Sau khi hoàn thành khoảng thời gian học tập tại trường ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH dưới sự giảng dạy và chỉ bảo tận tình của các thầy cô giúp chúng em được tiếp thu thêm nhiều kiến thức cũng như nhiều kinh nghiệm bổ ích cho bản thân. Những bài học của thầy cô hôm nay sẽ là hành trang quý báu cho em sau này khi bước qua ngưỡng cửa đại học. Xin gửi đến quý thầy cô lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc của em vì đã tạo mọi điều kiện trong quá trình học tập, rèn luyện, tích luỹ kinh nghiệm, kiến thức cũng như kỹ năng để em thực hiện khoá luận này.
Trang 1VIỆN CƠ KHÍ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA
ĐỘNG CƠ ZY – VE TRÊN XE MAZDA 2
Ngành: KĨ THUẬT CƠ KHÍ
Chuyên ngành: CƠ KHÍ Ô TÔ
Giảng viên hướng dẫn : ThS Trần Minh Phúc
Sinh viên thực hiện : Hồ Gia Cường
TP HỒ CHÍ MINH, năm 2023
Trang 2i
Trang 3ii
Trang 4iii
Trang 5Chúng em xin bày tỏ sự biết ơn quý báu đến thầy hướng dẫn ThS Trần Minh Phúc đã quan tâm và trực tiếp hướng dẫn tận tình để luận văn của chúng em được hoàn
thành một cách xuất sắc nhất
Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu nhà trường, Phòng đào tạo, Ban lãnh đạo Viện cơ khí và bộ môn chuyên ngành đã tạo điều kiện để em hoàn thành luận văn của mình
Sau cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn bên cạnh động viên và giúp đỡ trong suốt thời gian em thực hiện luận văn
Xin chân thành cảm ơn!
TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023
Sinh viên thực hiện
(Kí và ghi rõ họ, tên)
Hồ Gia Cường
Trang 6v
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Trong những năm gần đây với sự phát triển của thế giới và đất nước, các ngành công nghiệp ngày càng phát triển, ngành công nghiệp ô tô trên thế giới ngày càng trưởng thành và phát triển vượt bậc thì vấn đề nghiên cứu và học tập về các ngành động lực học nói chung cũng như ô tô nói riêng trở nên cần thiết Luận văn tập trung vào vấn đề tìm
hiểu Quy trình bảo dưỡng, sửa chữa động cơ ZY – VE trên xe Mazda 2 Bố cục luận
văn gồm chương, như sau:
Chương 1: Giới thiệu chung
Chương 2: Tổng quan về động cơ ZY-VE trên xe Mazda 2
Chương 3: Kiểm tra chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa động cơ
Kết luận và định hướng phát triển đề tài
Trang 7vi
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG 1
1.1 Giới thiệu về dòng xe Mazda 2 1
1.1.1 Lịch sử hình thành của Marda 2 1
1.1.2 Lý do chọn động cơ ZY-VE làm đề tài nghiên cứu 4
CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ZY- VE TRÊN XE MAZDA 2 5 2.1 Giới thiệu động cơ ZY-VE 1.5 lít được sử dụng trên Mazda 2 5
2.2 Thông số cơ bản của động cơ ZY-VE 6
2.3 Kết cấu động cơ ZY-VE 7
2.3.1 Kết cấu thân máy 7
2.3.2 Kết cấu nắp máy 9
2.3.3 Các-te dầu 10
2.3.4 Gioăng làm kín 11
2.3.5 Cơ cấu piston - trục khuỷu – thanh truyền – bánh đà 11
2.3.6 Hệ thống phân phối khí 17
2.3.7 Hệ thống bôi trơn động cơ 20
2.3.8 Hệ thống làm mát động cơ 23
2.3.9 Tổng quan sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ 29
2.3.10 Hệ thống nạp 29
2.3.11 Hệ thống nhiên liệu 34
2.3.12 Hệ thống đánh lửa 37
2.4 Nguyên lý hoạt động của động cơ ZY-VE trên xe Mazda 2 40
CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH KIỂM TRA CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ 41
3.1 Quy trình kiểm tra chẩn đoán động cơ 41
3.1.1 Các trường hợp hư hỏng của động cơ 41
Trang 8vii
3.1.2 Kiểm tra chẩn đoán hư hỏng của động cơ 44
3.2 Kiểm tra chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa một số hư hỏng thường gặp 51
3.2.1 Động cơ không nổ máy được 54
