Và em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc nhất tới các thầy cô giáo của Viện cơ khí, Đại học Giao thông vận tải thành phố Hồ Chí Minh, những người đã đem lại cho em nhiều kiến thức có ích và bổ trợ trong những năm em học tập tại trường. Cũng xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo của Đại học Giao thông vận tải thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện giúp em trong quá trình học tập và nghiên cứu. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè, người thân, những người đã luôn giúp đỡ, động viên và khuyến khích em, giúp em hoàn thiện bài luận văn đầy đủ và tốt nhất.
Trang 1VIỆN CƠ KHÍ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
QUY TRÌNH KỸ THUẬT BẢO DƯỠNG,
SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ 1UZ – FE CỦA TOYOTA
Ngành: KỸ THUẬT Ô TÔ Chuyên ngành: CƠ KHÍ Ô TÔ
Giảng viên hướng dẫn : THS TRẦN MINH PHÚC Sinh viên thực hiện : NGUYỄN THIÊN ĐỊNH MSSV: 1951080228 Lớp: CO19B
Thành phố Hồ Chí Minh, Năm 2023
Trang 2QUY TRÌNH KỸ THUẬT BẢO DƯỠNG,
SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ 1UZ – FE CỦA TOYOTA
Ngành: KỸ THUẬT Ô TÔ Chuyên ngành: CƠ KHÍ Ô TÔ
Giảng viên hướng dẫn : THS TRẦN MINH PHÚC Sinh viên thực hiện : NGUYỄN THIÊN ĐỊNH MSSV: 1951080228 Lớp: CO19B
Thành phố Hồ Chí Minh, Năm 2023
Trang 6Trang v
LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới Thạc sĩ Trần Minh Phúc – người đã tận tình hướng dẫn, theo sát và động viên em trong suốt quá trình thực hiện luận văn này
Với kinh nghiệm giảng dạy và nghiên cứu lâu năm về lĩnh vực Cơ khí, Thạc sĩ Trần Minh Phúc đã cung cấp cho em nhiều kiến thức quý báu, góp ý chỉnh sửa tận tâm cho luận văn Không những thế, thầy còn động viên em vượt qua những khó khăn, hoàn thành tốt luận văn
Bên cạnh đó, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Tiến sĩ Nguyễn Thành Sa – người đã tạo điều kiện thuận lợi để em tiếp cận được đề tài mới này, để em có thể tự tìm hiểu và hoàn thiện đề tài tốt nghiệp
Cuối cùng, em xin cảm ơn tất cả quý thầy cô trong trường đã truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện cho em hoàn thành chương trình học tập
Trân trọng cảm ơn!
Tp Hồ Chí Minh, ngày 1 tháng 7 năm 2023
Sinh viên thực hiện
Định
Nguyễn Thiên Định
Trang 7Trang vi
LỜI MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài:
Lý do tôi đã chọn đề tài này để nghiên cứu và tìm hiểu vì động cơ 1UZ-FE của Toyota là một trong những phiên bản đáng chú ý và đặc biệt của động cơ UZ
Đầu tiên, động cơ 1UZ-FE được biết đến với khối lượng và công suất lớn Với dung tích động cơ 4.0L và công suất có thể lên đến 256 mã lực, động cơ này mang lại sức mạnh và hiệu suất vượt trội Điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn phổ biến trong các dòng xe cao cấp của Toyota như Lexus LS400
Thứ hai, động cơ 1UZ-FE sử dụng công nghệ tiên tiến và các tính năng đáng chú ý Với hệ thống phun nhiên liệu điện tử và hệ thống điều khiển động cơ thông minh, động cơ này đảm bảo hiệu suất tối ưu, tiết kiệm nhiên liệu và khả năng vận hành ổn định
Một điểm đặc biệt khác của động cơ 1UZ-FE là sự đa dạng và linh hoạt trong ứng dụng Ngoài việc được sử dụng trong các mẫu xe cao cấp của Toyota, động cơ này cũng đã được sử dụng trong các dự án độ xe và đua xe tăng tốc Điều này cho thấy tiềm năng và khả năng tùy chỉnh của động cơ 1UZ-FE
Cuối cùng, việc nghiên cứu và tìm hiểu về quy trình bảo dưỡng và sửa chữa động cơ 1UZ-FE cung cấp cho tôi cơ hội để hiểu rõ hơn về cấu trúc và nguyên lý hoạt động của động cơ này Điều này không chỉ giúp tôi nâng cao kiến thức và kỹ năng trong lĩnh vực kỹ thuật ô tô, mà còn mở ra cơ hội thực hiện các dự án độ xe hoặc sửa chữa động cơ 1UZ-FE cho khách hàng
