ khi bảo dưỡng nặng so với tiêu chuẩn nhà sản xuất.

KẾT LUẬN

a) Kết luận

Động cơ luôn luôn là phần quan trọng nhất trên ô tô. Chất lượng của động cơ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và thời hạn sử dụng của xe. Các nhà sản xuất ô tô trên thế giới luôn đổi mới và tìm cách hoàn thiện kết cấu động cơ của mình. Tuy nhiên làm thế nào để khai thác và sử dụng chúng một cách hiệu quả nhất thì lại là vấn đề của chính chúng ta, những con người đã, đang và sẽ nghiên cứu về ô tô Việt Nam.

Nền công nghiệp ô tô của chúng ta sinh sau đẻ muộn, đây là một ngành công nghiệp mà chúng ta khó có thể chỉ nghiên cứu trên lý thuyết, và cũng rất khó để chúng ta có thể đi tắt đón đầu. Chúng ta chỉ có thể cùng nhau nghiên cứu, tìm hiểu và nắm vững các công nghệ sản xuất chế tạo của các nước có ngành công nghiệp ô tô hàng đầu như Hoa Kỳ, Đức, Nhật… từ đó tiếp tục khai thác có hiệu quả, và tìm cách bắt kịp họ trong tương lai. Dù khó nhưng không hẳn là không thể.

Khai thác chỉ là bước đầu trong quá trình nghiên cứu chế tạo. Và nếu muốn nghiên cứu chế tạo thành công, chúng ta phải biết khai thác có hiệu quả và nắm vững các công nghệ.

Sau thời gian nghiên cứu và thực hiện, đồ án đã được hoàn thành. Nó mang lại nhiều ý nghĩa thực tiễn:

- Trước mắt đồ án này giúp cho em hoàn thành tốt chương trình học  trước khi tốt nghiệp.

- Góp phần củng cố kiến thức đã học đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình làm việc và học sau này.

b) Đề nghị

Đề tài chỉ thực hiện trong thời gian có hạn nên em thực hiện chỉ tập trung, nghiên cứu những vấn đề cơ bản xung quanh đề tài như: nghiên cứu lịch sử ra đời của động cơ Toyota 1GD-FTV, các cơ cấu cơ khí, các hệ thống cơ bản của động cơ cùng nhiều cơ cấu chức năng mới... Đồng thời cũng do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô và các bạn sinh viên đóng góp ý kiến để đề tài này được phát triển và hoàn thiện hơn.

Cuối cùng, em mong muốn về sau sẽ có nhiều trường đại học, cao đẳng có hướng phát triển rộng hơn, có thêm nhiều trang thiết bị mới để sinh viên có cơ hội tìm tòi, nghiên cứu thực tế đồng thời kích thích óc sáng tạo, năng động của tuổi trẻ để ngày càng nâng cao hơn nữa hiệu quả giáo dục, tạo động lực phát triển kinh tế vững mạnh.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Trần Khắc Thiêm; Khai thác xe quân sự, Tập 1 và Tập 2; Đại học KTQS;  Năm 1976.

2. Nguyễn Hoàng Nam, Nguyễn Quốc Điệt; Hướng dẫn làm đồ án môn học và đồ án tốt nghiệp của phần khai thác xe quân sự; học viện KTQS; năm 1995.

3. Nguyễn Đắc Tuyên, Nguyễn Hoàng Thế; Sử dụng bảo dưỡng – sửa chữa ôtô, Tập 1 và Tập 2; Nhà xuất bản Đại học và giáo dục chuyên nghiệp; Năm 1989.

4. Toyota-club.net

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ TÀI LIỆU"