3.2.2 Động cơ làm việc không ổn định ở số vòng quay thấp 54
3.2.3 Động cơ không phát hết công suất 55
3.2.4 Động cơ bị quá nhiệt 55
3.2.5 Động cơ bị rung giật có tiếng gõ 56
3.3 Bảo dưỡng, sửa chữa các chi tiết và cụm chi tiết của các hệ thống trong động cơ 57
3.3.1 Các phương pháp kiểm tra thông số kỹ thuật của các chi tiết trong động cơ 57
3.3.2 Bảo dưỡng sửa chữa máy phát điện 58
3.3.2 Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống khởi động 59
3.3.3 Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống làm mát 60
3.3.4 Bảo dưỡng sữa chữa hệ thống bôi trơn 63
3.3.5 Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống nhiên liệu 64
3.3.6 Bảo dưỡng sửa chữa thân máy 67
3.3.7 Bảo dưỡng sửa chữa nắp máy 68
3.3.8 Bảo dưỡng sửa chữa cơ cấu phân phối khí 70
3.3.9 Bảo dưỡng sửa chữa cụm piston – trục khuỷu – thanh truyền 73
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO 82
Trang 9Vật liệu có khả năng hấp thụ và giải phóng nhiệt
Engine Coolant Temperature
Cảm biến nhiệt
độ nước làm mát
Pressure SafetyValve
Van an toàn
Oil-flow Control Valve
Van điều khiển đường dầu
CrankshaftPosition Sensor
Cảm biến trục khuỷu
Positive Crankcase Ventilation
Van thông khí cacte
Cảm biến áp suất đường ống nạp
9 MAFS/IAT
Mass Air Flow Sensor/Intake Air Temperature
Cảm biến lưu lượng khí nạp/ Cảm biến nhiệt
độ khí nạp
Powertrain Control Module
Hộp điều khiển động cơ
11 ECU Electronic Control Unit Hộp điều khiển
Van tuần hoàn khí xả
13 TPS Throttle Position
Sensor
Cảm biến vị trí bướm ga
Trang 10ix
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1- 1: Mazda 2 phiên bản nâng cấp thế hệ thứ 3 1
Hình 1- 2: Mazda 2 phiên bản facelift ở Việt Nam 2
Hình 1- 3: Mazda 2S được Vina Mazda lắp ráp tại Việt Nam 3
Hình 1- 4: Động cơ ZY-VE I4 1.5L 5
Hình 2- 1: Vị trí bố trí động cơ ZY-VE trên xe Mazda 2 7
Hình 2- 2: Thân máy động cơ 8
Hình 2- 3: Cơ cấu nắp máy khi lắp lên thân máy 10
Hình 2- 4: Các te dầu động cơ ZY-VE 10
Hình 2- 5: Gioăng nắp đậy nắp máy 11
Hình 2- 6: : Cơ cấu piston - trục khuỷu - thanh truyền – bánh đà 11
Hình 2- 7: : Cơ cấu piston 12
Hình 2- 8: Cơ cấu xéc măng lắp trên piston 12
Hình 2- 9: Cơ cấu chốt piston 13
Hình 2- 10: Cơ cấu thanh truyền 14
Hình 2- 12: Cấu tạo trục khuỷu 15
Hình 2- 11: Cơ cấu trục khuỷu 15
Hình 2- 13: Cấu tạo bánh đà 16
Hình 2- 14: Cơ cấu phân phối khí 17
Hình 2- 15: Cấu tạo cơ cấu phân phối khí lắp trên nắp máy 18
Hình 2- 16: : Hoạt động của cơ cấu phân phối khí 18
Hình 2- 17: Cơ cấu xuppap 19
Hình 2- 18: Cơ cấu hoạt động của lò xo xuppap 20
Hình 2- 19: Sơ đồ cấu tạo của hệ thống bôi trơn 20
Hình 2- 20: Sơ đồ hoạt động của hệ thống bôi trơn 21
Trang 11x
Hình 2- 21: Cơ cấu bơm dầu 22
Hình 2- 22: Công tắc áp suất dầu 22
Hình 2- 23: Mạch đèn cảnh báo áp suất dầu 23
Hình 2- 24: Sơ đồ chi tiết hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức 23
Hình 2- 25: Cơ cấu làm việc của hệ thống làm mát khi nhiệt độ động cơ thấp 24
Hình 2- 26: Vị trí lắp đặt bơm nước 25
Hình 2- 27: : Vị trí đặt van hằng nhiệt 25
Hình 2- 28: : Cấu tạo của van hằng nhiệt 26
Hình 2- 29: Cấu tạo quạt làm mát 27
Hình 2- 30: Cấu tạo két nước 28
Hình 2- 31: Sơ đồ vị trí các cảm biến trên động cơ 29
Hình 2- 32: Bố trí hệ thống nạp trên động cơ ZY-VE 29
Hình 2- 33: Sơ đồ cấu tạo-nguyên lí hoạt động hệ thống thay đổi chiều dài hiệu dụng của đường ống nạp 30
Hình 2- 34: Sơ đồ cấu tạo-nguyên lí hoạt động của hệ thống thay đổi chiều dài hiệu dụng đường ống nạp 31
Hình 2- 35: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển lốc xoáy khí nạp 31
Hình 2- 36: Cấu tạo hệ thống điều khiển xoáy lốc khí nạp trên động cơ ZY-VE 32