Tóm lại, động cơ 1UZ-FE của Toyota có những đặc điểm và ưu điểm đáng chú ý, từ sức mạnh và hiệu suất lớn đến công nghệ tiên tiến và đa dạng ứng dụng Điều này làm cho việc nghiên cứu và tìm hiểu về quy trình bảo dưỡng và sửa chữa động cơ FE trở thành một đề tài hấp dẫn và có giá trị Với nhiều đặc tính vượt trội, động cơ 1UZ-FE từ khi ra đời đã mang lại rất nhiều thành công cho Toyota
Mục tiêu nghiên cứu:
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài này là tìm hiểu và phân tích chi tiết quy trình kỹ thuật bảo dưỡng và sửa chữa động cơ 1UZ-FE của Toyota Động cơ 1UZ-FE là một
Trang 8Trang vii động cơ V8 được sử dụng trong một số mẫu xe của Toyota, như Lexus LS400 và Toyota Crown Mục tiêu chính của nghiên cứu là khám phá các bước cụ thể trong quy trình bảo dưỡng và sửa chữa động cơ này, từ việc kiểm tra và chẩn đoán, thay thế các bộ phận cần thiết, điều chỉnh và vệ sinh động cơ
Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc xác định và mô tả chi tiết các bước trong quy trình bảo dưỡng và sửa chữa động cơ 1UZ-FE Điều này bao gồm việc tìm hiểu các quy trình kiểm tra và chẩn đoán để xác định các vấn đề cụ thể của động cơ, quy trình thay thế và lắp ráp các bộ phận cần thiết như bộ lọc dầu, bộ lọc gió, bugi và hệ thống làm mát Ngoài ra, nghiên cứu cũng sẽ xem xét quy trình điều chỉnh động cơ như điều chỉnh van, điều chỉnh hệ thống phun nhiên liệu và điều chỉnh hệ thống điều khiển động cơ
Phạm vi và đối tượng nghiên cứu:
Phạm vi nghiên cứu sẽ tập trung vào quy trình bảo dưỡng và sửa chữa động cơ 1UZ-FE, trong đó sẽ không bao gồm các quy trình liên quan đến các hệ thống khác trên xe như hệ thống phanh, hệ thống treo, hệ thống điện, và hệ thống truyền động Tuy nhiên, sẽ có một số liên kết và tương tác giữa quy trình bảo dưỡng và sửa chữa động cơ với các hệ thống khác, và nghiên cứu sẽ xem xét những tương tác này để đảm bảo quy trình bảo dưỡng và sửa chữa động cơ được thực hiện đúng cách và không ảnh hưởng đến các hệ thống khác trên xe
Đối tượng nghiên cứu của đề tài này sẽ bao gồm các kỹ thuật viên và nhân viên bảo dưỡng, sửa chữa động cơ tại các trung tâm dịch vụ Toyota hoặc các cơ sở sửa chữa động cơ độc lập Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc tìm hiểu và đánh giá quy trình bảo dưỡng và sửa chữa động cơ 1UZ-FE từ góc độ của những người làm việc trực tiếp với động cơ này Điều này bao gồm việc nghiên cứu các quy trình và quy định của Toyota về bảo dưỡng và sửa chữa động cơ 1UZ-FE, các văn bản hướng dẫn, tài liệu kỹ thuật và các quy trình thực tế được áp dụng trong các trung tâm dịch vụ và cơ sở sửa chữa động cơ
Tóm lại, phạm vi nghiên cứu của chủ đề này là quy trình bảo dưỡng và sửa chữa động cơ 1UZ-FE của Toyota, và đối tượng nghiên cứu bao gồm kỹ thuật viên, nhân viên dịch vụ ô tô và những người sở hữu xe sử dụng động cơ này
Trang 9Trang viii
Phương pháp nghiên cứu
− Phương pháp nghiên cứu tài liệu:
+ Thu thập, tổng hợp, phân loại các tài liệu tham khảo liên quan đến động cơ 1UZ-FE
+ Phân tích, đánh giá các nội dung trong tài liệu một cách hệ thống + So sánh các quan điểm, quy trình từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau − Phương pháp hỏi chuyên gia:
+ Tham khảo ý kiến của giảng viên hướng dẫn có kinh nghiệm về động cơ để thu thập thêm thông tin
− Thu thập dữ liệu qua online:
+ Khảo sát các diễn đàn, nhóm cộng đồng về ô tô để thu thập thông tin từ người dùng
+ Khảo sát các kênh youtube nước ngoài cách dùng dụng cụ chuyên dùng và cách sửa chữa
Trang 10Trang ix
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Luận văn nghiên cứu về quy trình kỹ thuật bảo dưỡng, sửa chữa động cơ xăng V8 1UZ-FE của Toyota Công trình tập trung tìm hiểu kỹ thuật cấu tạo, nguyên lý hoạt động; phân tích các tiêu chuẩn, quy trình bảo dưỡng và sửa chữa; đề xuất quy trình bảo dưỡng, sửa chữa phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng động cơ 1UZ-FE
