Nghiên cứu khai thác bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống làm mát trên ôtô camry 3 0 v6 của hãng toyota

1 Lời mở đầu Giao thông đóng vai trò huyết mạch kinh tế quốc gia giới Tuỳ thuộc vào mức độ phát triển kinh tế nớc mà nhu cầu phơng thức vận tải khác Nớc ta thời kì độ lên CNXH nhu cầu vận tải cần thiết hết Vận tải ôtô, vận tải đờng sắt, đờng biển, đờng hàng không hình thành nên mạng lới vận chuyển chung đất nớc Trong đó, vận tải ôtô chiểm tỉ trọng cao nhất, phù hợp với điều kiện kinh tế mà phù hợp với điều kiện địa lí xà hội Việt nam Vận tải ôtô gồm Vận tải hành khách vận tải hàng hóa Số lợng chủng loại ôtô sử dụng thị trờng nớc ta ngày nhiều nên nhu cầu công tác nghiên cứu khai thác nh nhu cầu công tác bảo dỡng sửa chữa ngày tăng Trong hoàn cảnh kinh tế nớc ta nay, sử dụng ôtô đạt hiệu kinh tế cao, an toàn điều cần thiết; đảm bảo đủ cho nhu cầu cấp thiết kinh tế mà tạo nên vị quan trọng phơng thức vận tải ôtô Do nhu cầu đặt phải nghiên cứu khai thác phơng tiện vận tải ôtô cách hợp lí, thực trình bảo dỡng sửa chữa cách thành thạo, chuyên nghiệp cần thiết nhằm tăng tuổi thọ động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu Qua trình thực tập tốt nghiệp nh đợc hớng dẫn tận tình thầy giáo hớng dẫn: T.S Nguyễn Duy Tiến, em đà mạnh dạn chọn đề tài tốt nghiệp :nghiên cứu khai thác, bảo dỡng sửa chữa hệ thống làm mát xe toyota- camry 3.0V Trong trình thực đề tài này, đà nhận đợc hớng dẫn tận tình thầy giáo:T.S Nguyễn Duy Tiến, Bộ môn Động đốt trong, Bộ môn ôtô với nỗ lực thân, nhng chắn em không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đợc góp ý thầy nh toàn thể bạn sinh viên Em xin chân thành cảm ơn! Chơng 1: Tổng quan đề tài 1.1, Xuất xứ đề tài Nớc ta trình thực chiến lợc công nghiệp hoá đại hoá đất nớc nên nhu cầu giao thông vận tải hàng hoá lớn Trong vận chuyển đờng sắt đờng biển gặp rắc rối nh tính động không cao, giao thông hàng không giá cớc phí đắt, việc lựa chọn phơng tiện vận tải ôtô tất yếu kinh tế Vậy nên nhu cầu đặt phải có biện pháp kĩ thuật thích hợp nhằm nâng cao hiệu khai thác loại ôtô để đủ sức đáp ứng cho kinh tế cần thiết Sau trình thực tập tốt nghiệp đợc hớng dẫn tận tình thầy giáo hớng dẫn: T.s.Nguyễn Duy Tiến, nh thấy đợc nhu cầu nên kinh tế nớc nhà em xin mạnh dạn chọn đề tài: Nghiên cứu khai thác, bảo dỡng sửa chữa hệ thống làm mát ôtô Camry 3.0 V6 cđa h·ng Toyota” 1.2, Giíi thiƯu vỊ hệ thống làm mát 1.2.1, Nhiệm vụ yêu cầu phân loại hệ thống làm mát Hệ thống làm mát động đốt có nhiệm vụ thực trình truyền nhiệt từ khí cháy qua thành buồng cháy đến môi chất làm mát đảm bảo cho chi tiết không nóng không nguội Nếu nhiệt độ chi tiết nóng dẫn đến tác hại: - Làm giảm sức bền, giảm độ cứng vững tuổi thọ động - Làm giảm độ nhớt dầu nhờn gây