Ngày nay đất nước ta đang trên con đường công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Trong đó ngành CƠ KHÍ Ô TÔ là một trong những nghành mũi nhọn của nước ta. Cùng với sự đó là sự ra đời của hàng loạt các công nghệ đông cơ tiên tiến, mỗi động cơ đều có đặc điểm và tính năng khác nhau mà hãng hướng tới nhu cầu người sử dụng. Vì đông cơ là bộ phận rất quan trọng còn hay được gọi là trái tim của xe, vì vậy mà trong đề tài lần này em tập chung chủ yếu vào khai thác động cơ ô tô con hiên đại. Với những thành tựu đã gặt hái được, những người thợ, kỹ sư tương lai như chúng em cần được trang bị kiến thức chuyên môn cũng như trình độ kỹ thuật. Để hiểu rõ nhiều hơn nên em đã lựa chọn đề tài “Khai thác động cơ SkyactivG 2.0 của Mazda CX5 và ứng dụng khai thác trên mô hình động cơ ô tô hiện đại”.
TỔNG QUAN VỀ MAZDA VÀ CÔNG NGHỆ SKYACTIV-G 2.0 TRÊN ĐỘNG CƠ MAZDA CX-5
Lịch sử phát triển của hãng Mazda
Hình 1.1 Bảo tàng Mazda tại Hiroshima, Nhật Bản
Vào những năm 1920, công ty Mazda ban đầu được gọi là Toyo Cork Kogyo, chuyên sản xuất máy móc nông cụ và có trụ sở tại Thành phố Hiroshima, Nhật Bản.
Năm 1927: Toyo Cork Kogyo chính thức đổi tên thành Toyo Kogyo
Năm 1931, Toyo Kogyo chính thức gia nhập ngành công nghiệp ô tô với mẫu xe đầu tiên là chiếc xe ba gác mang tên Mazda.
Go, ra đời tại Hiroshima
Số phận của Toyo Kogyo, giống như nhiều hãng xe khác, đã bị ảnh hưởng nặng nề bởi Thế chiến thứ 2, dẫn đến việc ngừng sản xuất Trong giai đoạn này, công ty chủ yếu tập trung vào việc sản xuất súng trường phục vụ cho quân đội Nhật Bản.
Năm 1967: Toyo Kogyo chính thức quay lại sản xuất và cho ra đời chiếc xe động cơ quay đầu tiên có tên Cosmo Sport 110S
Hình 1.2 Mazda Cosmo ra mắt năm 1967
Năm 1984, Toyo Kogyo chính thức đổi tên thành Mazda, tên gọi được sử dụng cho đến nay Ông Jujiro Matsuda, nhà sáng lập công ty, là người đặt tên cho hãng xe này Tên Mazda được chọn vì có nguồn gốc từ Ahura Mazda trong tiếng Iran cổ, biểu trưng cho sự thông thái và hài hòa.
Năm 1989, Mazda ra mắt Miata MX-5, mẫu xe thành công nhất trong lịch sử hãng với thiết kế nhỏ gọn và thể thao, cùng mức giá hợp lý Đến đầu năm 2012, Mazda tiếp tục gây sốt toàn cầu với CX-5, trang bị công nghệ SkyActiv cải tiến hiệu suất nhiên liệu và thiết kế KODO, chỉ sau 4 tháng ra mắt đã thu hút sự chú ý mạnh mẽ.
Từ năm 2015 đến nay, Mazda cung cấp trung bình 1,5 triệu ô tô mỗi năm, với thị trường tiêu thụ chủ yếu là Nhật Bản Các thị trường tiêu thụ tiếp theo bao gồm Mỹ, Nga, châu Âu, Australia và Đông Nam Á Hiện tại, Mazda đứng thứ 4 trong danh sách các thương hiệu ô tô mạnh nhất Nhật Bản, chỉ sau Toyota, Nissan và Honda.
Giới thiệu về hãng Mazda tại Việt Nam
Năm 2011, Thaco đã hợp tác với tập đoàn Mazda Nhật Bản để xây dựng nhà máy sản xuất và lắp ráp xe Mazda tại khu Kinh tế mở Chu Lai, Quảng Nam, với công suất 10.000 xe mỗi năm Mẫu xe đầu tiên được sản xuất là Mazda2, sau đó là các mẫu Mazda CX-5, Mazda6 và Mazda3, tạo nên dấu ấn mạnh mẽ trên thị trường ô tô Việt Nam.
Mazda đánh dấu sự trở lại Việt Nam với doanh số bước đầu rất khiêm tốn ở mức
606 xe Bước sang 2012, doanh số xe Mazda đạt 900 xe và năm 2013 bùng nổ mạnh mẽ với doanh số đạt hơn 4.000 xe, tăng gấp 5 lần so với năm 2012
Năm 2014, Mazda đã đạt kỷ lục doanh số với 9.438 xe bán ra, xếp thứ 2 trong số các thương hiệu Nhật Bản có doanh số cao nhất và vươn lên vị trí thứ 4 trong VAMA chỉ sau chưa đầy 3 năm hoạt động tại Việt Nam.
Sự gia tăng doanh số ấn tượng của Mazda trong những năm gần đây được thúc đẩy bởi dòng xe Mazda với công nghệ vượt trội Công nghệ SkyActiv không chỉ mang lại trải nghiệm lái phấn khích mà còn tiết kiệm nhiên liệu hiệu quả cả trong thành phố lẫn trên xa lộ Triết lý thiết kế KODO – LINH HỒN CỦA SỰ CHUYỂN ĐỘNG thể hiện rõ nét chất thể thao của xe, tạo ra lợi thế cạnh tranh cho sản phẩm Nhờ đó, Mazda đã thu hút được nhóm khách hàng trẻ thành đạt, đam mê công nghệ và yêu thích cảm giác lái thể thao.
Mazda hiện đang tập trung phân phối các mẫu xe gia đình phổ biến tại Việt Nam, bao gồm Mazda2, Mazda3, Mazda5, Mazda6, CX-5, CX-7, CX-9, Mazda8, BT-50 và MX-5, RX-8.