Chương 1 Giới thiệu chung về động cơ 1uz-fe và dòng xe toyota celsior Chương 2 Các bộ phận và hệ thống trên động cơ 1uz-fe của toyota celsior Chương 3 Quy trình bảo dưỡng động cơ 1uz-fe
Chương 4 Quy trình tháo lắp, sửa chữa động cơ Chương 5 Kết luận và hướng phát triển
Trang 111.1.2 Giới thiệu về xe Toyota Celsior 1
1.1.3 Thông số kỹ thuật của xe Toyota Celsior 2
1.2 Giới thiệu động cơ 1UZ-FE 4
1.2.1 Ý nghĩa của tên động cơ 4
1.2.2 Điểm nổi bật của động cơ 1UZ-FE 4
1.2.3 Thông số kỹ thuật của động cơ 1UZ-FE trên Toyota Celsior 5
1.2.4 Các dòng xe của Toyota được trang bị động cơ 1UZ-FE 6
CÁC BỘ PHẬN VÀ HỆ THỐNG TRÊN ĐỘNG CƠ 1UZ-FE CỦA TOYOTA CELSIOR 8
2.1 Cấu tạo của động cơ 1UZ-FE: 8
2.2 Nguyên lý hoạt động của động cơ 1UZ-FE: 8
2.3 Chi tiết hơn về một số bộ phận của động cơ 1UZ-FE: 9
Trang 12Trang xi
2.3.9 Hệ thống nhiên liệu: 16
2.3.10 Hệ thống nạp xả: 16
QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG ĐỘNG CƠ 1UZ-FE 18
3.1 Mục đích của việc bảo dưỡng: 18
3.2 Các cấp bảo dưỡng theo số km (thời gian): 18
3.3 Quy trình tiếp nhận xe và khắc phục sự cố: 20
3.4 Chuẩn bị dụng cụ: 22
3.5 Chẩn đoán sơ bộ trước khi tháo động cơ: 26
3.5.1 Chẩn đoán về công suất động cơ: 26
3.5.2 Chẩn đoán theo đặc điểm khí thải: 27
3.5.3 Chẩn đoán theo trạng thái nhiệt động cơ: 28
3.5.4 Chẩn đoán theo áp suất nén xilanh: 28
3.5.5 Chẩn đoán theo đặc điểm dầu bôi trơn: 29
3.5.6 Chẩn đoán theo tiếng gõ trong động cơ: 30
3.6 Bảo dưỡng dây đai định thời: 31
3.7 Kiểm tra và thay bugi đánh lửa: 34
3.8 Kiểm tra và thay lọc gió: 36
3.9 Thay nhớt máy và lọc nhớt: 36
3.10 Thay nước làm mát: 37
QUY TRÌNH THÁO LẮP, SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ 39
4.1 Quy trình tháo lắp, kiểm tra và vệ sinh động cơ: 39
4.1.1 Tháo lắp đai truyền động: 39
4.1.2 Tháo lắp đầu xilanh: 39
4.1.2.1 Tháo các bộ phận ở đầu xilanh: 39
4.1.2.2 Lắp lại các bộ phận ở đầu xilanh 59
Trang 13Trang xii
4.1.3 Tháo lắp khối xilanh 68
4.1.3.1 Tháo các bộ phận ở khối xilanh 68
Trang 14Hình 2-4.Mặt trước khối xilanh 10
Hình 2-5.Mặt sau khối xilanh 10
Hình 2-11 Cơ cấu làm việc hệ thống phân phối khí 13
Hình 2-12 Đường dầu trong hệ thống bôi trơn 14
Hình 2-13 Sơ đồ hoạt động hệ thống bôi trơn 14
Hình 3-4 Phương pháp rơi nước 21
Hình 3-5 Phương pháp điện quá tải 21
Hình 3-6 Biểu đồ mã lỗi 21
Trang 15Trang xiv
Hình 3-7 Bảng triệu chứng lỗi 22
Hình 3-8 Đo áp suất buồng đốt 29
Hình 3-9 Dụng cụ nghe tiếng gõ trong động cơ 31
Hình 3-10 Các bộ phận trên dây đai truyền động 31
Hình 3-11 Nắp đai thời gian 32
Hình 3-12 Tháo puly trục khuỷu 32
Hình 3-13 Tháo bulong puly trục khuỷu 32
Hình 3-14 Các bộ phận trên đai định thời 33
Hình 3-15 Kiểm tra dây đai 33
Hình 3-16 Dụng cụ xoay puly trục cam 33
Hình 3-17 Dấu trên puly cam phải (R) trùng với dấu thân máy 33
Hình 3-18 Dấu trên puly cam trái (L) trùng với dấu thân máy 33
Hình 3-19 Dấu khuyết trên puly khuỷu trùng dấu trên thân máy 34
Hình 3-20 Các dấu trên dây đai trùng với dấu thân máy 34
Hình 3-21 Vị trí cuộn dây đánh lửa 35
Hình 3-22 Đồng hồ đo điện trở cách điện Kyoritsu 3005A - Kyoritsu Việt Nam 35
Hình 3-23 SK20R11 của DENSO 35
Hình 3-24 IFR6A11 của NGK 35
Hình 3-25 Tháo vỏ lọc gió và vệ sinh lọc gió 36
Hình 3-26 Tấm bảo vệ đáy cacte 36
Hình 3-27 Tấm che dưới động cơ 36
Hình 3-28 Nút xả nhớt 37
Hình 3-29 Cảo chụp lọc nhớt 37
Hình 3-30 Tháo lọc nhớt 37
Hình 3-31 Lắp lọc nhớt 37
Trang 16Hình 4-1 Tháo puly cam, cảm biến cam, đầu nối cuộn đánh lửa 39
Hình 4-2 Các đường ống phía trên nắp cụm ống nạp 40
Hình 4-3 Bầu trợ lực phanh 40
Hình 4-4 Đường thông hơi cac-te (PCV) 41
Hình 4-5 Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu (EVAP) 41
Hình 4-6 Tháo các ống làm mát gắn trên bướm ga 42
Hình 4-7 Khớp nối nước trước và sau 42
Hình 4-8 Nắp cụm ống nạp 42
Hình 4-9 Nắp đầu xilanh 42