tăng tổn thất ma sát - Có thể gây kẹt, bó piston - Giảm lợng khí nạp vào xilanh - Đối với động xăng gây tợng cháy kích nổ Nhng nhiệt độ chi tiết nguội mang đến hậu xấu nh: - Hiệu suất nhiệt động giảm nhiệt lợng tổn thất hệ thống làm mát nhiều làm giảm nhiệt dùng để sinh công động - Khi nhiệt độ thấp, độ nhớt dầu nhờn cao, dầu khó lu thông làm tăng tổn thất giới - Nếu nhiệt độ thành xilanh thấp quá, nhiên liệu nớc thành xilanh tẩy rửa màng dầu bôi trơn nhiên liệu có thành phần lu huỳnh tạo axít kết hợp nhiên liệu nớc ngng đọng bề mặt thành xilanh Các nguyên tố gây mòn hoá học kim loại Căn vào môi chất làm mát, ngời ta chia hệ thống làm mát làm hai loại: - Hệ thống làm mát nớc - Hệ thống làm mát không khí Trong đó, hệ thống làm mát nớc gồm loại: - Bốc - Đối lu tự nhiên Đối lu cỡng Theo số vòng tuần hoàn kiều tuần hoàn ngời ta phân hệ thống làm mát loại sau đây: - Một vòng tuần hoàn kín - Một vòng tuần hoàn hở - Hai vòng tuần hoàn (một kín, hở) 1.2.2 Hệ thống làm mát nớc 1.2.2.1 Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi: Hình 1.1:Làm mát kiểu bốc (1): thân động cơ; (2): bình chứa nớc Kết cấu làm mát kiểu bốc (hình vẽ) đơn giản, bao gồm: khoang nớc bao quanh thành xilanh, khoang nắp xilanh thùng chứa nớc bốc phía Nguyên lý làm việc hệ thống làm mát kiểu bốc hơi: Khi động làm việc, nớc nhận nhiệt thành buồng cháy sôi tạo thành bọt nớc, lên mặt thoáng thùng chứa để bốc khí trời Níc ngi thïng chøa cã tØ träng lín ch×m xuống điền chỗ cho nớc đà lên Cứ tạo thành đối lu tự nhiên Do nớc bốc hơi, mức nớc thùng chứa giảm nhanh, cần phải bổ sung nớc thờng xuyên kịp thời Vì vậy, kiểu làm mát dùng cho động đốt kiểu xilanh nằm ngang máy nông nghiệp cỡ nhỏ Nhợc điểm hệ thống làm mát kiểu là: tiêu hao nhiều nớc, phải bổ sung nớc thờng xuyên hao mòn thành xilanh không 1.2.2.2 Hệ thống làm mát kiểu đối lu tự nhiên: Hình1.2: Sơ đồ hệ thống làm mát đối lu tự nhiên (1)-đờng nớc; (2)-xilanh; (3)-ống góp nớc nóng; (4)-két làm mát; (5)-nớc nóng vào động cơ; (6)-quạt gió; h-chiều cao cét ¸p tÝnh to¸n; l-chiỊu cao ¸p níc thân máy; l-thành chứa nớc Trong hệ thống làm mát đối lu tự nhiên, nớc tuần hoàn nhờ độ chênh lệch áp lực cột nớc nóng nguội mà không cần bơm nớc Cột nớc động cét níc ngi thïng chøa hc kÐt níc (hình vẽ) Độ chênh áp lực đợc tính theo công thøc: p = ..h. t (N/m)(*) ®ã: +)- khèi lợng riêng nớc (kg/m3) +)- gia tốc trọng trờng (m/s2) +) h- chiỊu cao trung b×nh cđa cét níc nãng vµ ngi (m) +)- hƯ sè gi·n në cđa nớc (=0.00018mm3/0C) +)t- độ chênh lệch nhiệt độ hai cột nớc nóng nguội Từ (*) ta thấy: để có hiệu làm mát vận tốc nớc lại phụ thuộc vào p mà p lại tỷ lệ bậc với độ cao h Điều dẫn đến hiệu làm mát Do tốc độ nớc bé mà muốn đảm bảo lu lợng nớc làm mát phải tăng tiết diện lu thông cua nớc động