nghiên cứu hệ thống phân phối khí mivec trên xe mitsubishi grandis

Với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ, trên ôtô hiện nay đã ứng dụng nhiều công nghệ mới để cho ra đời nhiều hệ thống mới nhằm đáp ứng các yêu cầu: tăng công suất động cơ, gi

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, nền công nghiệp ôtô đã có sự thay đổi lớn lao Với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ, trên ôtô hiện nay đã ứng dụng nhiều công nghệ mới để cho ra đời nhiều hệ thống mới nhằm đáp ứng các yêu cầu: tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm lượng khí thải độc hại, tăng tính an toàn của ôtô Các hệ thống mới đó có thể kể tên như: hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS), hệ thống chống trượt (ASR), điều khiển ga chạy tự động, hệ thống túi khí (AIR, BAG), … và đặc biệt là hệ thống điều khiển supap bằng điện tử như: Hệ thống Mivec,VVT-i…Chính vì lẽ đó, là những sinh viên của ngành cơ khí ôtô đang đứng trước sự phát triển vượt bậc của công nghệ trên ôtô, để chọn

đề tài cho bài báo cáo em đã chọn một hệ thống điều khiển supap bằng điện tử, hệ thống phân phối khí MIVEC của hãng Mitsubishi ứng dụng trên xe Grandis là một hệ thống có thể thay đổi thời gian và hành trình của supap bằng cách thay đổi biên dạng cam Với bài báo cáo này em mong mọi người sẽ biết nhiều hơn về những công nghệ phát triển của ngành công nghệ ôtô hiện nay và tương lai

Trước tiên em xin gửi cảm ơn sâu sắc tới cô giáo THS.VŨ THỊ THU HIỀN, người

đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em để em có thể hoàn thành tốt khóa luận này, đồng thời

em xin cảm ơn các thầy, cô giáo trong khoa Công Nghệ ÔTÔ đã giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành khóa luận này

Mặc dù đã có nhiều cố gắng học tập và tìm hiểu trong suốt mấy năm qua, nhưng do thời gian có hạn và hiểu biết của em về lĩnh vực ôtô thì còn quá hạn hẹp nên đề tài này không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo

và những ai quan tâm đến đề tài này để khóa luận được hoàn thiện và nâng cao hơn nữa

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ 5

I Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại 5

1 Nhiệm vụ 5

2 Yêu cầu 5

3 Phân loại 6

II Cấu tạo của các chi tiết chính trong hệ thống 7

1 Trục cam 7

2 Supap 8

3 Lò xo supap 10

4 Đế supap 10

5 ống dẫn hướng supap 11

6 Cò mổ 11

7 Đũa đẩy 11

8 Con đội 11

III Những sai lệch trong hệ thống phân phối khí ảnh hưởng đến các thông số công tác của động cơ 12

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ MIVEC TRÊN XE MITSUBISHI GRANDIS 14

I Giới thiệu xe Mitsubishi Grandis 14

1 Một số hình ảnh xe Mitsubishi Grandis 14

2 Các thông số kỹ thuật của xe 15

3 Hình dáng của xe ( hình chiếu + các thông số) 15

4 Các tính năng tiện nghi, an toàn và các kỹ thuật mới trên xe 18

II Công nghệ MIVEC 18

1 Giới thiệu 18

2 Cấu tạo chung của hệ thống 22

3 Nguyên lý làm việc 27

4 Ƣu điểm của công nghệ MIVEC so với hệ thống phân phối khí cơ bản 32 III.Hƣ hỏng, nguyên nhân và sửa chữa 33

IV So sánh công nghệ phân phối khí thông minh MIVEC với một số công nghệ phân phối khí thông minh khác 34

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ

I Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại

1 Nhiệm vụ

Cơ cấu phân phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí: xả khí thải ra khỏi xilanh và nạp đầy hỗn hợp hoặc không khí mới vào xilanh trong quá trình làm việc của động cơ, đảm bảo đóng kín các cửa nạp, cửa xả trong quá trình nén, cháy và giãn nở, và phân phối kịp thời, đều đặn hòa khí hoặc không khí cho các xilanh theo đúng thứ tự làm việc của động cơ Ở máy Diesel, động cơ phung xăng, khí nạp là không khí Còn ở máy xăng bộ chế hòa khí, khí nạp là hỗn hợp không khí và hơi xăng Khí xả là sản phẩm cháy, chủ yếu là khí Cacbonic và hơi nước