Giới thiệu dòng xe Mazda CX-5
Mazda CX-5 là mẫu ôtô có kiểu dáng crossover (hay CUV), gầm cao, cỡ nhỏ, thường có 5 chỗ ngồi (đời 2017 sắp có thêm phiên bản 5+2 chỗ)
CX-5 ra mắt thị trường vào năm 2012 với phiên bản 2013 và đã trải qua thế hệ phát triển đầu tiên vào năm 2016 Mẫu xe này được đánh giá cao vì đã hội tụ đầy đủ những tinh hoa của Mazda, một trong những thương hiệu ô tô lâu đời của Nhật Bản.
CX-5 là mẫu xe đầu tiên của Mazda ứng dụng ngôn ngữ thiết kế Kodo, mang ý nghĩa “linh hồn của sự chuyển động” Thiết kế này giúp xe có ngoại hình thể thao, mạnh mẽ nhưng vẫn đầy quyến rũ.
CX-5 là mẫu xe đầu tiên được trang bị hệ động cơ SkyActiv toàn diện, kết hợp cấu trúc nhẹ và động cơ mới hiệu quả, giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu và khí thải Công nghệ SkyActiv mang đến trải nghiệm lái thú vị cùng với hiệu suất an toàn và bảo vệ môi trường xuất sắc.
Kể từ khi ra mắt tại Việt Nam vào năm 2012, Mazda CX5 đã nhanh chóng nhận được sự chú ý từ khách hàng và ghi nhận sự tăng trưởng mạnh mẽ về doanh số, khẳng định sức hút của mẫu xe Nhật Bản này.
Năm 2016 đánh dấu thành công lớn cho mẫu xe CX-5 khi đạt doanh số cao nhất trong phân khúc crossover cỡ nhỏ tại Việt Nam với 8.830 xe bán ra, vượt qua các đối thủ mạnh như Honda CR-V, Toyota RAV-4, Hyundai Tucson và Mitsubishi Outlander.
Mazda CX-5 đời 2017 là khởi đầu cho thế hệ thứ 2 của mẫu xe này, được ra mắt lần đầu vào cuối năm 2016 tại triển lãm Los Angeles Auto Show 2016
Bản 2017 của xe vẫn giữ nguyên nền tảng ngôn ngữ thiết kế Kodo và công nghệ SkyActiv, đồng thời được bổ sung màu sắc mới ấn tượng mang tên “Pha lê đỏ của tâm hồn” (Soul Red Crystal).
❖ Một số đặc trưng của bản 2017:
- Về thiết kế: khung gầm được gia cố cứng hơn, tăng khả năng chống văn xoắn, thêm thép gia cường ở các vị trí cột A/B
- Khả năng cách âm: được cải thiện tốt hơn, có trang bị hệ thống kiểm soát tiếng ồn từ động cơ
Một số trang bị và tính năng cao cấp mới bao gồm đèn pha Led hỗ trợ khi vào cua, hệ thống nhận diện tín hiệu và biển báo giao thông (Traffic Sign Recognition), cùng với hệ thống phanh chủ động thông minh Đặc biệt, hệ thống điều phối lực kéo (Torque Vectoring) giúp phân phối mô-men xoắn giữa bốn bánh khi vào cua, tối đa hóa khả năng bám đường.
1.3.2 Chi tiết xe Mazda CX-5 2013
Bảng 1.1 Một số thông số xe Mazda CX-5 2013
Kích thước tổng thể 4540 x 1840 x 1670 mm
Chiều dài cơ sở 2700 mm
Khoảng sáng gầm xe 215 mm
Dung tích thùng nhiên liệu 56L
Số chỗ ngồi 5 Động cơ & hộp số
Dung tích công tác 1998cc
Công suất tôi đa 155 mã lực tại 6000 vòng/phút Mô-men xoắn tối đa 203Nm tại 4000 vòng/phút
Hộp số Hộp số tự động 6 cấp
Dẫn động Cầu trước (FWD)
Phanh Trước x Sau Đĩa x Đĩa
Cơ cấu lái Trợ lực điện
CÔNG NGHỆ SKYACTIV-G 2.0 SỬ DỤNG TRÊN ĐỘNG CƠ
Động cơ với tỉ số nén cao
Tăng tỷ lệ nén sẽ cải thiện đáng kể hiệu suất nhiệt Tỷ số nén của các động cơ khí gần đây thường vào khoảng 10: 1 đến 12: 1
Bảng 2.1 Tỉ số nén của các động cơ 2.0L hiện tại so với Skyactiv 2.0
Hãng Mazda Toyota Honda Nissan VW BMW Động cơ SKYACTIV-G 2.0(3ZR) 2.0(R20A) 2.0(MR) 2.0(AZJ) 2.0(N43B)
Tăng tỷ lệ nén từ 10:1 lên 15:1 có thể cải thiện hiệu suất nhiệt khoảng 9% Tuy nhiên, một trong những trở ngại chính cho việc nâng cao tỷ số nén của động cơ xăng là sự giảm mô-men xoắn đáng kể do hiện tượng kích nổ.
Hình 2.1 Mô men xoắn giảm do tỉ số nén tăng
2.1.2 Vấn đề của tỉ số nén cao
Một trong những nguyên nhân chính hạn chế sự phổ biến của động cơ khí có tỷ số nén cao là hiện tượng sụt giảm mô-men xoắn đáng kể do kích nổ.
Kích nổ là hiện tượng đốt cháy không bình thường, xảy ra khi hỗn hợp không khí-nhiên liệu cháy sớm do nhiệt độ và áp suất cao, gây ra tiếng ồn tần số cao không mong muốn Khi tỷ số nén tăng, nhiệt độ tại điểm chết trên đỉnh nén (TDC) cũng tăng, làm gia tăng khả năng xảy ra hiện tượng kích nổ.
Trong kỳ nổ, nhiệt độ và áp suất tăng cao, đẩy piston xuống ĐCD Trong quá trình này, nhiệt độ giảm dần xuống còn 750 độ C, đây cũng là nhiệt độ của khí thoát.