cơ, tăng kích thớc thùng chứa làm cho kết cấu động hệ thống làm mát nặng nề, cồng kềnh Do vậy, không thích hợp cho động ô tô máy kéo, mà thờng dùng động tĩnh Ưu điểm loại làm mát đối lu tự nhiên chế độ làm mát phù hợp với chế độ tải trọng động cơ: Khi khởi động t tăng theo vận tốc nớc tăng lên 1.2.2.3 Hệ thống làm mát tuần hoàn cỡng bức: Hình1.3:Sơ đồ hệ thống làm mát cỡng (1)-két làm mát; (2)-van nhiệt; (3)-nhiệt kế; (4)-ống dẫn níc; (5)-èng dÉn níc nãng; (6)-èng dÉn níc trë l¹i bơm; (7)-bơm nớc; (8m)-ống phân phối nớc; (9)-van xả nớc; (10)-bình làm mát dầu nhờn; (11)ống nớc nối bơm nớc; (12)-quạt gió Trong hệ thống làm mát này, ngời ta dùng bơm nớc đặt đờng nớc hệ thống làm mát, để tăng tốc độ lu động nớc Nớc tuần hoàn đợc cột áp bơm tạo gọi tuần hoàn cỡng Trong hệ thống làm mát tuần hoàn cỡng bức, nớc đợc bơm đẩy vào làm mát thân động cơ, nắp xilanh ống góp nớc đến van điều chỉnh nhiệt độ nớc làm mát động (van ®iỊu nhiƯt 2) Níc tõ van ®iỊu nhiƯt ®ỵc phân thành nhánh Lu lợng nớc hai nhánh tuỳ thuộc vào nhiệt độ nớc làm mát Một nhánh dẫn nớc két làm mát nhánh dẫn nớc trở lại động mà không qua két lam mát ống dẫn không khí nớc từ bơm động nóng Hệ thống làm mát cỡng dùng rộng rÃi loại động ô tô máy kéo, tàu thuỷ, tàu hoả, tĩnh 1.2.3 Hệ thống làm mát không khí Hình 1.4: Quạt gí chiều trục hớng gió động làm mát gió Trong hệ thống nhờ quạt gió ngời ta đa không khí vào làm mát trực tiếp cho xilanh nắp xilanh động Trờng hợp động lắp xe máy, xe chạy tạo chuyển động tơng đối xe máy không khí trời gây gió lớt qua xilanh nắp máy tạo hiệu làm mát động Trên nắp thân xilanh có nhiều cánh tản nhiệt nhằm làm tăng diện tích động tiếp xúc với gió, qua nâng cao thêm hiệu tản nhiệt 1.2.4 So sánh u, khuyết điểm động làm mát nớc không khí 1.2.4.1 Ưu điểm động làm mát nớc so với làm mát không khí - Động làm mát nớc ổn định đợc chế độ nhiệt động tốt hơn, hiệu làm mát cao tính dẫn nhiệt nớc cao so với không khí - Khi làm việc, động làm mát nớc có tiếng ồn nhỏ có áo nớc cách âm cho động quạt gió nhỏ nhiều so với động làm mát không khí - Tổn thất công suất cho hệ thống làm mát nớc nhỏ so với làm mát không khí - Độ tin cậy khởi động động vùng có nhiệt độ thấp (dới 00C) cao (vì cần đổ nớc nóng vào két) - Động làm việc tốt vùng có nhiệt độ khí trời cao hiệu làm mát nớc tốt không gây nguy hiểm cho chi tiết có nhiệt độ cao 1.2.4.2 Khuyết điểm hệ thống làm mát nớc so với động làm mát không khí - Phải dùng nhiều biện pháp bao kín (ở nhiều vị trí: ống dẫn nớc, két nớc, nắp máy, thân xilanh, đặc biệt bao kín áo nớc phải cẩn thận để nớc không lọt xuống cácte dầu nhờn) - Phải dùng nhiều vật liệu đắt tiền (nhôm, Ca, Sb) để chế tạo két nớc - - Tốn nhiều công sức cho việc bảo dỡng, sửa chữa hệ thống làm mát (phải xúc rửa két nớc