Hình 2- 37: Cấu điều khiển bướm ga điện tử 33
Hình 2- 38: Cơ cấu bướm ga điện tử trên động cơ ZY-VE Mazda2 33
Hình 2- 39: Cơ cấu hệ thống nhiên liệu 34
Hình 2- 40: Cơ cấu thùng chứa nhiên liệu 34
Hình 2- 41: Sơ đồ khối cấu tạo của hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ ZY-VE 35
Hình 2- 42: Cấu tạo kim phun 36
Trang 12xi
Hình 2- 43: Kim phun của Mazda 2 36
Hình 2- 44: Cấu tạo cụm bơm nhiên liệu 37
Hình 2- 45: Cơ cấu bố trí hệ thống đánh lửa 38
Hình 2- 46: Cuộn Bô-bin 38
Hình 2- 47: Cấu tạo cuộn bô bin 39
Hình 2- 48: Cấu tạo bugi 39
Hình 3- 1: Những vùng xuất hiện tiếng ồn động cơ 45
Hình 3- 2: Kiểm tra điện trở cổ góp ( thông mạch) 58
Hình 3- 3: Kiểm tra roto ( không thông mạch) 58
Hình 3- 4: Kiểm tra cuộc stato (thông mạch) 59
Hình 3- 5: Kiểm tra cuộn satato (không thông mạch) 59
Hình 3- 6: Kiểm tra điện áp ở chân 30 của máy khởi động 60
Hình 3- 7: Kiểm tra điện áp ở chân 50 của máy khởi động 60
Hình 3- 8: Dùng bơm kiểm tra độ kín của hệ thống làm mát 61
Hình 3- 9: Kiểm tra tình trạng làm việc của van hằng nhiệt 63
Hình 3- 10: Kiểm tra khe hở giữa các bánh răng của bơm nhớt 64
Hình 3- 11: Bộ dập tắt dao động 65
Hình 3- 12: Kiểm tra áp suất nhiên liệu 66
Hình 3- 13: Kiểm tra bề mặt thân máy 67
Hình 3- 14: Kiểm tra tình trạng xy lanh 68
Hình 3- 15: Kiểm tra bề mặt nắp máy 69
Hình 3- 16: Kiểm tra vết nứt của nắp máy 69
Hình 3- 17: Kiểm tra chiều dài bu lông 70
Hình 3- 18: Đo kiểm trục cam 70
Hình 3- 19: Dùng thước panme đo kiểm vấu cam 71
Trang 13xii
Hình 3- 20: Cấu tạo xuppap 71
Hình 3- 21: Đo kiểm đuôi xuppap 72
Hình 3- 22: Cơ cấu dẫn động hệ thống phân phối khí 72
Hình 3- 23: Kiểm tra đường kính piston 73
Hình 3- 24: Kiểm tra đường kính piston 73
Hình 3- 25: Kiểm tra khe hở xéc măng 74
Hình 3- 26: Kiểm tra khe hở miệng xéc măng 74
Hình 3- 27: Kiểm tra đường kính trục piston 75
Hình 3- 28: Kiểm tra khe hở dọc trục khuỷu 75
Hình 3- 29: Kiểm tra độ cong của trục khuỷu 76
Hình 3- 30: Kiểm tra cổ trục chính và chốt khuỷu 76
Hình 3- 31: Kiểm tra đường kính bu lông 77
Hình 3- 32: Đặt cọng nhựa vào cổ trục khuỷu 77
Hình 3- 33: Thứ tự siết các bu lông 78
Hình 3- 34: Kiểm tra khe hở dọc thanh truyền 78
Hình 3- 35: Kiểm tra độ cong của thanh truyền 79
Trang 14
xiii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1- 1:Thông số cơ bản động cơ ZY-VE 1.5L 6
Bảng 2 - 1: Nguyên lí điều khiển hoạt động của quạt làm mát 27
Bảng 3- 1: Một số hư hỏng thường gặp và cách khắc phục 51
Bảng 3- 2: Thông số tiêu chuẩn nắp máy 69
Bảng 3- 3: Tiêu chuẩn bulong 70
Trang 15Các phiên bản của Mazda 2 được sản xuất ra thị trường bao gồm hai phiên bản sedan và hatchback Mẫu xe được thiết kế để đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng ở nhiều độ tuổi và nhu cầu sử dụng khác nhau
Mazda 2 được đánh giá là mẫu xe nhỏ gọn dễ lái phụ hợp di chuyển trong phố và với mức tiêu hao nhiên liệu thấp được xem là một điểm cộng cho dòng xe này
Hình 1- 1: Mazda 2 phiên bản nâng cấp thế hệ thứ 3
Trang 16Trang 2
1.1.2 Mazda 2 tại Việt Nam
Ở Việt Nam, Mazda 2 với dáng hatchback được lắp ráp trong nước bởi Vin Mazda
kể từ tháng 10 năm 2011 Đây được xem là một trong những bước tiến mới trong nền công nghiệp ô tô ở Việt Nam Tuy nhiên đến năm 2015 việc lắp ráp trong nước dừng lại thay vào đó là nhập nguyên chiếc từ Thái Lan
Đến tháng 7 năm 2015 Mazda 2 phiên bản nâng cấp được THACO Trường Hải nhập khẩu hoàn toàn từ Thái Lan Xe gồm 2 phiên bản hatchback và sedan với thiết kế năng động trẻ trung hơn tiếp cận với giới trẻ ở Việt Nam