Hình 4-10 Cấu tạo trục cam nạp, xả 43
Hình 4-11 Tháo nắp ổ trục cam và cam 43
Hình 4-12 Tháo bulong đầu xilanh 44
Hình 4-13 Tháo đầu xilanh 44
Hình 4-19 Kiểm tra độ phẳng các bề mặt lắp ghép của nắp xilanh, cổng nạp xả 46
Hình 4-20 Phun thuốc nhuộm 46
Hình 4-21 Kiểm tra vết nứt trên các bề mặt 47
Trang 17Trang xvi
Hình 4-22 Vệ sinh xupap 47
Hình 4-23 Dụng Cụ Đo Đường Kính Trong 5-15mm Kroeplin 47
Hình 4-24 Đường kính thân xupap 48
Hình 4-25 Bể nước làm nóng đầu xilanh 48
Hình 4-26.Đục ống lót cũ ra 49
Hình 4-27.Đo đường kính lỗ chứa ống lót 49
Hình 4-28.Chiều dài tổng của ống lót dẫn hướng 49
Hình 4-29 Lắp ống lót dẫn hướng mới vào 50
Hình 4-30 Doa lại đường kính lỗ chứa ống lót 50
Hình 4-31 Góc mặt van 50
Hình 4-32 Rìa đầu xupap 51
Hình 4-33 Chiều dài tổng 51
Hình 4-34 Mũi khoan hợp kim 45o 52
Hình 4-35 Kiểm tra độ tiếp xúc của xupap và bệ xupap 52
Hình 4-36 Xupap thấp hơn bệ xupap 53
Hình 4-37 Xupap cao hơn bệ xupap 53
Hình 4-38 Đo độ lệch của lò xo xupap 53
Hình 4-39 Chiều dài tự do lò xo xupap 53
Hình 4-40 Đo độ căng của lò xo xupap 54
Hình 4-41 Đo độ lệch tròn trục cam 54
Hình 4-42 Đo chiều cao vấu cam 55
Hình 4-43 Đo đường kính cổ trục chính 55
Hình 4-44 Ổ đỡ trục cam 56
Hình 4-45 Đo khe hở dầu của trục cam 56
Hình 4-46 Đo khe hở theo phương dọc trục cam 57
Trang 18Hình 4-53.Cấu tạo xupap 60
Hình 4-54 Lắp gioăng cụm ống xả Hình 4-55 Lắp cụm ống xả vào đầu xilanh 61
Hình 4-56 Lắp gioăng đầu xilanh 62
Hình 4-57 Lắp bulong siết đầu xilanh 62
Hình 4-58.Xoay puly trục khuỷu về góc an toàn để tháo cam 62
Hình 4-59 Mỡ nhớt đa dụng “MP Grease No.2” 63
Hình 4-70 Gắn puly cam và cảm biến cam 67
Hình 4-71.Đặt động cơ lên giá đỡ 68
Hình 4-72.Bể dầu cacte 69
Trang 19Trang xviii
Hình 4-73.Lưới lọc dầu 69
Hình 4-74.Bơm dầu bôi trơn 69
Hình 4-75.Tháo nắp giữ phớt dầu khỏi khối xilanh 69
Hình 4-76.Kiểm tra khe hở lực đẩy dọc của thanh truyền 70
Hình 4-77.Dấu vạch của mỗi cặp thanh truyền, nắp thanh truyền 70
Hình 4-78.Đo khe hở dầu cổ biên trục khuỷu 71
Hình 4-79.Dầu Bôi Trơn Và Chống Rỉ Sét WD 40 71
Hình 4-80.Mũi doa sườn Lisle 36500 71
Hình 4-81.Làm sạch lớp cacbon bám bên trong xilanh 71
Hình 4-82.Kiểm tra khe hở lực đẩy dọc trục khuỷu 72
Hình 4-91.Kiểm tra bề mặt tiếp xúc đầu xilanh 75
Hình 4-92.Dấu của mỗi xilanh 75
Hình 4-93.Vị trí đo đường kính xilanh 76
Hình 4-94.Đo đường kính bulong nắp ổ trục chính 76
Hình 4-95.Cạo sạch cacbon trên đỉnh piston 77
Hình 4-96.Dấu trên đỉnh đầu piston 77
Hình 4-97.Đo khe hở giữa xecmang mới và rãnh piston 78
Trang 20Trang xix
Hình 4-98.Dịch chuyển đầu piston trong xilanh 78
Hình 4-99 Kiểm tra khe hở vòng xecmang 78
Hình 4-100.Kiểm tra độ cong thanh truyền 79
Hình 4-101.Kiểm tra độ xoắn thanh truyền 79
Hình 4-102.Đo đường kính trong bạc lót dầu nhỏ thanh truyền 80
Hình 4-103.Đo đường kính chốt piston 80
Hình 4-104.Đo độ lệch tròn trục khuỷu 80
Hình 4-105.Tháo phớt dầu cũ đầu trục khuỷu 81
Hình 4-106.Lắp phớt dầu mới đầu trục khuỷu 81
Hình 4-107.Tháo phớt dầu cũ đuôi trục khuỷu 81
Hình 4-108 Lắp phớt dầu mới đuôi trục khuỷu 81
Hình 4-109.Lắp piston thanh truyền (RH) 82
Hình 4-110.Lắp piston thanh truyền (LH) 82
Hình 4-111.Lắp xecmang khí vào piston 82
Trang 21Trang xx
Hình 4-123.Chiều lắp thanh truyền 86
Hình 4-124.Thoa keo tấm giữ phớt dầu đuôi trục khuỷu 87
Hình 4-125.Lắp tấm giữ phớt dầu đuôi trục khuỷu 87
Hình 4-126.Thoa keo mặt sau bơm dầu 87
Trang 22Trang xxi
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1-1 Thông số kỹ thuật Toyota Celsior 1989 2Bảng 1-2 Thông số kỹ thuật của động cơ 1UZ-FE 5Bảng 3-1 Số lít nhớt cần thay 37Bảng 4-1.Đường kính lỗ chứa ống lót dẫn hướng xupap 49Bảng 4-2.Mã dấu trên vòng xecmang khí 82
Trang 23Trang xxii
BẢNG CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT
STT Tên viết tắt Tên tiếng anh Dịch sang tiếng việt