thờng xuyên) Mài mòn ăn mòn thành xilanh lớn, động dùng ô tô, máy kéo làm việc chế độ tải thấp nhiều, nhiệt độ thành xilanh thấp Dễ gây tợng đóng băng két nớc trời lạnh nhiệt độ thấp Chiều dài (kích thớc bao) động lớn phải bố trí két nớc, bơm nớc phía trớc thân máy Do vậy, trọng lợng động làm mát nớc lớn so với động làm mát không khí Không thuận tiện sử dụng động vïng hiÕm níc 1.3 Giíi thiƯu xe Toyota – Camry 3.0V Camry 3.0V Xe Camry 3.0V6 cña h·ng Toyota model xe hàng đầu hÃng nói riêng thị trờng ôtô Việt nam nói chung Với tất tính đại nhất, nh tiện nghi sang trọng, mác xe đà trở thành niềm mơ ớc nhiều ngời Sau em xin nêu vài thông sè quan träng cña xe: - Tù träng: 1505(kg) - Đờng kính xi lanh: 8m7,5(mm) - Hành trình piston: 8m3(mm) - Dung tích công tác:2995(cm3) - Số lợng xilanh: - TØ sè nÐn: - C«ng st lín nhÊt số vòng quay(mà lực/v/phút):18m4/58m00 - Mômen xoắn lớn số vòng quay(N.m/v/phút): 278m/4400 - Hộp số:4A(4 số tự động) - Số chỗ ngồi: - Có trợ lực lái, vô lăng điều chỉnh đợc, có hệ thống phanh ABS, có túi khí bảo hiểm, cửa kín điều khiển điện, đèn sơng mù vành đúc hợp kim 1.4 Giới thiệu hệ thống làm mát xe Toyota Camry 3.0V Camry 3.0V Hệ thống làm mát nớc kiểu kín, tuần hoàn cỡng bức, bao gồm: áo nớc, sensor, két nớc, bơm nớc, van nhiệt, quạt gió, đờng ống nớc Hệ thống làm mát có sử dụng nớc có pha phụ gia chống đông, chống gỉ Sau ta tìm hiểu kết cấu nguyên lý làm việc phận hệ thống làm mát 1.4.1 áo nớc Khối xilanh đầu xilanh có đờng dẫn (áo nớc) bao quanh Nớc làm mát từ bơm nớc qua áo nớc Khi nớc làm mát qua phận nóng, phần nhiệt truyền qua nớc làm mát có nhiệt độ thấp trì trạng thái làm việc tốt cụm xilanh Camry 3.0V piston động (khoảng 70-8m00C) Sau đó, nớc làm mát mang nhiệt tới tản nhiệt để thải môi trờng 8m 1.4.2 B¬m níc: Hình 2.1: Bơm nớc (1)-phớt; (2)-trục bơm; (3)-cánh bơm; (4)-nắp bơm (5)-thân bơm; (6)-ổ bi cầu; (7)-puli; (8m)-phớt Bơm nớc dùng xe bơm ly tâm sử dụng cánh bơm để vận chuyển nớc làm mát Bơm nớc gắn phía trớc động đợc dẫn động đai từ puli trục khuỷu Khi cánh bơm quay, cánh bơm hút nớc làm mát từ đáy tản nhiệt đẩy nớc làm mát đến áo nớc, trở tản nhiệt Trục cánh bơm tựa ổ đỡ có đệm kín, ổ đỡ không cần bôi trơn Đệm kín có tác dụng ngăn chặn rò rỉ nớc làm mát qua ổ ®ì 1.4.3 Qu¹t ®iƯn: Sư dơng hai qu¹t kiĨu hót, quạt động sử dụng quạt điện đợc điều khiển từ ECU động Một công tắc tĩnh nhiệt mở quạt nhiệt độ nớc làm mát đạt đến 2000F (930C) Khi nhiệt độ nớc làm nguội giảm, công tắc đóng Quạt điện tiêu thụ công suất tạo tiếng ồn quạt quạt điện không cần sử dụng đai truyền ®éng Qu¹t ®iƯn cã thĨ khái ®éng ë thêi ®iĨm bất kì, chìa khoá đánh lửa ngắt 1.4.4 Đai truyền động Đai truyền động vòng cao su đợc tăng bền, dùng để truyền công suất hai trục Loại đai đợc sử dụng để truyền