Tháng 3 năm 2020, Mazda Việt Nam cho ra mắt bản facelift của Mazda 2 với nhiều thay đổi đáng kể về kiểu dáng thiết kế và các trang bị tiện nghi trên xe
Ở khả năng vận hành, hai dòng sedan và hatchback Mazda 2 tại Việt Nam đều sử dụng loại động cơ zy-ve 1.5 lít giúp xe vận hành mạnh mẽ và giảm mức tiêu hao nhiên liệu
Mazda 2 cho ra mắt 3 phiên bản: 1.5 AT, 1.5 AT Deluxe và 1.5 AT Luxury Mazda 2 phiên bản nâng cấp có kích thước tổng thể lần lượt là:
4.340mm x 1.695mm x 1.470mm cùng chiều dài cơ sở 2.570mm
Chiếc xe có bán kính vòng quay nhỏ hơn so với các dòng xe khác ở cùng phân khúc khi đạt 4.7m, giúp cho xe xoay sở linh hoạt trong các con đường trật hẹp phù hợp với điều kiện địa hình đô thị ở Việt Nam
So với những công nghệ mà Mazda 2 được trang bị với giá thành hiện tại thì khá hợp lí và đáng để cho người tiêu dùng ở Việt Nam sở hữu nó Cùng với thiết kế trẻ trung, năng động giúp Mazda 2 dễ dàng lọt vào mắt xanh của người tiêu dùng và phù hợp với nhu cầu đi lại gia đình ở Việt Nam
Hình 1- 2: Mazda 2 phiên bản facelift ở Việt Nam
Trang 17Trang 3
Mazda 2S 2012 được Vina Mazda lắp ráp tại Việt Nam, là phiên bản hatchback với kiểu thiết kế Zoom Zoom mang phong cách thời trang và linh hoạt khi di chuyển trong phố
Phiên bản này là bản nâng cấp ấn tượng đánh dấu bước đầu quay lại thị trường Việt Nam của hãng Mazda Mazda 2S bản nâng cấp mới nhất được lắp rắp tại Việt Nam trang bị động cơ zy-ve 1.5L 4 xy-lanh cho công suất 103 mã lực và mô-men xoắn cực đại 135Nm
Mazda 2S là mẫu xe đầu tiên của Mazda được lắp ráp trong nước và được phân phối bởi VinaMazda Là một trong những dòng xe thành công nhất của Mazda trên thế giới vài năm trở đây, Mazda 2S gây được sự chú ý nhờ thiết kế nhỏ gọn, cảm giác lái thú vị và khả năng tiết kiệm nhiên liệu mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng
Với khả năng dễ xoay trở trên những con đường nội thành đông đúc và cảm giác lái nhẹ nhàng Hướng tới đối tượng khách hàng phụ nữ và những người trẻ đam mê cảm giác lái tại các thành phố, Mazda 2S dòng xe thương hiệu Nhật Bản là một sự lựa chọn không thể bỏ qua so với các đối thủ khác trong cùng phân khúc
Hình 1- 3: Mazda 2S được Vina Mazda lắp ráp tại Việt Nam
Trang 18Trang 4
1.1.2 Lý do chọn động cơ ZY-VE làm đề tài nghiên cứu
Động cơ ZY-VE được sử dụng trên dòng xe Mazda 2, Mazda 3 từ năm 2002 đến năm 2015, là một trong những dòng xe đang được sử dụng ở Việt Nam Hơn nữa, Mazda
2 còn có khoảng thời gian lắp ráp tại Chu Lai(Việt Nam)
Động cơ được trang bị nhiều công nghệ tiên tiến như hệ thống phun xăng điện tử,
hệ thống điều phối van S-VT Đặc biệt trên động cơ Mazda 2 còn được trang bị hệ thống điều khiển chiều dài đường ống nạp
Ngoài ra động cơ này còn được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu và độ bền, việc bảo dưỡng và sửa chữa đúng cách sẽ giúp kéo dài tuổi thọ động cơ, tăng hiệu suất nhiên liệu và tiết kiệm chi phí bảo dưỡng, sửa chữa
Với những công nghệ tiên tiến và thú vị của động cơ ZY-VE sẽ là đề tài đáng để nghiên cứu, học tập
Trang 19Trang 5
CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ZY- VE TRÊN XE
MAZDA 2
2.1 Giới thiệu động cơ ZY-VE 1.5 lít được sử dụng trên Mazda 2
Động cơ zy-ve I4 1.5l được sản xuất từ năm 2002 đến 2015 được sử dụng trên các dòng xe Mazda 2/Demio(nội địa Nhật), Mazda 3, Axela
Động cơ zy-ve I4 1.5 lít, với công suất 102 mã lực ở vòng tua 6.000 vòng/phút và mô-men xoắn đạt 140Nm tại 4.000 vòng/phút Là một trong những động cơ được lắp trên chiếc Mazda 2 từ năm 2002 đến 2015
Động cơ được trang bị cho dòng xe Mazda 2 lắp ráp tại thị trường Việt Nam đến hết năm 2015 thì hãng Mazda chuyển sang sử dụng động cơ mới được gọi với cái tên là động cơ Skyactiv