2 CC Cooler Compressor Bộ nén lạnh
4 IP Idler pulley Puly dẫn hướng 5 TP Tension Pulley Puly căng đai
8 PVC Positive Crankcase
Ventilation Thông hơi cac-te
9 EVAP Evaporative Emission Control System
Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu
10 VSV Vacuum Switching Valve Van chuyển hút chân không
11 OEM Original Equipment Manufacturer
Nhà sản xuất Thiết bị Ban đầu
12 MP Multipurpose grease Mỡ bôi trơn
Trang 24Toyota là hãng xe lớn nhất Nhật Bản và lớn thứ 3 thế giới về sản lượng ô tô Được thành lập năm 1937, Toyota không ngừng mở rộng và phát triển các dòng xe tiên tiến đáp ứng nhu cầu khách hàng
Toyota đi đầu trong việc ứng dụng công nghệ sản xuất tinh gọn, động cơ hybrid tiết kiệm nhiên liệu và các hệ thống an toàn chủ động Một số dòng xe nổi tiếng của Toyota gồm: Camry, Corolla, Land Cruiser, RAV4, Hiace, Hilux
1.1.2 Giới thiệu về xe Toyota Celsior
Toyota Celsior, còn được biết đến với tên gọi Lexus LS400 tại một số thị trường, là một mẫu xe sedan cao cấp của Toyota Mẫu xe này được ra mắt vào năm 1989 và nhanh chóng trở thành một biểu tượng của sự sang trọng và đẳng cấp
Một trong những điểm nổi bật của Toyota Celsior là động cơ 1UZ-FE Động cơ này được trang bị trên phiên bản đầu tiên của Celsior và cũng là một trong những động cơ nổi tiếng và được đánh giá cao của Toyota Với dung tích 4.0L và công suất lên đến 256 mã lực, động cơ 1UZ-FE mang lại sức mạnh và hiệu suất ấn tượng cho xe
Hình 1-1 Xe Toyota Celsior 1989 (Thế hệ đầu)
Trang 25Trang 2 Ngoài động cơ 1UZ-FE, Toyota Celsior còn có nhiều điểm nổi bật khác Xe được thiết kế với phong cách sang trọng và trang nhã, với nội thất rộng rãi và đầy đủ tiện nghi Hệ thống treo và hệ thống lái được cải tiến để mang lại sự thoải mái và ổn định khi vận hành Hơn nữa, Celsior cũng được trang bị các công nghệ an toàn và tiện ích hàng đầu của Toyota, như hệ thống phanh ABS, túi khí, hệ thống âm thanh cao cấp và hệ thống điều hòa không khí tự động
Với sự kết hợp giữa động cơ mạnh mẽ, thiết kế sang trọng và các tính năng cao cấp, Toyota Celsior đem lại trải nghiệm lái xe đẳng cấp và đáng nhớ Mẫu xe này đã thu hút sự quan tâm của nhiều người yêu xe và trở thành biểu tượng của sự thượng lưu và đẳng cấp trong ngành công nghiệp ô tô
1.1.3 Thông số kỹ thuật của xe Toyota Celsior
Bảng 1-1 Thông số kỹ thuật Toyota Celsior 1989
Tên gọi Thông tin kỹ thuật
Phiên bản thế hệ thứ nhất Năm 1989 – 1994
Động cơ
Loại động cơ 1UZ-FE V8
Dung tích 4.0L (3.968 cc) Công suất tối đa 256/5.400 (Hp/vòng/ phút) Momen xoắn cực đại 353/4.400 (Nm/vòng/phút)
Trang 26Trang 3 Tên gọi Thông tin kỹ thuật
Trọng lượng hạn chế 1,700 kg
Hệ thống treo
Trước Độc lập, kiểu MacPherson
Sau Độc lập, kiểu đa liên kết
Túi khí cho người lái tùy chọn Hệ thống điều hòa không khí tự động
Hệ thống âm thanh cao cấp
Trang 27Trang 4
1.2 Giới thiệu động cơ 1UZ-FE 1.2.1 Ý nghĩa của tên động cơ
- "1UZ" là mã số của động cơ, trong đó "1" đại diện cho dòng động cơ UZ, và "UZ" là mã dự án của Toyota
- "FE" có nghĩa là "Fuel Economy" (tiết kiệm nhiên liệu), với mong muốn đạt được hiệu suất nhiên liệu tốt
Hình 1-2 Động cơ 1UZ-FE
1.2.2 Điểm nổi bật của động cơ 1UZ-FE
• Công suất và hiệu suất: Động cơ 1UZ-FE mang lại công suất ấn tượng, với công
suất tối đa khoảng 256 mã lực và momen xoắn cực đại khoảng 353 Nm Điều này cho phép xe vận hành mạnh mẽ và linh hoạt
• Độ bền và đáng tin cậy: Động cơ này được xây dựng bằng các vật liệu chất lượng
cao và có thiết kế chắc chắn, giúp đảm bảo độ bền và đáng tin cậy trong quá trình sử dụng
• Hiệu suất nhiên liệu: Mặc dù là một động cơ V8 mạnh mẽ, nhưng 1UZ-FE cũng đạt
được hiệu suất nhiên liệu tốt, giúp tiết kiệm nhiên liệu trong quá trình vận hành
Trang 28Trang 5
• Sự êm ái: Động cơ này được thiết kế để hoạt động một cách êm ái và mượt mà, giúp
tạo ra trải nghiệm lái thoải mái và êm dịu