động bơm nớc đai có gân Tiết diện ®ai cã g©n cã nhiỊu g©n däc khíp víi r·nh puli, làm việc nh dÃy đai chữ V Lực ma sát mép gân rÃnh puli truyền dẫn công suất Cạnh đáy đai V không tham gia vào việc truyền tải công suất Một nhợc điểm đai có gân yêu cầu độ thẳng hàng puli cao 1.4.5 Bộ t¶n nhiƯt (kÐt níc) 30 760 8m0±0.050.05 405 8m 12±0.050.05 10±0.050.05 35±0.050.05 36 28m 12 20 Bộ tản nhiệt thiết bị chuyển đổi nhiệt Trong tản nhiệt, nớc làm mát thải nhiệt vào không khí qua tản nhiệt, dung dịch trở áo nớc tiếp tục tuần hoàn áo nớc tản nhiệt Bé t¶n nhiƯt gåm ba bé phËn chÝnh: lâi t¶n nhiệt (tổ ong tản nhiệt), bình nạp bình thoát Lõi tản nhiệt cụm ống có cánh tản nhiệt gắn vào ống, đợc làm nhôm Các ống nối bình nạp bình thoát Nớc chảy từ bình nạp qua ống tới bình xả, chảy qua ống nhờ không khí lu thông qua cánh toả nhiệt, nớc làm mát tản nhiệt nên nhiệt độ nớc hạ thấp 1.4.6 Van h»ng nhiƯt (thermostat): ®éng lạnh điều nhiệt đóng động nóng ®iỊu nhiƯt më - Van h»ng nhiƯt ®iỊu khiĨn sù lu thông dung dịch làm mát - Khi động lạnh thermostat đóng, ngăn không cho dung dịch làm mát tuần hoàn qua tản nhiệt nhằm giữ lại tất nhiệt độ động để nóng lên nhanh chóng Khi động đà nóng lên, thermostat mở cho phép nớc làm mát chảy qua tản nhiệt - Thermostat van vận hành theo nhiệt độ Thermostat đợc đặt đờng rÃnh dung dịch làm mát nắp xilanh tản nhiệt (áo nớc nắp xilanh) Bằng cách đóng đờng dẫn đến tản nhiệt động nguội, động đợc làm nóng nhanh hơn, nhiệt giữ lại động thay truyền đến tản nhiệt Điều rút ngắn thời gian làm nóng động cơ, giảm lÃng phí nhiên liệu, lợng HC CO khí xả giảm Sau nóng, điều nhiệt trì nhiệt độ hoạt động động cao nhiệt độ hoạt động động điều nhiệt Nhiệt độ vận hành cao cải thiện hiệu suất động giảm khí xả Trên ô tô Camry 3.0V sử dụng thiết bị điều nhiệt viên sáp cảm biến nhiệt Bộ điều nhiệt mở nhiệt độ xác định đợc gọi tỉ suất điều nhiệt Bộ điều nhiệt bắt đầu mở nhiệt độ danh định chúng, mở hoàn toàn nhiệt độ cao nhiệt độ danh định 200F (110C) Nhiệt độ danh định 18m5 0F (8m50C) 1950F (910C) 1.4.7 Nắp áp suất (Nắp tản nhiƯt): van gi¶m áp lực mở áp suất cao van chân không mở áp suất thấp Trong hệ thống làm mát nớc cỡng tuần hoàn kín, nắp két nớc (nắp áp suất) đợc trang bị hai van: van xả van hút không khí nhằm mục đích nâng cao hiệu làm mát tránh h hỏng két nớc Do thành ống mỏng, áp suất két nớc tăng (trong trính làm việc), hình thành độ chân không két (máy ngừng làm việc, nớc ngng tụ lại) ống nớc dễ bị phá hỏng méo Van xả đợc mở ¸p st h¬i kÐt lín 0,12-0,13MN/m Van hót không khí mở áp suất két nhỏ 0,09-0,096MN/m2 Nh vậy, trình làm việc động cơ, áp suất két luôn giữ giá trị khoảng 0,12-0,13MN/m2 cao áp suất khí trời 0,01MN/m mà ta biết áp suất nâng lên 0,01MN/m2 nhiệt độ sôi nớc tăng lên 2,10C, ®iỊu