Động cơ này còn được đặc biệt trang bị hệ thống thay đổi chiều dài đường ống nạp phù hợp với từng dãy tốc độ của động cơ giúp động cơ hoạt động với công suất tối ưu nhất
Động cơ sử dụng hệ thống phung xăng điện tử EFI phun xăng trên đường ống nạp,
hệ thống điều phối van liên tục S-VT Sử dụng hệ thống đánh lửa trực tiếp mỗi bobin cho mỗi bugi
Hình 1- 4: Động cơ ZY-VE I4 1.5L
Trang 20Trang 6
2.2 Thông số cơ bản của động cơ ZY-VE
Bảng 1- 1:Thông số cơ bản động cơ ZY-VE 1.5L
Hệ thống nhiên liệu Phun xăng điện tử EFI
Mô-men xoắn cực đại (Nm/rpm) 137/4000
Công suất cực đại (kW/rpm) 76/6000
Trang 21Trang 7
2.3 Kết cấu động cơ ZY-VE
Động cơ ZY-VE được bố trí phía trước xe, cụm động cơ và hệ thống truyền lực dẫn động tại cầu trước
2.3.1 Kết cấu thân máy
Thân máy bộ phận chính là nơi lắp đặt toàn bộ các cơ cấu và hệ thống của động
cơ Thân máy có kết cấu khá phức tạp và được gia công bằng hợp kim nhôm bên trong
có các lỗ xy lanh (lỗ lắp ống lót xy lanh), các đường nước làm mát, đường dẫn dầu bôi trơn và bên ngoài là các vị trí lắp đặt bộ phận khác
Ống lót xy lanh được làm bằng gang đúc mỏng, được gia công với độ chính xác cao và không lắp chặt
Chức năng: Thân máy là bộ phận chính của động cơ, là bộ phận hợp với nắp máy
và piston tạo thành buồng đốt, giá đỡ để bắt các chi tiết, bộ phận của động cơ Là bộ phận chịu lực của động cơ Bố trí tương quan các bộ phận, chi tiết của động cơ: trục khuỷu, trục cam, xy lanh…Đóng vai trò vô cùng quan trọng trong các hệ thống làm mát động cơ, hệ thống bôi trơn động cơ
Hình 2- 1: Vị trí bố trí động cơ ZY-VE trên xe Mazda 2
Trang 22Trang 8
Hình 2-3: Thân máy dưới động cơ
Hình 2- 2: Thân máy động cơ
Trang 23Trang 9
2.3.2 Kết cấu nắp máy
Nắp máy được lắp trên thân máy, là phần chịu áp lực và nhiệt độ trong suốt thời gian vận hành của động cơ Là nơi lắp đặt cơ cấu phấn phối khí, cơ cấu phun xăng đánh lửa: xuppap, trục cam ,bugi, bôbin,…
Nắp máy lắp trên thân máy kết hợp với piston tạo thành không gian buồng đốt có dạng góc vát hình côn giúp tăng tốc độ lan truyền màn lửa trong buồng đốt và hạn chế tạo tiếng gõ động cơ
2.3.2.1 Cấu tạo
Đối với động cơ chữ I nắp máy được đúc liền khối
Hình 2-4: Cơ cấu nắp máy của động cơ
Nắp máy có cấu tạo tương đối phức tạp vì chứa nhiều đường ống dẫn dầu bôi trơn, dẫn nước làm mát, dẫn hơi và là nơi chứa nhiều bộ phận quan trọng của động cơ
Bề mặt của nắp máy được gia công nhẵn với độ chính xác cao, độ kín của buồng đốt cũng phụ thuộc vào độ nhẵn của bề mặt nắp máy Vì vậy, bề mặt của nắp máy phải tuyệt đối thẳng và nhẵn không bị cong vênh
Khi lắp đặt giữa nắp máy và thân máy có gioăng làm kín và được lắp chặt với nhau bằng các bulong và budong cấy vào thân máy
Các bulong và budong khi siết và dùng đúng lực chính xác để tạo độ kín giữa bề mặt của nắp máy và thân máy
Trang 24Hình 2- 3: Cơ cấu nắp máy khi lắp lên thân máy
Hình 2- 4: Các te dầu động cơ ZY-VE
Trang 25Trang 11
2.3.4 Gioăng làm kín
Gioăng nắp đậy nắp máy được chế tạo liền khối bằng cao su tổng hợp chịu nhiệt
độ cao
Do điều kiện làm việc tiếp xúc với nhiệt độ cao nên gioăng nắp máy được chế gồm
1 lớp thép mỏng đặt ở giữa hai bề mặt của tấm thép được phủ một lớp cacbon và một lớp bột chì để ngăn cản gioăng dính với bề mặt nắp máy và thân máy
2.3.5 Cơ cấu piston - trục khuỷu – thanh truyền – bánh đà
1 – Piston; 2 – Chốt piston; 3 – Thanh truyền; 4 – Trục khuỷu; 5 – Bánh đà
Cơ cấu gồm piston, chốt piston, các xéc măng, thanh truyền, trục khuỷu và bánh