Động cơ 1UZ-FE là một trong những động cơ nổi tiếng và được đánh giá cao của
Toyota, mang lại sự mạnh mẽ, đáng tin cậy và hiệu suất tốt cho các mẫu xe sử dụng nó
1.2.3 Thông số kỹ thuật của động cơ 1UZ-FE trên Toyota Celsior
Bảng 1-2 Thông số kỹ thuật của động cơ 1UZ-FE
Tên gọi Thông tin kỹ thuật
Nhà chế tạo Toyota Motor Corporation (Trụ sở Nhật Bản
Hệ thống nhiên liệu Phun nhiên liệu điện tử
Hệ thống van DOHC (Double Overhead Camshaft) với truyền động dây đai
Hệ thống đánh lửa Đánh lửa điện tử Hệ thống làm mát Làm mát bằng nước
Công suất tối đa 256/5.400 (Hp/vòng/ phút) Momen xoắn cực đại 353/4.400 (Nm/vòng/phút)
Nhiệt độ làm việc 90oC - 105oC
Trang 29Đường kính đầu xupap nạp Khoảng 33,5 mm
Đường kính đầu xupap xả Khoảng 28 mm Đường kính thân xupap nạp 5,970-5,985 mm
Đường kính thân xupap xả 5,965-5,980 mm Thời điểm mở xupap nạp 224o
Thời điểm mở xupap xả 229o
Độ nâng vấu cam nạp 7,65 mm Độ nâng vấu cao xả 7,75 mm
1.2.4 Các dòng xe của Toyota được trang bị động cơ 1UZ-FE
Dưới đây là danh sách các dòng xe của Toyota được trang bị động cơ xăng V8 1UZ-FE 4.0L:
• Lexus LS400/LS430: Là dòng xe sang cỡ lớn, được phát triển dựa trên Celsior nhằm
chinh phục thị trường Bắc Mỹ Động cơ 1UZ-FE lần đầu được trang bị trên thế hệ đầu tiên LS400 ra mắt năm 1989
• Lexus GS400/GS430: Dòng sedan hạng sang cỡ trung cạnh tranh với BMW 5 Series,
Mercedes E-Class Các thế hệ GS đều sử dụng động cơ 1UZ-FE
• Lexus SC400: Dòng coupe sang trọng 2 cửa sử dụng động cơ 1UZ-FE
• Toyota Aristo: Tương đương với Lexus GS dành cho thị trường Nhật Bản Được
trang bị động cơ 1UZ-FE
• Toyota Celsior: Dòng sedan hạng sang của Toyota, tiền thân của Lexus LS Động
cơ 1UZ-FE ra đời cùng với thế hệ đầu tiên Celsior UCF10
• Toyota Crown Majesta: Mẫu sedan cỡ lớn tại Nhật, một số phiên bản cao cấp sử
dụng động cơ 1UZ-FE
Trang 30Trang 7
• Toyota Soarer: Đây là dòng coupe của Toyota tại thị trường Nhật Bản Một số thế
hệ Soarer có tùy chọn động cơ 1UZ-FE
• Toyota Land Cruiser: Chỉ một số phiên bản đặc biệt mới được trang bị động cơ
1UZ-FE
Như vậy, đa số các dòng xe cao cấp của Toyota và Lexus đều được trang bị động cơ V8 1UZ-FE đầy uy lực và sang trọng Tuy nhiên đến năm 2002, động cơ 1UZ-FE kết thúc vòng đời sản xuất sau gần 15 năm cung cấp sức mạnh cho các dòng xe sang của Toyota
Thay thế 1UZ-FE là các động cơ V8 hiện đại hơn của Toyota như động cơ 4.3L 3UZ-FE hoặc 4.6L 1UR-FSE tăng áp Tuy nhiên, nhiều chiếc xe đời cũ vẫn đang sử dụng loại động cơ này Và 1UZ-FE vẫn được đánh giá là một trong những động cơ V8 đáng tin cậy nhất của Toyota
Trang 31Trang 8
CÁC BỘ PHẬN VÀ HỆ THỐNG TRÊN ĐỘNG CƠ 1UZ-FE CỦA TOYOTA CELSIOR
2.1 Cấu tạo của động cơ 1UZ-FE:
− Khối xy lanh: gồm 8 xy lanh, nắp xy lanh, đầu xy lanh Chứa buồng đốt, chịu lực nén
cao
− Piston: trượt lên xuống trong xy lanh, truyền lực cho thanh truyền
− Thanh truyền: nối giữa piston và cơ cấu truyền động, truyền lực qua lỗ chốt piston − Cơ cấu truyền động: bao gồm trục khuỷu, các chốt trục khuỷu, vành đệm và nắp chốt
chính Chuyển động quay do lực truyền từ thanh truyền
− Bộ truyền động: gồm bánh răng, dây đai và các bộ truyền khác Truyền động từ cơ
cấu truyền động ra các bộ phận khác
− Hệ thống làm mát: gồm bơm nước, quạt gió làm mát radiator, các kênh dẫn nước
trong động cơ Giữ động cơ ở nhiệt độ làm việc tối ưu
− Hệ thống bôi trơn: gồm bình dầu, bơm dầu, các đường ống dẫn và lọc dầu Cung cấp
đủ lượng dầu để bôi trơn cho các chi tiết chuyển động
− Hệ thống nạp khí: gồm ống gió, bộ lọc không khí, bộ trộn khí, ống dẫn khí, bướm
ga cung cấp không khí vào buồng đốt
− Hệ thống nhiên liệu: gồm bình xăng, bộ lọc xăng, bơm cao áp, đường ống dẫn và bộ
phun xăng Cung cấp đủ áp suất và lượng xăng phun vào buồng đốt
− Hệ thống đánh lửa: gồm cuộn dây, nến đánh lửa và hệ thống điện đánh lửa Tạo ra