2 Yêu cầu

a Yêu cầu chung đối với cơ cấu phối khí

 Đảm bảo việc nạp đầy, nghĩa là hệ số nạp phải cao Việc xả sạch, nghĩa là hệ

số khí sót phải thấp Điều đó có nghĩa là chất lượng của quá trình nạp xả phải đảm bảo được yêu cầu đặt ra Yêu cầu này đến đâu tùy thuộc vào từng loại máy 4 kỳ hay 2 kỳ, phương pháp trao đổi khí, cấu tạo các bộ phận của cơ cấu

 Phải đảm bảo việc phân phối kịp thời, đều đặn và đủ lượng hoà khí hoặc không khí cho các xylanh theo đúng thứ tự làm việc của động cơ Độ mở lớn để dòng khí dễ lưu thông

 Năng lượng cung cấp cho hệ thống nạp xả khi làm việc tốn ít nhất

 Việc đóng mở các supap yêu cầu phải đúng thời điểm, đảm bảo nạp đầy và thải sạch Đảm bảo độ kín khít

 Độ mở của supap đủ lớn để dòng khí lưu thông

 Các supap phải được bố trí để sự phun nhiên liệu đạt tới vùng cháy toàn phần, nhưng phải đủ cách xa khu vực chất làm nguội tuần hoàn tự do

 Vị trí của các đường dẫn supap và các cửa mở, đảm bảo sự thông khí cho động

cơ

 Ít mòn ,tiếng kêu bé Dễ điều chỉnh và sửa chữa, giá thành chế tạo rẻ

b Yêu cầu đối với hệ thống nạp

 Các đường dẫn khí vào xi lanh phải được thiết kế đặc biệt để điều khiển lưu lượng, tốc độ và chiều dẫn không khí Không được phép có sự giao cắt, vì điều này có thể làm giảm hiệu suất thể tích

 Cung cấp không khí sạch và nguội cho từng xi lanh theo yêu cầu cháy hoàn hảo

c Yêu cầu đối với hệ thống xả:

 Dẫn khí xả của động cơ ra ngoài không khí và giảm hẳn tiếng ồn quá mức bằng cách khử các sóng áp lực trong khí xả.Trong vài trường hợp, hệ thống xả còn phải

có khả năng khử tia lửa

3 Phân loại

 Trên động cơ đốt trong thường dùng các loại cơ cấu phân phối khí sau:

 Cơ cấu phân phối khí kiểu supap: Dùng supap đóng mở lộ nạp và lộ thải

 Cơ cấu phân phối khí kiểu van trượt: Đa số sử dụng trên động cơ 2 kỳ, piston

đóng vai trò như van trượt điều khiển đóng mở lỗ nạp và lỗ thải

 Cơ cấu phân phối khí kiểu phối hợp: Kết hợp 2 kiểu trên, vừa có supap, vừa có

van trượt, được sử dụng trên các động cơ 2 kỳ quét thẳng

Trong các loại cơ cấu phân phối khí trên, cơ cấu phân phối khí kiểu supap được dung rộng rại nhất hiện nay

 Buồng cháy không gọn

 Diện tích truyền nhiệt lớn

nên tính kinh tế của động cơ kém

Hình 1: Cơ cấu phân phối khí supap đặt

 Bố trí supap treo: Đƣợc dung rất phổ biến trên các loại động cơ hiện nay

 Ƣu điểm:

 Buồng cháy nhỏ gọn

 Diện tích bề mặt truyền nhiệt nhỏ, giảm tổn thất nhiệt, tăng tính kinh tế

 Tăng tỷ số nén của động cơ

 Nhƣợc điểm:

 Dẫn động supap phức tạp, làm tang chiều cao động cơ

 Nắp máy phức tạp, khó gia công chế tạo

Hình 2: Cơ cấu phân phối khí supap treo

 Dẫn động supap

Để dẫn động supap, trục cam co thể bố trí trên nắp máy hoặc hộ trục khuỷu để dẫn động trực tiếp hay dẫn động gián tiếp qua đòn bẩy

Số trục cam đặt trên nắp máy có thể một hoặc hai trục cam

Ngoài ra còn có thể bố trí ở thân máy, supap đƣợc dẫn động dán tiếp qua con đội, đũa đẩy…

II Cấu tạo của các chi tiết chính trong hệ thống

Cấu tạo của các chi tiết chính trong cơ cấu phân phối khí supap treo

1 Trục cam

 Chế tạo: trục cam là chi tiết quan trọng đƣợc dập băng thép hoặc đúc từ gang

 Điều kiện làm việc: trong quá trình làm việc, các bề mặt của trục cam chịu ma sát và mài mòn rất lớn

 Kết cấu: Trên trục cam gồm các cam nạp, cam thải, cổ trục cam, bánh răng

 Chế tạo: supap được chế tạo bằng vật liệu thép không rỉ và có độ bền nhiệt cao

 Điều kiện làm việc: trong khi thực hiện quá trình đóng mở, mặt nấm supap chịu tải trọng va đập lực khí thể và tải trọng nhiệt độ rất lớn và bị ăn mòn hóa học ngoài

ra supap còn phải chiu các tác dung của lực xiên khi cò mổ tác dụng lên supap

 Cấu tạo: về kết cấu supap được chia ra làm 3 phần là nấm supap, thân supap và đuôi supap

 Nấm supap: Mặt nấm supap tiếp xúc với đế supap,đây là bề mặt làm việc quan trọng nhất của supap có dạng mặt côn với góc

 Thân supap

 Thân supap có tác dụng dẫn hướng và tản nhiệt Supap yêu cầu phải gọn

nhẹ và dòng khí lưu thông dễ dàng

 Thân supap thường làm rỗng và bên trong chứa Na để giúp truyền nhiệt

nhanh hơn và supap được giải nhiệt nhanh hơn làm tăng công suất động cơ

 Đuôi supap: Có hình dạng đặc biệt để lắp ghép với đĩa lò xo

 Chức năng: trong quá trình làm việc, supap có nhiệm vụ đóng mở các lỗ nạp

và lỗ thải theo đúng thời điểm quy định Hình thành quy luật phân phối khí trên động cơ

 Để tăng tuổi thọ của supap và đảm bảo supap làm việc tốt người ta thiết kế xoay supap quanh đường tâm của nó Supap vừa chuyển động tịnh tiến vừa xoay tròn quanh tâm, làm cho thân supap lâu mòn và nấm supap tiếp xúc tốt với đế Tốc độ quay nhỏ vài chục lần đóng mở mới quay được một vòng

 Nguyên lý làm việc của cơ cấu xoay supap (hình 5):

 Khi supap đóng (hình b), lực của lò xo (5) không quá lớn, mép ngoài của lò

xo đĩa (8) cong lên và mép trong tựa lên vai của thân (1)

 Khi supap mở (hình c), lực của lõ xo (5) tăng lên, lò xo đĩa (8) thẳng ra và nằm tựa lên các viên bi(2), lực lò xo của (8) truyền tới viên bi (2), các viên bi này trong khi lăn theo rãnh vòng cung của thân sẽ làm quay lò xo và vòng tựa, do đó làm quay lò xo supap và thân supap

 Khi supap đóng, lực của lò xo giảm đi, lò xo đĩa (8) cong lên và tựa vào vai của thân, giải phóng các viên bi (2) Dưới tác dụng của lò xo trở về (9), các viên bi trở về

vị trí ban đầu

Hình 5: Cơ cấu xoay supap thải

3 Lò xo supap

 Chế tạo: Vật liệu chế tạo thường là thép C65

 Điều kiện làm việc: Lò xo supap làm việc trong

điều kiện tải trọng thay đổi đột ngột

 Chức năng: Lò xo supap dùng để đóng kín supap

trên đế supap, không có hiện tượng va đập trên mặt cam và

đồng thời bảo đảm supap chuyển động theo đúng quy luật

của cơ cấu phối khí Hình 6: Lò xo supap

4 Đế supap

 Chế tạo: Đế supap được chế tạo bằng hợp kim chống mài mòn cao, được ép chặt vào nắp máy