đà Toàn bộ cơ cấu này có nhiệm vụ nhận nguồn năng lượng từ khí cháy trong buồng đốt và chuyển hóa thành cơ năng giúp quay trục khuỷu
Hình 2- 5: Gioăng nắp đậy nắp máy
Hình 2- 6: : Cơ cấu piston - trục khuỷu - thanh
truyền – bánh đà
Trang 26Piston được làm bằng hợp kim nhôm mang tính chịu nhiệt độ cao Trên đỉnh piston được đúc lõm để tránh va chạm với xuppap, giúp tăng thể tích buồng đốt và tăng khả năng hòa trộn hỗn hợp nhiên liệu và không khí,…
b Xéc – măng
Hình 2- 7: : Cơ cấu piston
Hình 2- 8: Cơ cấu xéc măng lắp trên piston
Trang 27Trang 13
Xéc măng là chi tiết được gắn trên đầu piston được làm bằng gang có độ đàn hồi cao, có dạng hình tròn không khép kín, đoạn hở được gọi là miệng xéc măng Nhiệm vụ của xéc măng là làm kín buồng đốt và truyền nhiệt ra thân máy
Xéc măng có 2 loại xec măng dầu và xéc măng khí
Xéc măng khí có chức năng làm kín buồng đốt ngăn không cho khí cháy không lọt xuống các- te và truyền tải nhiệt từ thân piston ra thành xy lanh
Xéc măng dầu có chức năng ngăn không cho dầu bôi trơn lên buồng đốt trong quá trình bôi trơn cưỡng bức
Khi lắp miệng của các xéc măng phải được lắp không trùng nhau và lệch nhau 120
độ Việc lắp xéc măng nên được tiến hành bằng dụng cụ chuyên dụng để tránh việc gãy xéc măng hoặc dãn xéc măng trong quá trình lắp
Hình 2- 9: Cơ cấu chốt piston
Chốt piston là chi tiết phải làm việc trong điều kiện chịu tải trọng cơ học, tải trọng nhiệt và tải trọng va đập cao
Chốt piston có bề mặt được gia công nhẵn bóng, khi lắp chốt piston với thanh truyền chốt piston được giữ chặt nhờ vào rãnh chốt gài của piston
Trang 28Dầu bôi trơn từ cổ trục chính đi qua đường ống dẫn trong trục khuỷu đến bôi trơn cho đầu to thanh truyền, sau đó đi qua hai mép đâu to để bôi trơn xy lanh và piston dưới tác dụng của lực li tâm
Bên cạnh của thanh truyền có bố trí lỗ dầu dùng để làm mát đỉnh piston khi lỗ dầu trên chốt khuỷu trùng với lỗ dầu trên đầu to thanh truyền
Đầu to thanh tuyền được lăp với chốt khuỷu bằng 2 bulong, giữa chốt khuỷu và đầu to thanh truyền có bạc lót
Hình 2- 10: Cơ cấu thanh truyền
Trang 29Hình 2- 12: Cơ cấu trục khuỷu
Hình 2- 11: Cấu tạo trục khuỷu
Trang 30Cổ khuỷu được lắp vào ổ trục chính của thân máy, giữa ổ trục chính của thân máy
và cổ khuỷu có các bạc lót Và giữa chốt khuỷu và thanh truyền cũng có bạc lót Các bạc lót này được chia thành hai nửa Các bạc lót này có chức năng giảm mài mòn các chi tiết ma sát
Đầu trục khuỷu được lắp bánh răng và xích cam để dẫn động trục cam nạp và cam
xả, phía ngoài lắp buli bánh đai dẫn động bơm nước, máy nén, máy bơm trợ lực
Đuôi trục khuỷu là mặt bích để lắp bánh đà truyền lực cho ly hợp ra trục sơ cấp của hộp số
2.3.5.4 Bánh đà
Bánh đà được bố trí ở đuôi trục khuỷu
Bánh đà là chi tiết khá quan trọng trong động cơ:
Bánh đà dùng để ổn định số vòng quay của trục khuỷu ở tốc độ thấp, ngoài ra bánh
đà còn giúp khởi động động cơ và truyền công suất ra hệ thống truyền lực
Mâm ép của ly hợp sẽ ép chặt vào bánh đà truyền công suất từ động cơ đến hộp số
và ra hệ thống truyền lực đến bánh xe làm xe chuyển động
Vòng răng ngoài của bánh đà sẽ ăn khớp với bánh răng của máy khởi động giúp khởi động động cơ
Hình 2- 13: Cấu tạo bánh đà
Trang 31Trang 17
2.3.6 Hệ thống phân phối khí
Hệ thống phân phối khí của động cơ ZY-VE trên Mazda 2 với trục cam kép (DOHC) và sử dụng hệ thống điều khiển phân phối khí thông minh VVT giúp cho động
cơ hoạt động đạt công suất tối ưu nhất, tiết kiệm nhiên liệu hơn
Hệ thống phân phối khi đóng vai trò vô cùng quan trọng trong động cơ nó có chức năng điều khiển quá trình hoạt động trong buồng đốt, thực hiện việc đóng mở các cửa nạp cửa xả với mục đích nạp đầy hỗn hợp hòa khí và thải sạch khí cháy trong buồng đốt