tia lửa đánh lửa để cháy hỗn hợp xăng-khí
− Hệ thống xả: gồm ống xả, bộ giảm thanh, xúc tác chuyển hóa khí thải Xử lý khí thải
sau khi đốt cháy
− Hệ thống điều khiển: bao gồm bộ điều khiển điện tử ECU, các cảm biến, cần gạt,
công tắc điều khiển các hệ thống của động cơ
2.2 Nguyên lý hoạt động của động cơ 1UZ-FE:
− Không khí được hút vào qua hệ thống nạp khí, trộn với xăng phun từ bộ chế hòa khí để tạo hỗn hợp khí-xăng
− Hỗn hợp này được nén trong xy lanh bởi piston di chuyển lên xuống do sức kéo của thanh truyền
Trang 32Trang 9 − Đến thời điểm thích hợp, hệ thống đánh lửa tạo ra tia lửa đánh lửa cháy hỗn hợp
khí-xăng tạo áp suất lớn đẩy piston xuống dưới
− Piston truyền lực qua thanh truyền, làm quay cơ cấu truyền động Lực này được truyền tiếp ra các bộ phận khác qua hệ thống truyền động
− Sau khi cháy hỗn hợp, khí thải được thải ra ngoài qua van xả và hệ thống xả − Quá trình trên lặp lại tạo ra chu trình 4 thì, thực hiện công suất của động cơ
2.3 Chi tiết hơn về một số bộ phận của động cơ 1UZ-FE: 2.3.1 Đầu xi-lanh:
Đầu xi-lanh được làm bằng nhôm, các cổng nạp nằm ở phía bên trong và các cổng xả ở phía bên ngoài của hai bên động cơ Độ nâng của trục cam nạp và xả được rút ngắn lại và góc van được thu hẹp xuống 21o33’ Buồng đốt kiểu vát nghiêng (pentroof) với bốn van mỗi buồng Khu vực squish hướng hỗn hợp nhiên liệu-không khí vào tâm buồng đốt để tăng tốc quá trình đốt cháy, từ đó duy trì hoạt động ổn định của động cơ
Hình 2-1.Đầu xilanh
Hình 2-2.Bên trong đầu xilanh
Trang 33Trang 10
1.Góc nghiêng van;2.Phía hút; 3.Phía xả; 4.Van nạp; 5.Van xả; 6.Vùng ép khí; 7.Bugi
2.3.2 Khối xilanh:
Khối xilanh chữ V tạo thành góc nghiêng 90o , với độ lệch tâm xilanh là 21mm và khoảng cách tâm xilanh là 105,5 mm Những điều này đã tạo nên một khối xilanh nhỏ gọn cả chiều dài lẫn chiều rộng
Khối xilanh được làm từ hợp kim nhôm nhẹ và có một lớp lót bằng gang đúc mỏng được lắp vào bên trong xilanh
Hình 2-3 Khối xilanh
1.Góc nghiêng của hàng xy lanh; 2.Chỗ lắp cảm biến gõ; 3.Chỗ lắp máy khởi động; 4.Khoảng cách giữa các lỗ xy lanh; 5.Độ lệch tâm của các lỗ xy lanh
Hình 2-4.Mặt trước khối xilanh Hình 2-5.Mặt sau khối xilanh
Có 6 bu lông được bắt trên nắp ổ trục khuỷu
Trang 34Trang 11
Hình 2-6 Nắp ổ trục khuỷu
2.3.3 Piston – Xecmang
Piston được làm từ hợp kim nhôm và có thanh chống thép hợp kim đặc biệt được đúc vào piston giúp kiểm soát sự giãn nở nhiệt Viền mặt xung quanh của piston được tạo thành các vân rãnh mịn giúp duy trì khả năng bôi trơn và giảm độ ma sát Các chốt piston loại nổi hoàn toàn được giữ cố định bằng các vòng hãm
Hình 2-7 Piston
1.Hợp kim nhôm; 2.Thanh chống thép; 3.Vấu chốt piston; 4.Thân piston; 5.Vòng hãm; 6.Chốt piston; 7.Vòng xecmang
Ngoài ra, bề mặt của vòng nén số 1 và vòng dầu đã được nitrat hóa để ngăn sự gia tăng mức tiêu thụ dầu và khí đốt theo thời gian
Trang 35Động cơ 1UZ-FE có thanh truyền bằng thép thiêu kết và chốt thành truyền được tôi cứng bằng cảm ứng Hơn nữa ở đầu lớn thanh truyền có gắn thêm mấu lồi để giảm thiểu dao động của trọng lượng và cân bằng cụm động cơ Các thanh truyền ở bờ bên trái và bên phải được đặt ngược chiều nhau với các dấu bên ngoài đối diện với đối trọng
Hình 2-9 Đầu lớn thanh truyền
1.Dấu bên ngoài; 2.Bulong đầu to thanh truyền; 3.Thanh truyền bên dãy máy trái; 4.Thanh truyền bên dãy máy phải; 5.Trục khuỷu
2.3.5 Trục khuỷu và bạc lót trục khuỷu:
Trục khuỷu được làm bằng thép rèn có 5 cổ trục chính, 4 chốt khuỷu và 8 đối trọng cân bằng Bạc lót được làm bằng hợp kim kelmet giúp chịu áp suất và chịu mỏi lớn
Trang 36Mỗi xilanh có 2 van nạp và 2 van xả Các van được đóng mở trực tiếp bằng 4 trục cam Trục cam nạp được dẫn động bằng đai thời gian, trong khi trục cam xả được dẫn động bởi trục cam nạp thông qua cặp bánh răng ở giữa trục cam