Nguyên nhân chính khiến lượng khí xả lưu lại trong buồng đốt nhiều hơn lý thuyết là do khí thoát từ piston trước tác động lên cửa thoát của piston đang xả khí Để giảm nhiệt độ ở ĐCT nén và hạn chế lượng khí thải nóng còn lại trong buồng đốt, cần áp dụng các biện pháp hiệu quả Chẳng hạn, với tỷ số nén 10:1, nhiệt độ khí dư có thể đạt tới 750°C, trong khi nhiệt độ khí nạp lại thấp hơn.
Khi nhiệt độ đạt 25 độ°C và 10% lượng khí thải vẫn tồn tại, nhiệt độ bên trong xi lanh trước khi nén sẽ tăng khoảng 70 độ°C Đồng thời, nhiệt độ khi nén động cơ được tính toán sẽ tăng khoảng 160 độ°C Điều này cho thấy rằng lượng khí dư chủ yếu có tác dụng kích nổ.
Nếu lượng khí dư giảm một nửa từ 8% xuống 4%, nhiệt độ ở TDC nén được tính toán để giữ nguyên ngay cả khi tăng tỷ lệ nén từ 11:1 đến 14:1
SKYACTIV-G tập trung vào việc giảm lượng khí dư này, cho phép tạo ra động cơ xăng có tỷ số nén cao.
Công nghệ chống kích nổ
Để ngăn chặn hiện tượng kích nổ, động cơ SkyActiv-G của Mazda áp dụng công nghệ kim phun nhiều lỗ, tối ưu hóa quá trình phun nhiên liệu Hệ thống xả lớn và tỷ lệ khí thải 4-2-1 giúp giảm áp lực khí xả và hạ nhiệt độ trong xylanh, đạt tỉ số nén 14:1 cao nhất cho động cơ xăng hiện nay Ngoài ra, Mazda còn cải tiến cấu trúc đỉnh piston để tăng tốc độ đánh lửa của bugi, đồng thời sử dụng các chi tiết nhẹ và bền nhằm nâng cao tuổi thọ động cơ và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu.
Hệ thống xả 4-2-1-3 bao gồm 4 xylanh được đánh số theo thứ tự xả liên tiếp Dưới đây là sơ đồ mô tả hoạt động của 4 kỳ của 4 xylanh này.
Bảng 2.2 Thứ tự hoạt động của xylanh trên động cơ Skyactiv-G 2.0
Kỳ 1 Nén Nổ Nạp Xả
Kỳ 2 Nổ Xả Nén Nạp
Kỳ 3 Xả Nạp Nổ Nén
Kỳ 4 Nạp Nén Xả Nổ
Mazda nhận thấy rằng hệ thống khí xả cũ có đoạn nối 4 ống xả từ 4 xylanh đến điểm nối chung quá ngắn và nhỏ, dẫn đến áp suất xylanh đang xả bị ảnh hưởng bởi áp lực khí thoát từ xylanh trước đó Trong hệ thống ống xả ngắn, khi xylanh số 1 ở kỳ 3 chuyển sang trạng thái xả, áp suất tại ống xả tăng đột ngột và giảm dần theo tốc độ thoát khí Đến kỳ 4, khi xylanh số 1 chuyển sang trạng thái hút và xylanh số 3 ở trạng thái thoát, áp suất khí xả của xylanh số 1 vẫn tác động lên ống thoát của xylanh số 3, khiến một phần khí xả đáng lẽ phải thoát ra lại quay trở lại buồng đốt.
Hệ thống xả 4-2-1 được thiết kế với ống xả lớn hơn và dài hơn, giúp cải thiện áp suất khí sót Đặc biệt, đoạn kết nối giữa các ống xả 4-2, 2-1, 1-3, và 3-4 được bố trí dài nhất, với chiều dài trên 60 cm Mặc dù đoạn ống xả nối giữa xylanh số 2 và 3 khá ngắn, nhưng đây không phải là hai xylanh xả khí liên tiếp nhau.
Sự tác động của lực thoát giữa các xylanh trong động cơ phụ thuộc vào vòng quay của động cơ Cụ thể, áp lực xả từ xylanh số 1 ảnh hưởng đến xylanh số 3, đặc biệt trong hệ thống ống xả kiểu cũ, áp lực này đạt tối đa trong khoảng 2.000 đến 8.000 vòng/phút Đối với hệ thống ống xả 4-2-1, áp suất tối đa của khí xả từ xylanh trước tác động lên xylanh sau cũng nằm trong khoảng tua máy tương tự.
Động cơ hoạt động ở vòng tua từ 0 đến 2.000 vòng/phút sẽ ít vận hành, trong khi ở mức trên 2.000 vòng/phút, động cơ thường xuyên hoạt động với áp lực giảm xuống mức tối thiểu Công nghệ ống xả 4-2-1 giúp tối đa hóa việc thoát khí nóng, từ đó giảm nhiệt độ hòa khí trong kỳ nạp.
Hệ thống ống xả 4-2-1 có tiết diện lớn và chiều dài tối ưu giúp giảm áp suất và làm chậm áp lực khí xả trước khi tác động đến xylanh kế tiếp, từ đó tránh việc mở van xả không đúng thời điểm Việc kéo dài ống xả cũng giúp giảm nhiệt độ khí xả trước khi tiếp xúc với chất xúc tác trong bình lọc khí thải, kéo dài tuổi thọ của chất xúc tác và nâng cao hiệu quả loại bỏ khí độc hại.
Hình 2.4 So sánh hệ thống xả của Skyactiv-G 2.0 với hệ thống xả thông thường
Theo Mazda, việc cải thiện hệ số nén giúp tăng 15% hiệu quả nhiên liệu và 15% mô men xoắn khi động cơ hoạt động ở vòng quay chậm và trung bình Ngoài ra, công nghệ kim phun nhiều lỗ cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất động cơ.