Trang 32Trang 18
2.3.6.1 Trục cam
Với cơ cấu phân phối khí này trục cam nạp và cam xả được lắp trên nắp máy, một trục cam điều khiển các xuppap nạp một trục cam điều khiển xuppap xả Hệ thống phân phối khí hoạt dộng nhờ vào trục khuỷu dẫn động trục cam thông qua xích cam
Trang 33Cấu tạo xuppap gồm 3 phần:
Đầu xuppap có dạng hình nón cụt, bề mặt có chức năng làm kín buồng đốt
Thân xuppap chuyển động trong ống kiềm
Đuôi xuppap nhận lực tác động từ gối cam, ngoài ra đuôi xuppap còn giữ lò xo xuppap
2.3.6.3 Lò xo xuppap
Lò xo xuppap giúp cho xuppap chuyển động theo đúng quy luật khi động cơ hoạt động Tức là khi vào thời điểm nạp hoặc xả gối cam tác dụng lực lên đầu xuppap đẩy xuppap đi xuống làm hở buồng đốt giúp hòa khi đi vào hoăc khí thải đi ra Lò xo có nhiệm vụ hồi vị xuppap giúp đóng kín buồng đốt sau khi kết thúc quá trình nạp của xuppap nạp hoăc xả của xuppap thải,
Hình 2- 17: Cơ cấu xuppap
Trang 34Trang 20
Móng hãm đặt ở đế trên lòng vào rãnh đuôi xuppap giúp giữ lực nén ban đầu của
lò xo
2.3.7 Hệ thống bôi trơn động cơ
Hệ thống bôi trơn có vai trò quan trọng trong động cơ trong suốt quá trình hoạt động, hệ thống cung cấp dầu đến những vị trí chuyển động có ma sát nhầm làm mát, bôi trơn, làm sạch kéo dài tuổi thọ động cơ
2.3.7.1 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của hệ thống phối trơn
Hình 2- 18: Cơ cấu hoạt động của lò xo xuppap
Hình 2- 19: Sơ đồ cấu tạo của hệ thống bôi trơn
Trang 35Trang 21
Hệ thống bôi trơn trên động cơ ZY-VE 1.5l trên Mazda 2 là hệ thống bôi trơn tuần hoàn cưỡng bức Dầu từ các- te sẽ được bơm nhờ vào dẫn động của trục khuỷu thông qua dây đai để đưa đến từng vị trí cần bôi trơn trong động cơ
Nguyên lí hoạt động:
Dầu bôi trơn được chứa trong các te được bơm dầu hút lên qua lưới lọc thô đi vào bầu lọc tinh Trên bơm có van an toàn (4) có nhiệm vụ khi áp suất quá mức cho phép van sẽ mở cho dầu hồi về các te mà không đi tiếp
Sau khi đi đến lọc tinh dầu đi tiếp đến két làm mát lên đường dầu chính, dầu từ đường dầu chính sẽ chia đến đường dầu nhỏ bôi trơn cho trục khuỷu, piston, trục cam,… Sau đó dầu sẽ rớt xuống các te theo đường dầu hồi Van an toàn (6) có chức năng đảm bảo an toàn cho hệ thống Nếu áp suất dầu ở két làm mát quá giới hạn(2,5kg/cm3) van sẽ mở để cho dầu đi qua đến đường dầu chính mà không cần phải đi qua két nước
Hình 2- 20: Sơ đồ hoạt động của hệ thống bôi trơn
Trang 36Trang 22
2.3.7.2 Bơm dầu
Bơm dầu hút dầu từ cacte, sau đó cung cấp đến các chi tiết chuyển động có ma sát của động cơ với một áp suất nhất định
Bơm dầu được dẫn động từ trục khuỷu động cơ Đối với động cơ ZY-VE bơm dầu
sử dụng kiểu rotor ăn khớp trong, khi rotor chủ động quay kéo rotor bị động quay theo
Vì trục rotor chủ động được thiết kế lệch tâm so với trục rotor bị động nên giữa chúng
sẽ có một khoảng không gian và khoảng không gian này sẽ thay đổi khi bơm hoạt động Dầu được hút vào bơm lúc thể tích hai rotor tăng lên và sẽ được đưa ra ngoài lúc thể tích giữa hai rotor giảm
2.3.7.3 Công tắc áp suất dầu
Khi áp suất dầu trong động cơ thấp [19,6 ± 4,9 kPa (0,2 ± 0.05 kG/cm2) hoặc thấp hơn]: Khi động cơ ngừng hoạt động hoặc khi áp suất thấp hơn mức quy định, tiếp điểm bên trong công tắc dầu sẽ đóng lại và đèn cảnh báo trên taplo sẽ sáng lên
Hình 2- 21: Cơ cấu bơm dầu
Hình 2- 22: Công tắc áp suất dầu
Trang 37Trang 23
Khi áp suất dầu cao [19,6 ± 4,9 kPa (0,2 ± 0.05 kG/cm2) hoặc cao hơn]: Khi động
cơ hoạt động và áp suất dầu trong động cơ vượt qua mức xác định, dầu sẽ tác động lên