 Điều kiện làm việc: Khi làm việc đế supap chịu va đập với nấm supap và nhiệt

độ cao trong buồng cháy

 Chức năng: Để giảm mài mòn cho thân máy và nắp xilanh khi chịu va đập của supap

5 ống dẫn hướng supap

 Chế tạo: Ống dẫn hướng supap được chế tạo bằng gang hợp kim hoặc bằng hợp kim đồng nhôm

 Điều kiện làm việc: Chịu nhiệt độ cao

 Chức năng: Để dẫn hướng cho supap chuyển động theo một quy luật nhất định, thuận tiện trong quá trình sửa chữa và tránh hao mòn cho nắp máy

6 Cò mổ

 Chế tạo : Được dập bằng thép cacbon có thành phần cacbon trung bình

 Điều kiện làm việc : khi làm việc cò mổ chịu lực tác dụng của các vấu cam và phản lực của lò xo supap Chịu mài mòn và nhiệt độ cao

 Chức năng: Cò mổ dùng để đóng mở supap theo quy luật phân phối khí

 Con đội hình nấm và hình trụ

 Con đội con lăn

 Con đội thủy lực

Hình 8: con đội hình nấm(a), các con đội hình trụ(c,d,e,f), con đội con lăn(g), con đội thủy lực(h)

III Những sai lệch trong hệ thống phân phối khí ảnh hưởng đến các thông số công tác của động cơ

Trong quá trình sử dụng động cơ các pha phân phối khí bị thay đổi do nhiều nguyên nhân:

 Sự thay đổi khe hở trong cơ cấu truyền động cho supap do các chi tiết bị hao mòn nhiều hoặc do tính chất điều chỉnh của cặp lắp ghép bị thay đổi

 Sự thay đổi của profin của cam do bị hao mòn

 Các bánh răng truyền động ăn khớp với nhau không đúng vị trí (khi lắp ráp động cơ, khi tháo rời hoặc thay thế chúng)

 Cam rời bị xoay so với trục hoặc lắp không chính xác trên trục

 Trục cam bị xoắn (nhất là khi động cơ ở tốc độ cao)

 Các họng supap và cửa quét, thải bị bám muội

Trong các yếu tố trên sự hao mòn profin cam và thay đổi khe hở nhiệt ảnh hưởng đến pha phân phối khí nhiều hơn cả

Khi pha phân phối khí bị thay đổi trị số thời gian tiết diện của supap giảm đi, do đó tốc độ lưu thông của dòng khí tăng lên và tăng tổn thất khí động, hậu quả là nạp không đầy và thải không sạch, dẫn đến làm giảm công suất và tính kinh tế của động cơ

Qua các công trình nghiên cứu thực nghiệm có thể kết luận rằng đối với các động cơ Diesel 4 kỳ tốc độ chậm và trung bình thì sự hao mòn của cam trong quá trình sử dụng ít ảnh hưởng tới các thông số như ηn, Ne, ge hơn so với các động cơ tốc độ nhanh

Thực tế sử dụng động cơ cho thấy rằng trong phạm vi giới hạn hao mòn cho phép của cam các phân phối khí chỉ bị thay đổi không đáng kể và không gây ảnh hưởng rõ rệt tới chất lượng nạp đầy và làm sạch xylanh

Trong quá trình sử dụng, ta cần định kỳ kiểm tra các pha phân phối khí

Đặc biệt, nếu như trong sửa chữa có thay thế một vài chi tiết cơ cấu phân phối khí thì sau khi sửa chữa nhất thiết phải điều chỉnh lại pha phân phối khí theo giá trị cho trong bảng hưỡng dẫn sử dụng động cơ

Một điều quan trọng là điều chỉnh đúng khe hở nhiệt supap và nên chọn giá trị nhỏ nhất trong giới hạn mà nhà máy chế tạo đã quy định

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ MIVEC TRÊN XE MITSUBISHI GRANDIS