Kim phun nhiên liệu được lắp vào đầu xylanh
Kim phun của động cơ Skyactiv-G 2.0 được thiết kế với 6 lỗ phun, tương tự như cách lính cứu hỏa sử dụng nước để dập tắt đám cháy bằng cách hạ nhiệt độ của vật cháy và môi trường xung quanh Việc tăng số lượng vòi phun giúp dập lửa nhanh chóng, và Mazda đã áp dụng nguyên lý này trong công nghệ động cơ của mình để nâng cao hiệu suất.
Các nhà sản xuất ô tô đã cải thiện hiệu suất động cơ bằng cách sử dụng công nghệ phun nhiên liệu trực tiếp (GDI), giúp hạ nhiệt độ buồng đốt Nhờ đó, hệ số nén của động cơ đã được nâng cao từ 8:1 lên 11:1 và 12:1, mang lại hiệu quả sử dụng nhiên liệu tốt hơn.
Công nghệ phun nhiên liệu trực tiếp của Mazda khác biệt hoàn toàn so với các nhà sản xuất ô tô khác, khi mà Mazda áp dụng công nghệ nạp nhiên liệu đồng nhất (Homogeneous charge) thay vì công nghệ nạp nhiên liệu phân tầng (Stratified charge) Sự khác biệt giữa hai công nghệ này nằm ở cách thức phun nhiên liệu: công nghệ phân tầng phun nhiên liệu vào giữa xylanh, gần bugi, tạo ra hai lớp hòa khí với nồng độ nhiên liệu cao ở khu vực gần bugi và nghèo hơn ở xa bugi Điều này giúp hòa khí cháy gần như trọn vẹn khi đánh lửa.
Công nghệ phun nhiên liệu đồng nhất SkyActiv sử dụng đầu phun nhiều dòng để nạp xăng, giúp các hạt bụi xăng có kích thước vài phần triệu milimet nhanh chóng bay hơi và hấp thu nhiệt, tạo ra hỗn hợp khí đồng nhất.
Công nghệ nạp nhiên liệu đồng nhất với đầu phun nhiều vòi giúp hạ nhiệt độ buồng đốt, kết hợp với hệ thống xả 4-2-1, giúp động cơ SkyActiv của Mazda đạt hệ số nén 14:1, con số cao nhất thế giới hiện nay đối với động cơ xăng.
Hình 2.7 Dạng phun nhiên liệu trên động cơ Skyactiv-G 2.0
Công nghệ nạp nhiên liệu đồng nhất với đầu phun nhiều vòi giúp hạ nhiệt độ buồng đốt, kết hợp với hệ thống xả 4-2-1, mang lại hiệu suất tối ưu cho động cơ SkyActiv của Mazda Đặc biệt, hệ số nén 14:1 đạt được là cao nhất thế giới hiện nay đối với động cơ xăng.
Phản ứng cháy nổ của hỗn hợp nhiên liệu không khí xảy ra ngay khi bugi phát ra tia lửa điện, nhưng thực tế, quá trình cháy lan truyền từ vị trí tia lửa đến các khu vực xa hơn trong buồng đốt Vận tốc cháy lan chậm hơn tốc độ di chuyển của pít tông từ ĐCT xuống ĐCD Khi động cơ hoạt động ở tốc độ cao, nhiên liệu chưa kịp cháy hết sẽ bị thải ra môi trường Để khắc phục tình trạng này, động cơ hút khí tự nhiên đã điều chỉnh thời điểm đánh lửa sớm trước khi pít tông đạt ĐCT, mặc dù giải pháp này cải thiện hiệu quả nhiên liệu nhưng vẫn chưa đạt mức cao.
Cải thiện hiệu suất nạp, xả bằng hệ thống phối khí biến thiên
Cơ cấu điều khiển thời điểm phối khí thông minh trên cam nạp và cam xả giúp cải thiện hiệu suất tiêu hao nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường Mỗi xy lanh được trang bị bốn van, bao gồm hai van nạp và hai van xả Việc sử dụng cò mổ con lăn giảm thiểu khả năng trượt, nâng cao hiệu quả hoạt động của động cơ.
Để duy trì khe hở xupap ở mức 0 mm, nhà sản xuất đã trang bị cho cơ cấu phối khí một con đội thủy lực Ngoài ra, điểm tiếp xúc giữa cò mổ và cam được bôi trơn bằng dầu động cơ, nhằm tăng độ bền và đảm bảo tính trơn tru cho hoạt động của cơ cấu phối khí, giúp nó hoạt động hiệu quả và lâu dài.
Hình 2.12 Hệ thống phân phối khí trên động cơ Skyactiv-G 2.0 Động cơ Skyactiv-G 2.0L (CX-5) sử dụng hệ thống phân phối khí dạng DOHC
Cơ cấu phối khí điều khiển đồng thời góc mở và thời điểm đóng, mở của xupáp nạp và xupáp thải, được thực hiện thông qua hai trục cam dẫn động.
2.3.1 Kết cấu và nhiệm vụ các bộ phận chính của cơ cấu phối khí trên động cơ
2.3.1.1 Xupap, lò xo xupap, phốt xupap, ống dẫn hướng xupap
Xupap nạp được kích hoạt bởi cam nạp, mở đường dẫn khí nạp để không khí đi vào xy lanh Đồng thời, xupap xả được điều khiển bởi cam xả, mở đường dẫn khí thải để khí đốt được xả ra khỏi xy lanh Tất cả các thao tác này diễn ra theo một chu kỳ nhất định.
Kỳ nạp là quá trình khi động cơ nhận hỗn hợp khí và xăng, trong đó piston di chuyển từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới Trong giai đoạn này, xupap nạp mở ra trong khi xupap thải đóng lại, cho phép không khí được hút vào và hình thành hỗn hợp cháy trong buồng đốt.
Trong quá trình kỳ nén, piston di chuyển từ điểm chết dưới lên điểm chết trên, đồng thời tất cả xupap nạp và thải đóng lại Điều này giúp nén hỗn hợp khí và xăng trong buồng đốt, tạo điều kiện cho chúng trộn lẫn và hình thành hỗn hợp cháy tối ưu.