màng bên trong công tắc làm cho công tắt ngắt ra và đèn cảnh báo dầu tắt
2.3.8 Hệ thống làm mát động cơ
2.3.8.1 Chức năng hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức được sử dụng trên động cơ ZY-VE, với
việc sử dụng dung dịch nước làm mát là chất giải nhiệt cho động cơ và sử dụng quạt
điện hút không khí từ môi trường giải nhiệt cho két nước
Trong quá trình động cơ làm việc, đồng nghĩa với việc đốt cháy liên tục nhiên liệu
trong buồng đốt để biến nhiệt năng thành cơ năng Nhiệt độ khí cháy có thể lên đến
2500oC, trong toàn bộ nhiệt lượng đó chỉ có 25% thành công có ích, khoảng 45% bị tổn
thất trong không khí hoặc ma sát và 30% còn lại truyền cho các chi tiết của động cơ
Để tránh sự bó kẹt các chi tiết của động cơ thì cần truyền lượng nhiệt ra ngoài môi
trường để tránh việc quá nhiệt của các chi tiết Vì vậy hệ thống làm mát được thiết kế
để làm nguội các chi tiết của động cơ ngăn tình trạng quá nhiệt dẫn đến hư hỏng các tiết
Hình 2- 23: Mạch đèn cảnh báo áp suất dầu
Hình 2- 24: Sơ đồ chi tiết hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức
Trang 38Khi động cơ hoạt động, nếu nhiệt độ động cơ thấp van hằng nhiệt sẽ đóng Nước làm mát sẽ tuần hoàn bên trong động cơ và két sưởi
Khi nhiệt độ động cơ cao, van hằng nhiệt sẽ mở và nước làm mát từ động cơ đi qua két nước, lượng nhiệt từ chất lỏng sẽ truyền qua ống tảng nhiệt truyền ra không khí Dưới két nước có đường dẫn đến bơm nước, nước làm mát sẽ được bơm đi vào áo nước
và tuần hoàn qua két nước Sau khoảng thời gian khi nhiệt độ đã giảm xuống van hằng nhiệt sẽ đóng lại Lúc này nước làm mát sẽ tiếp tục tuần hoàn trong thân máy để đảm bảo nhiệt độ cho động cơ hoạt động tối ưu nhất
Hình 2- 25: Cơ cấu làm việc của hệ thống làm mát khi nhiệt độ động cơ thấp
Trang 39Trang 25
2.3.8.2 Bơm nước
Động cơ ZY-VE trên Mazda 2 sử dụng bơm li tâm dẫn động bởi trục khuỷu thông qua dây đai Nước làm mát được cung cấp đến cửa vào của bơm, khi quay dưới tác dụng của lực li tâm nước sẽ văng ra mép ngoài của các cánh gạt và được đẩy vào thân máy
2.3.8.3 Van hằng nhiệt
Hiệu suất làm việc cao nhất của động cơ khi nhiệt độ chất làm mát từ 85 – 95oC Khi khởi động ở nhiệt độ thấp, nhiệt độ nước làm mát phải được gia tăng nhanh để đảm bảo hiệu suất làm việc của động cơ
Vì vậy, van hằng nhiệt thiết kế để giữ cho nhiệt độ động cơ luôn ổn định, van hoạt đông một cách tự động theo nhiệt độ nước làm mát Van được bố trí giữa két nước và động cơ
Khi nhiệt độ nước làm mát thấp van hằng nhiệt sẽ đóng để nước làm mát tuần hoàn trong động cơ mà không đi ra két nước Khi nhiệt độ nước làm mát cao van sẽ mở để nước đi ra két nước
Van hằng nhiệt được mở bởi một chất sáp 2 (Wax) rất nhạy cảm với nhiệt độ được
bố trí bên trong một xy lanh Khi động cơ lạnh, chất sáp này có dạng rắn và lò xo làm cho van đóng lại Khi nhiệt độ nước làm mát gia tăng, chất sáp này sẽ chảy ra dạng lỏng
Hình 2- 26: Vị trí lắp đặt bơm nước
Hình 2- 27: : Vị trí đặt van hằng nhiệt
Trang 40cơ làm việc, áp lực của bơm nước đẩy van trở về vị trí đóng
2.3.8.4 Quạt làm mát
Động cơ ZY-VE trên Mazda 2 sử dụng quạt làm mát làm quay bằng động cơ điện
và được điều khiển bằng relay Quạt có công dụng hút lượng không khí từ ngoài đi qua két nước để thu nhiệt từ nước làm mát và tuyền ra môi trường
Quạt làm có vai trò quan trọng trong hệ thống làm mát, nếu thiếu đi quạt làm mát thì két nước sẽ giảm hiệu quả tảng nhiệt vô cùng lớn dẫn đến tình trạng quá nhiệt ảnh hưởng vô cùng lớn đến hoạt động của động cơ Rất nhiều trường hợp quạt làm mát không hoạt động dẫn đến động cơ quá nhiệt và bị bó máy
Hình 2- 28: : Cấu tạo của van hằng nhiệt