Ngay nay các ngành công nghiệp, khoa học ngày càng phát triển kéo theo la sự phát triển của toàn xã hội Người tiêu dùng ngày càng có những yêu cầu khắt khe hơn cho các sản phẩm để chọn mua Vì lẽ đó ngành công nghệ ô tô cũng không ngừng nghiên cứu và cho ra đời các công nghệ thông minh để áp dụng trên những chiếc xe ô tô nhằm mục đích tăng công suất, momen xoắn và tính kinh tế của động cơ, giảm ô nhiệm môi trường để đáp ứng yêu cầu ngày càng khắt khe của người tiêu dùng và theo kịp sự phát triển của toàn xã hội Và Mitsubishi cụng đã cho ra đời một công nghệ đáp ứng được các tiêu

chuẩn đặt ra của xã hội và người tiêu dùng “ công nghệ phân phối khí thông minh

MIVEC” và công nghệ này hiện nay đang được áp dụng trên chiếc xe Grandis của hạng

2 Các thông số kỹ thuật của xe

Thông số kỹ thuật Grandis

 Tiêu chuẩn khí thải : EURO-4

 Dung tích thùng nhiên liệu : 65 lít

 Phun nhiên liệu MPI : ECI-MULTI

3 Hình dáng của xe ( hình chiếu + các thông số)

 Kích thước cơ bản

Hình 10: Kích thước xe Mitsubishi

Kí hiệu Tên gọi Đơn vị Thông số

1 Khoảng cách hai bánh xe

trước

Momen xoắn cực đại 23,5/4.000 kg.m/rpm

Dung tích dầu bôi trơn động cơ 4,3 lít

4 Các tính năng tiện nghi, an toàn và các kỹ thuật mới trên xe

Thiết kế bên ngoài Grandis không có gì khác với khi nó ra mắt năm ngoái, từ lưới tản nhiệt với logo hình 3 viên kim cương đặc trưng (giống hệt chiếc sedan Lancer Gala), hai "con mắt" đèn pha hình tam giác sắc nét chạy vát về sau cho tới những đường nét khí động học trải cho đến cửa sau

Nhà sản xuất khẳng định, mặc dù có 7 chỗ, nhưng điểm có thể phân biệt Grandis với các đối thủ khác của dòng xe đa dụng là ở không gian nội thất sang trọng Các ghế da có thể ngả về sau hoàn toàn trong một không gian nội thất rộng rãi cho cảm giác thoải mái như đang ngồi trong phòng khách Các ghế hàng thứ 2 và thứ 3 có thể trải phẳng ra để nằm nghỉ, hoặc cũng có thể gấp cả hai hàng ghế này lên để lấy không gian chứa hành lý rộng rãi, đa dạng Một điểm thú vị nho nhỏ dành cho người lái là khi xoay khoá công tắc, bảng đồng hồ sẽ toả sáng theo 3 giai đoạn với những màu xanh, đỏ rực rỡ

Xe có hai túi khí dành cho hàng ghế trước cùng các trang bị an toàn như hệ thống chống bó cứng phanh ABS ,với hệ thống phân bố lực phanh điện tử EBD Thiết bị chống trộm chỉ cho phép động cơ khởi động khi sử dụng chìa khoá đã đăng ký với hệ thống

 Ưu điểm nổi trội của Mitsubishi Grandis

 Động cơ MIVEC đạt được tiêu chuẩn khí thải môi trường Euro 4

 Kỹ thuật mới, đèn HID cung cấp tầm nhìn tốt hơn, sáng hơn đèn halogen

 Camera quan sat phía sau, khi chuyển cần số sang chế độ lùi, màn hình LCD hiển thị hình ảnh phía sau rõ với tầm quan sát rộng, giúp an toàn hơn khi lùi xe

II Công nghệ MIVEC

1 Giới thiệu

 Giới thiệu công nghệ MIVEC

Hình 12: Tổng quan về công nghệ Mivec

 MIVEC đƣợc Mitsubishi giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1992 trên động cơ 4G92, dung tích 1597 cc, DOHC không tăng áp, 4 xilanh thẳng hàng, mỗi xilanh gồm hai