Trong kỳ nổ, bugi tạo ra tia lửa trong buồng đốt, đốt cháy hỗn hợp khí và xăng đậm đặc Piston sẽ nén và di chuyển từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới khi cả hai xupap đều đóng Quá trình này sinh ra hỗn hợp nổ, tạo ra lực truyền động trong khối động cơ.
Trong kỳ xả, piston di chuyển từ điểm dưới lên điểm chết trên, tương tự như ở kỳ nén Khi piston đạt đến điểm chết trên, xupap thải mở ra, cho phép khí thải được đẩy ra ngoài động cơ Sau khi khí thải được xả ra, xupap xả sẽ đóng lại và chu kỳ hoạt động của động cơ sẽ bắt đầu lại.
Nếu xupap bị hở, buồng đốt sẽ không kín, gây mất áp suất và dẫn đến khó nổ.
Lò xo xupap giữ cho xu páp luôn đóng ở cửa nạp và cửa xả, giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động Lực căng của lò xo được thiết kế ở mức tối thiểu nhằm giảm thiểu ma sát trượt, từ đó nâng cao hiệu quả vận hành.
Phốt xupap ngăn không cho dầu động cơ qua ống dẫn hướng xupap đi vào buồng đốt
Ống dẫn hướng xupap đóng vai trò quan trọng trong việc hướng dẫn xupap chuyển động lên xuống một cách mượt mà, giúp thực hiện quá trình đóng mở cửa nạp và xả của động cơ trong điều kiện nhiệt độ cao và ma sát lớn Ngoài ra, ống dẫn hướng còn góp phần làm mát xupap bằng cách truyền nhiệt qua nắp máy Được chế tạo từ hợp kim thiêu kết, ống dẫn hướng xupap có khả năng chống mài mòn cao, đảm bảo hiệu suất và độ bền trong suốt quá trình hoạt động.
Trục cam dẫn động trực tiếp xupap trong động cơ khảo sát bao gồm hai trục cam, mỗi trục có các cam nạp và cam thải riêng biệt Các cam nạp dẫn động xupáp nạp và cam thải dẫn động xupáp thải được lắp trên các trục cam cùng với các cổ trục Ở đầu mỗi trục cam, bánh răng dẫn động trục cam được gắn chặt, và để giảm độ trượt giữa bánh răng và cam, vòng đệm ma sát cũng được lắp thêm.
Hình 2.13 Vị trí trục cam
Trục cam là bộ phận quan trọng trong hệ thống phân phối khí, chịu trách nhiệm cho nhiều lực tác động như lực lò xo xupáp, lực quán tính con đội và lực khí thải Do đó, trục cam cần có độ cứng vững và độ bền cao để đảm bảo hiệu suất hoạt động và khả năng chống mài mòn.
Trục cam thường được chế tạo từ thép có hàm lượng carbon thấp, trong khi các bề mặt làm việc của cam được thấm than và tôi cứng nhằm giảm thiểu sự mài mòn.
Cam chế tạo cần phải có độ đồng tâm cao Sai lệch độ đồng tâm cho phép lớn nhất là 0,03 (mm)
Vấu cam là bộ phận gắn liền với trục cam, được gia công chính xác và nhiệt luyện để giảm ma sát và chống mài mòn Chiều cao của vấu cam ảnh hưởng quyết
QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA TRÊN ĐỘNG CƠ
Mục đích bảo dưỡng
Bảo dưỡng ô tô định kỳ là cần thiết để khắc phục hao mòn tự nhiên của máy móc, giúp hệ thống xe hoạt động hiệu quả nhất Việc này không chỉ hạn chế hư hỏng mà còn nâng cao tuổi thọ xe, đảm bảo hoạt động ổn định và tuân thủ các quy định về an toàn và môi trường.
Các hạng mục bảo dưỡng
3.1.1 Kiểm tra mực nhớt máy
1 Xe để trên mặt đất bằng phẳng
2 Khởi động làm nóng máy
3 Tắt máy và đợi 5 phút trước khi làm tiếp
4 Tháo que thăm nhớt, lau sạch và lắp lại hoàn chỉnh
5 Tháo que thăm và kiểm tra xem mức dầu nằm giữa các dấu F và L trên que thăm
* Nếu mực nhớt ở dưới hoặc gần dấu L, châm thêm nhớt
- Tháo và lắp tất cả chi tiết khi nhiệt độ máy nguội, nếu không có thể bị bỏng hoặc bị thương
Việc nâng xe mà không đảm bảo chắc chắn trên chân chống an toàn có thể gây nguy hiểm, dẫn đến việc xe bị trượt hoặc đổ, gây thương vong Do đó, không nên làm việc quanh hoặc bên dưới xe khi chưa được chống an toàn.
Tiếp xúc với nhớt máy cũ có thể dẫn đến nguy cơ ung thư da Để bảo vệ làn da, hãy rửa sạch bằng xà bông và nước ngay sau khi làm việc với nhớt máy.