Hình 2-11 Cơ cấu làm việc hệ thống phân phối khí 1.Đai định thời; 2.Cam xả; 3.Cam nạp; 4.Van nạp; 5.Van xả
2.3.7 Hệ thống bôi trơn:
Tất cả dầu bôi trơn được điều áp qua bộ lọc dầu và đến các bộ phận cần bôi trơn để giảm ma sát và tăng hiệu quả làm việc cho động cơ
Trang 37Trang 14
Hình 2-12 Đường dầu trong hệ thống bôi trơn 1.Lọc nhớt; 2.Lưới lọc; 3.Bơm dầu
Hình 2-13 Sơ đồ hoạt động hệ thống bôi trơn Nguyên lý hoạt động:
Dầu bôi trơn từ bể dầu được máy bơm bơm lên qua lưới lọc và lọc dầu Từ đường dẫn chính, dầu rẽ nhánh đi bôi trơn cổ trục khuỷu, qua lỗ ở trong trục khuỷu, dầu bôi trơn bạc đầu to thanh truyền, đồng thời qua lỗ nhỏ dọc thanh truyền để bôi trơn chốt piston, piston và xilanh
Trang 38Trang 15 Ở nhánh khác, dầu sẽ đi bôi trơn trục cam, xupap, lò xo và con đội Sau đó dầu sẽ bôi trơn cặp bánh răng ăn khớp giữa trục cam nạp và xả
Sau khi bôi trơn và làm sạch các bộ phận làm việc, dầu sẽ trở về bể chứa và tuần hoàn lại
2.3.8 Hệ thống làm mát:
Nguyên lý hoạt động:
Khi máy nguội, van hằng nhiệt (3) đóng lại (chặn nước từ đáy két nước vào van hằng nhiệt) Nước sẽ được bơm vào động cơ từ bình nước phụ (13), và chảy vào động cơ Sau đó nước ra khỏi động cơ vào khớp nối nước phía trước (4), vào lại động cơ và tuần hoàn liên tục (giúp động cơ nhanh nóng) Đồng thời nước làm mát sẽ vào bộ sưởi (12) (để sưởi cho xe) qua máy bơm và vào lại động cơ
Khi máy nóng, van hằng nhiệt (3) mở, nước từ động cơ sẽ trực tiếp ra két nước (để quạt thổi giúp giải nhiệt), và bơm vào lại động cơ
Trường hợp nước làm mát tràn do quá nóng hoặc tăng áp suất thì nước sẽ chuyển về bình nước phụ Hoặc khi thiếu nước thì bình nước phụ sẽ chuyển nước cho động cơ
Hình 2-14 Sơ đồ hệ thống làm mát
1.Ống dẫn nước vào; 2.Két nước; 3.Van hằng nhiệt; 4.Khớp nối nước phía trước; 5.Đầu xilanh; 6.Van ISC; 7.Van EGR; 8.Bướm ga; 9.Khớp nối nước phía sau; 10.Khối
xilanh; 11.Van sưởi; 12.Két sưởi; 13.Bình nước phụ; 14.Bơm nước
Trang 39Trang 16 Đường nước làm mát ở khớp nối nước phía sau (9) qua bướm ga (8) và van không tải ISC (6) giúp duy trì độ ấm không khí Và một đường nước khác qua van EGR (7) để làm mát lượng khí xả tuần hoàn lại vào động cơ
2.3.9 Hệ thống nhiên liệu:
Nguyên lý hoạt động:
Nhiên liệu từ bình chứa được bơm đến bộ lọc nhiên liệu (để loại bỏ các tạp chất) ECU sẽ điều khiển van điều chỉnh áp suất nhiên liệu (để đảm bảo áp suất phù hợp) và đẩy đến ống phân phối nhiên liệu (nơi giữ nhiên liệu ở áp suất cao) ECU điều khiển thời gian và mức độ phun nhiên liệu từ đầu phun lạnh vào buồng đốt của động cơ Bộ giảm xung chấn giúp giảm rung và sốc trong hệ thống nhiên liệu Kim phun nhận tín hiệu từ ECU và mở (để phun nhiên liệu vào buồng đốt) Cuối cùng phần nhiên liệu thừa từ các bộ phận sẽ được đưa trở lại bình chứa
2.3.10 Hệ thống nạp xả:
Hình 2-16.Sơ đồ hoạt động hệ thống nạp xả Nguyên lý hoạt động:
Không khí ban đầu được hút vào động cơ thông qua ống hút khí (1), ống hút khí thường đặt ở vị trí cao để tránh hút bụi bẩn, nước Tiếp đến, nó đi qua bộ lọc không khí
Trang 40Trang 17 (2) để loại bỏ các tạp chất như bụi bẩn, côn trùng, cây lá Sau đó khí sẽ qua cảm biến lưu lượng khí (3) đo lượng khí vào động cơ để điều chỉnh tỷ lệ hòa khí Và qua bộ cộng hưởng khí nạp (4) để giảm tiếng ồn và rung động bằng cách tạo ra một không gian dao động ở tần số cụ thể
Buồng hút khí (5) sẽ tiếp nhận khí từ bộ cộng hưởng (4) và tăng áp suất không khí trước khi đi vào đường ống nạp (6) không khí được phân phối đến các xi-lanh trong buồng đốt (7) để thực hiện quá trình đốt cháy và sản sinh công suất Sau khi đốt cháy, khí thải di chuyển qua ống xả (8) Và dẫn đến bộ xúc tác (9) để giảm thiểu các chất gây ô nhiễm trong khí thải bằng cách sử dụng xúc tác hoá học Cuối cùng, khí thải đi qua bộ giảm thanh (10) để giảm tiếng ồn từ hệ thống xả và thải an toàn ra môi trường