* Chú ý: Nếu nhớt máy dính vào hệ thống xả, lau sạch ngay Nếu không, nhiệt độ cao sẽ làm bốc hơi nhớt
1 Xe để trên mặt đất bằng phẳng
3 Tháo nắp lỗ bảo dưỡng (được lắp phía trước dưới nắp số 2) được sử dụng để xả nhớt động cơ
Hình 3.2 Tháo ốc xả dầu
4 Tháo ốc xả nhớt cac-te
5 Xả nhớt động cơ vào thùng chứa
6 Lắp nút xả nhớt cac-te bằng một vòng đệm mới
Lực siết ốc xả dầu 30-41 Nãm {3.1-4.1 kgfãm, 23-30 ftãlbf}
* Lưu ý: Lượng nhớt còn lại trong máy khác nhau tùy theo yếu tố như phương pháp thay, nhiệt độ nhớt Xác định mực nhớt sau khi thay nhớt
7 Thay đúng loại và lượng nhớt trong máy như bảng sau
Thay nhớt: 4,0 L {4,2 US qt, 3,5 lmp qt}
Nhớt và bộ lọc nhớt thay thế: 4,2 L {4,4 US qt, 3,7 lmp qt}
Bảng 3.1 Loại nhớt được khuyến khích sử dụng
9 Khởi động máy và xác nhận không có bị rỉ nhớt
* Nếu có nhớt rò rỉ, tìm nguyên nhân và sửa chữa hoặc thay thê chi tiết hỏng
11 Lắp nắp lỗ bảo dưỡng
- Tháo và lắp tất cả chi tiết khi máy nguội, nếu không có thể bị bỏng hoặc bị thương
- Sẽ nguy hiểm nếu xe được nâng nhưng không được giữ chắc trên chân chống an toàn Xe có thể bị trượt hoặc đổ gây ra thương vong
- Không làm việc quanh hoặc bên dưới xe khi xe chưa được chống an toàn
* Chú ý: Nếu nhớt máy dính vào hệ thống xả, lau sạch ngay Nếu không, nhiệt cao sẽ làm bốc hơi nhớt hoặc gây cháy
1 Tháo nắp chắn lỗ bảo dưỡng dưới gầm máy (Hình 3.2)
2 Dùng dụng cụ đặc biệt tháo lọc nhớt
3 Dùng giẻ sạch lau chỗ gắn lọc nhớt trên block máy
4 Dùng nhớt mới tra vào ron chữ O của lọc nhớt mới để tránh ron bị xoắn
5 Dùng dụng cụ đặc biệt gắn lọc nhớt với đúng lực siết
Lực siết: 12—16 Nãm {123—163 kgfãcm, 107—141 inãlbf}
6 Thay đúng loại và lượng nhớt trong máy (Bảng 3.1 và 3.2)
7 Khởi động máy và xác nhận không có bị rỉ nhớt
* Nếu có nhớt rò rỉ, tìm nguyên nhân và sửa chữa hoặc thay thế chi tiết hỏng
9 Gắn lại nắp chắn dưới gầm máy
• Việc kiểm tra độ võng/độ căng của đai truyền động máy phát điện là không cần thiết khi sử dụng bộ căng đai tự động
• Xác minh rằng bộ phận chỉ thị của hình lục giác đúc trên bộ căng đai tự động truyền động nằm trong phạm vi bình thường
Hình 3.4 Bộ phận chỉ thị hình lục giác
- Động cơ và dầu nóng có thể gây bỏng nặng Hãy cẩn thận để không bị bỏng trong quá trình tháo/ắp từng thành phần
Hơi nhiên liệu rất nguy hiểm vì dễ bắt lửa, gây ra thương tích và hư hỏng nghiêm trọng Để đảm bảo an toàn, hãy luôn giữ tia lửa và ngọn lửa xa khỏi nhiên liệu.
1 Làm nóng động cơ đến nhiệt độ hoạt động bình thường
2 Cắm dụng cụ đo áp suất vào lỗ bugi
Hình 3.5 Sử dụng cụ đo áp suất nén
3 Nhấn hoàn toàn bàn đạp ga
4 Quay động cơ và đo áp suất nén
3.1.6 Kiểm tra nắp két nước
- Tháo và lắp tất cả chi tiết khi máy nguội, nếu không bạn có thể bị bỏng hoặc bị thương
Để đảm bảo an toàn, hãy tắt máy và chờ cho máy nguội Khi tháo nắp, hãy bọc vải dày xung quanh và từ từ mở nắp theo hướng ngược chiều kim đồng hồ khoảng 2.5 vòng Lưu ý cẩn thận vì áp suất cao có thể thoát ra.
- Khi áp suất được xả hết, dùng vải xoay mở nắp và tháo nắp
1 Lau sạch nắp két nước và phần ron kín
2 Kiểm tra xem có vết nứt hoặc lật phần ron kín của nắp két nước
* Nếu có hư hỏng, thay nắp khác
3 Gắn nắp két nước vào thiết bị kiểm tra
4 Giữ nắp và bơm tạo áp suất lên nắp, xác nhận áp suất giữ trong 10 giây
* Nếu áp suất không cố định trong ngưỡng cho phép, thay nắp khác
Hình 3.6 Thiết bị kiểm tra áp suất Áp suất: 135—155 kPa {1.38 - 1.58 kgf/cm2, 19.6 - 22.4 psi}
3.1.7 Kiểm tra rò rỉ nước làm mát máy
1 Kiểm tra mực nước làm mát
3 Lau các chi tiết trên nắp két nước và phần trên ống nước
4 Lắp dụng cụ đặc biệt & thiết bị kiểm tra nắp két nước vào bình chứa nước làm mát
Hình 3.7 Tạo áp suất lên bình nước làm mát
5 Dùng thiết bị kiểm tra nắp két nước tạo áp lực
Lưu ý rằng việc tạo áp suất vượt quá mức quy định có thể dẫn đến hư hỏng ống, đầu nối và các chi tiết khác, cuối cùng gây ra rò rỉ Mức áp suất quy định là 145 kPa (1.5 kgf/cm2, 21 psi).
6 Khi tạo áp suất lên bình nước làm mát, xác nhận áp suất được duy trì
* Nếu kim đồng hồ tụt, có thể nước bị rò rỉ
Nếu nước làm mát rò ở ống nước trên, thay ống nước trên và kẹp
Nếu nước làm mát rò ở phần thân két nước (chỗ mối hàn, thay két nước)
3.1.8 Kiểm tra mực nước làm mát
Xác minh rằng mức chất làm mát động cơ trong két dự trữ chất làm mát nằm giữa các dấu F và L
Hình 3.8 Mực nước làm mát động cơ
Nếu mực nước làm mát dưới dấu L, châm thêm nước làm mát
Nếu dấu “FL22” hiển thị trên hoặc gần nắp hệ thống làm mát, hãy sử dụng nước làm mát động cơ FL22 Chính hãng của Mazda
3.1.8 Kiểm tra chất lượng nước làm mát
1 Đo nhiệt độ và tỉ trọng với nhiệt kế và tỉ trọng kế
Động cơ với các chi tiết bằng nhôm có nguy cơ hỏng hóc khi tiếp xúc với alcohol hoặc chất chống đông methanol Do đó, không nên sử dụng alcohol hoặc methanol trong hệ thống làm mát Thay vào đó, chỉ nên dùng nước làm mát ethylene-glycol để đảm bảo an toàn và hiệu suất cho động cơ.
• Dùng nước không khoáng để pha nước làm mát Nước có khoáng sẽ giảm hiệu quả làm mát
2 Xác định khả năng làm mát của nước bằng cách tham khảo đồ thị
Hình 3.10 Đồ thị khả năng làm mát của nước
• Nếu khả năng làm mát kém, châm thêm nước thường hoặc nước làm mát
* Chú ý: Nếu lắp bugi không đúng loại có thể ảnh hưởng khả năng làm kín do đó chỉ lắp bugi đúng tiêu chuẩn.
2 Tháo tấm che lỗ bugi
Hình 3.11 Tháo tấm che lỗ bugi
Hình 3.12 Tháo bôbin đánh lửa
1- Giắc cắm 2- Bôbin đánh lửa
5 Tháo bugi bằng dụng cụ tháo bugi
6 Lắp lại theo trình tự ngược lại
Lực siết: 15—20 Nãm {1.6—2.0 kgfãm, 12—14 ftãlbf}
• Kiểm tra khe hở bugi
* Chú ý: Để tránh hỏng đầu, không chỉnh khe hở bugi
- Dùng thước đo khe hở bugi để kiểm tra
Hình 3.13 Sử dụng thước đo khe hở bugi
- Nếu giá trị vượt quá ngưỡng cho phép, thay bugi
Khe hở bugi cho phép: 1.25—1.35 mm {0.049—0.053 in}
Carbon có thể tích tụ trên đầu bugi khi xe được giao hoặc khi vận hành ở quãng đường ngắn trong mùa đông Nếu gặp phải hiện tượng nổ không đều hoặc khó khởi động do muội than từ carbon, hãy giải quyết bằng cách đạp ga ở vòng tua máy cao để đốt hết muội than này.
- Để tránh thương vong, giữ chân phanh, số P khi đạp ga cho vòng tua máy cao
- Để tránh làm hỏng đầu bugi, không chà bằng bàn chải sắt
* Ghi chú: Để tránh làm hỏng đầu bugi, dùng xăng lau đầu bugi sau khi lau sạch bụi
Nếu carbon bám vào đầu bugi, đạp ga tua vòng máy cao 3000 vòng/phút trong 3 phút
Kiểm tra bằng mắt các mục sau, nếu có hư hỏng sau, thay bugi
- Đầu điện cực bị mòn
- Lớp cách nhiệt bị cháy
Hình 3.15 Bugi bị hư hỏng
Một số hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục
3.2.1 Xe đề khó nổ, không nổ máy
Xe đề khó nổ là một vấn đề phổ biến trên ô tô, đặc biệt ở những xe cũ hoặc xe để lâu không sử dụng Nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng này thường bao gồm ắc quy yếu hoặc hết bình, kim phun nhiên liệu hư hỏng, và lỗi ở bugi hoặc bô bin đánh lửa.
3.2.1.2 Quy trình tháo lắp và thay thế
Khi tháo ắc quy, cần chú ý không đặt ắc quy lên giắc cắm PCM hoặc để ắc quy va chạm vào giắc cắm Việc này rất quan trọng vì nếu không cẩn thận, giắc cắm PCM hoặc chính PCM có thể bị hỏng.
Hình 3.16 Trình tự tháo lắp ắc quy
1- Cáp nối cực âm bình ắc quy
2- Cáp nối cực dương bình ắc quy
4- Bình ắc quy, hộp bình ắc quy
5- Hộp bình ắc quy 6- Nắp bảo vệ PCM 7- Giắc cắm PCM
8- Khay đựng bình ắc quy và bộ phận cấu thành PCM
Tháo ắc quy cùng với hộp ắc quy trong khi ắc quy được đặt ở một góc như thể hiện trong hình
Hình 3.17 Thao tác tháo ắc quy
Hình 3.18 Quy trình tháo lắp kim phin nhiên liệu
1- Giắc cắm cảm biến phun nhiên liệu
2- Giắc cắm kim phin nhiên liệu
5- Vật ngăn 6- Vòng hãm 7- Vòng đệm chữ O 8- Vòng đệm phụ trợ 9- Vòng đệm Teflon
* Cảnh báo khi tháo kim phun nhiên liệu:
Nhiên liệu là chất lỏng dễ cháy, có thể gây thương tích nghiêm trọng hoặc tử vong nếu bị tràn hoặc rò rỉ từ hệ thống nhiên liệu điều áp Ngoài ra, nhiên
* Lưu ý khi lắp đặt kim phun nhiên liệu
Để tránh tình trạng dầu động cơ bám vào kim phun nhiên liệu và ức chế chức năng của nó, hãy bôi dầu động cơ vào phía đầu xi-lanh thay vì trực tiếp lên kim phun.
Bôi dầu động cơ vào các lỗ lắp đặt kim phun nhiên liệu, sau đó lần lượt đưa các kim phun vào vị trí lắp đặt, chú ý hướng của từng kim phun để đảm bảo chính xác.
Hình 3.19 Các lỗ lắp đặt kim phun nhiên liệu
3.2.2 Có tiếng rít, lách cách của động cơ ở dưới mui xe
Ngay sau khi khởi động máy, bạn sẽ nghe thấy tiếng rít, nhưng âm thanh này sẽ biến mất sau khoảng 1 phút khi động cơ hoạt động Nguyên nhân có thể là do dây curoa bị chai cứng hoặc bị trùng.
Nếu dây curoa trở nên chai cứng, bề mặt của nó sẽ bóng loáng và không còn độ nhám như lúc mới Ngoài ra, dây curoa có thể xuất hiện các vết rạn nứt, đây là dấu hiệu rõ ràng cho thấy cần phải thay dây curoa mới.
Nếu dây curoa chưa bị chai cứng thì nguyên nhân thứ hai là bị trùng, và bộ căng đai tự động gặp trục trặc cần kiểm tra
3.2.2.2 Quy trình tháo lắp và thay thế
* Lưu ý Để tránh làm hỏng bộ căng đai tự động truyền động, không tác dụng mô-men xoắn quá mức sau khi bộ căng chuyển động hết hành trình
- Quy trình tháo dây curoa máy phát
2 Gắn cờ lê vào hình lục giác đúc trên bộ căng đai tự động của dây đai truyền động và giải phóng lực căng bằng cách quay từ từ theo hướng như trong hình
Hình 3.20 Dùng cờ lê giải phóng lực căng
3 Tháo dây curoa máy phát
- Quy trình lắp dây curoa máy phát
1 Xoay puly trục khuỷu khoảng theo chiều kim đồng hồ nửa chừng và kiểm tra xem dây curoa của máy phát điện đã được lắp đúng chưa
* Nếu sườn của dây curoa và rãnh của mỗi puli không thẳng hàng, hãy tháo dây curoa và lắp lại
2 Xác minh rằng phần chỉ báo của hình lục giác đúc trên bộ căng đai tự động truyền động nằm trong phạm vi bình thường
- Quy trình tháo dây curoa bơm nước
1 Tháo dây curoa máy phát
2 Đắp một miếng vải sạch vào dây curoa máy bơm nước như trong hình
Hình 3.21 Sử dụng miếng vải sạch đặt lên dây curoa
3 Kéo miếng vải theo chiều mũi tên và quay puly trục khuỷu theo chiều kim đồng hồ
Hình 3.22 Chiều kéo miếng vải và chiều quay puly trục khuỷu
Cảnh báo: Để bảo vệ dây curoa khỏi hư hỏng, hãy không ngừng quay puly trục khuỷu trong quá trình tháo Hãy sử dụng vải chèn giữa dây curoa và puly máy bơm nước để đảm bảo an toàn.
Sườn của dây đai truyền động có thể trượt khỏi rãnh của puly bơm nước bằng cách quay puly trục khuỷu trong khi kéo vải theo hướng mũi tên
4 Tháo dây curoa bơm nước
- Quy trình lắp dây curoa bơm nước
1 Đặt một bên của dây curoa máy bơm nước vào rãnh của puly trục khuỷu
2 Đặt mặt kia của dây curoa máy bơm nước vào rãnh của puly máy bơm nước có chu vi nhỏ hơn
Hình 3.23 Rãnh của puly bơm nước
- Cẩn thận không để ngón tay vướng vào giữa dây curoa và pyly khi thực hiện quy trình sau
- Việc đeo găng tay có thể khiến các ngón tay bị kẹt giữa dây curoa và puly Không đeo găng tay cotton khi thực hiện thủ thuật
3 Nhấn dây curoa lên từ puly có chu vi nhỏ hơn vào rãnh của puly có chu vi lớn hơn và quay puly trục khuỷu theo chiều kim đồng hồ
Cảnh báo: Để bảo vệ dây curoa khỏi hư hỏng, không nên dừng quay puly trục khuỷu khi ấn dây curoa từ độ cao chênh lệch giữa puly máy bơm nước và rãnh của puly.
Hình 3.24 Nhấn dây curoa từ puly nhỏ sang pyly có chu vi lớn hơn
4 Sau khi lắp dây curoa, quay puly trục khuỷu khoảng theo chiều kim đồng hồ nửa chừng và kiểm tra xem dây curoa của máy bơm nước đã được lắp đúng chưa
* Nếu sườn của dây curoa và rãnh của puly không thẳng hàng, hãy tháo đai truyền động và lắp lại
5 Lắp dây curoa máy phát
• Bộ căng đai tự động
Nếu cao su của bộ căng đai tự động bị hỏng do dụng cụ như tuốc nơ vít, dầu trong bộ phận áp suất thủy lực có thể rò rỉ, dẫn đến bộ căng không hoạt động bình thường Do đó, cần chú ý để bảo vệ phần cao su của bộ căng đai truyền động tự động.
Hình 3.25 Phần cao su của bộ căng đai tự động
1 Tháo dây curoa máy phát
- Để tránh làm hỏng bộ căng đai tự động truyền động, không tác dụng mô-men xoắn quá mức sau khi bộ căng chuyển động hết hành trình
2 Lắp cờ lê vào hình lục giác đúc trên bộ căng đai tự động truyền động, từ từ xoay theo hướng mũi tên như trong hình và nhấn hết cỡ
Hình 3.26 Dùng cờ lê xoay và nhấn hét cỡ vào phần lục giác
Bộ căng đai tự động được điều chỉnh theo hướng mũi tên bằng cách xoay cờ lê
Hình 3.27 Hướng điều chỉnh bộ căng đai tự động
3 Xác minh rằng bộ căng đai tự động chuyển động trơn tru theo hướng hoạt động
Giới thiệu
Kia K2400, ban đầu mang tên Kia Bongo tại Hàn Quốc, là một trong những mẫu xe đầu tiên của Kia được xuất khẩu sang châu Âu và Nam Mỹ, nơi nó được gọi là Kia K-Series hoặc Kia Frontier, bao gồm các phiên bản K2400 và K2700 Sau khi được thay thế bởi Kia Bongo III vào năm 2004, Bongo Frontier đã có mặt dưới dạng RV và xe bán tải Tại Đài Loan, xe được gọi là Kia Kaon, trong khi ở Việt Nam, mẫu xe này được sản xuất theo giấy phép của THACO và mang tên THACO Kia New Frontier.
Chi tiết động cơ
Động cơ xe Kia K2400 là loại động cơ diesel bốn xy lanh
Bảng 4 1 Một số thông số động cơ Kia K2400
Số xy lanh 4 Đường kính 92,0 mm
Khoảng đội xupap nạp 0,30 mm
Khoảng đội xupap xả 0,30 mm