đồ án tốt nghiệp khảo sát động cơ toyota 1URFE lắp trên xe lexus lx570

Ngày nay, ngành công nghiệp ô tô đang dần đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của ngành kinh tế xã hội. Nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật tiên tiến đã được nhanh chóng áp dụng trong công nghiệp chế tạo ô tô. Các tiến bộ khoa học được áp dụng nhằm mục đích giảm cường độ lao động cho người lái, tăng tính an toàn cho người lái và hàng hóa, tăng vận tốc cũng như tính kinh tế nhiên liệu cho xe.Nền kinh tế nước ta đang trên đà phát triển, nhiều loại xe hiện đại đã và đang được sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam, với các thông số kỹ thuật phù hợp với điều kiện khí hậu, địa hình Việt Nam. Ở nước ta hiện tại chủ yếu là khai thác và sử dụng các thế hệ xe sản xuất tại nước ngoài với nhiều chủng loại khác nhau. Do vậy việc tìm hiểu, đánh giá, kiểm nghiệm các hệ thống, cụm, cơ cấu cho xe là hết sức cần thiết để có được biện pháp khai thác xe hiệu quả nhất.Theo sự phân công của bộ môn Động cơ Khoa Động lực Học viện Kỹ thuật Quân sự, em được giao nhiệm vụ làm đồ án tốt nghiệp “Khai thác động cơ Toyota 1URFE lắp trên xe Lexus LX570”. Trong quá trình làm đồ án em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo và các bạn cùng lớp, đặc biệt là TS. Nguyễn Trung Kiên. Do thời gian làm đồ án có hạn và kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế nên trong quá trình làm đồ án vẫn còn tồn tại nhiều thiếu sót. Vì vậy, em rất mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo của các thầy giáo để em có thể hoàn thiện đồ án hơn.Em xin chân thành cảm ơn

Mục lục

Mục lục 1

LỜI NÓI ĐẦU 5

CHƯƠNG 1 6

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ 1UR-FE 6

1.1.Giới thiệu về xe LX570 6

1.2.Giới thiệu về động cơ 1UR-FE 8

CHƯƠNG 2 10

PHÂN TÍCH KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 1UR-FE 10

2.1.Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền 10

2.1.1.Nắp che 10

2.1.2.Đệm (gioăng) nắp máy 11

2.1.3.Nắp máy 12

2.1.4.Thân máy 13

2.1.5.Pit tông 15

2.1.6.Thanh truyền 16

2.1.7.Trục khuỷu 17

2.1.8.Các te dầu 18

2.2.Cơ cấu phối khí 19

2.2.1.Tổng quát về cơ cấu phối khí của động cơ 1UR-FE 19

2.2.2.Trục cam 20

2.2.3.Cơ cấu điều chỉnh khe hở giữa vấu cam và cò mổ 21

2.3.Hệ thống bôi trơn 22

2.3.1.Tổng quát về hệ thống bôi trơn động cơ 1UR-FE 22

2.3.2.Bơm dầu 22

2.3.3.Vòi phun dầu 23

2.3.4.Lọc dầu 24

2.4.Hệ thống làm mát 25

2.4.1.Tổng quát về hệ thống làm mát của động cơ 1UR-FE 25

2.4.2.Bơm nước 27

2.4.3.Đường phân phối nước làm mát cho động cơ 27

2.5.Hệ thống nạp và thải 28

2.5.1.Tổng quát về hệ thống nạp và thải của động cơ 1UR-FE 28

2.5.2.Bộ lọc khí 29

2.5.3.Cổ họng gió 29

2.5.4.Ống dẫn khí nạp 30

2.5.5.Hệ thống tuần hoàn khí thải 30

2.5.6.Ống góp khí xả 31

2.5.7.Ống xả 33

2.6.Hệ thống cung cấp nhiên liệu 33

2.6.1.Tổng quát 33

2.6.2.Vòi phun và ống dẫn nhiên liệu 34

2.7.Hệ thống đánh lửa 35

2.7.1.Tổng quát về hệ thống đánh lửa động cơ 1UR-FE 35

2.7.2.Bô bin 36

2.7.3.Bugi 37

CHƯƠNG 3 38

TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM ĐỘNG CƠ 1UR-FE 38

Ở CHẾ ĐỘ Nemax 38

3.1.Mục đích tính toán 38

3.2.Lựa chọn các số liệu ban đầu 38

3.3.Tính toán các quá trình của chu trình công tác 40

3.3.1.Tính toán quá trình trao đổi khí 40

3.3.2.Tính toán quá trình nén 40

3.3.3.Tính toán quá trình cháy 41

3.3.4.Tính toán quá trình dãn nở 44

3.3.5.Kiểm tra kết quả tính toán 45

3.4.Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác và sự làm việc của

động cơ 45

3.4.1.Các thông số chỉ thị 45

3.4.2.Các thông số có ích 46

3.5.Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác 48

3.5.1.Khái quát 48

3.5.2.Dựng đồ thị công chỉ thị lý thuyết 48

3.5.3.Hiệu chỉnh đồ thị công chỉ thị lý thuyết thành đồ thị công chỉ thị thực tế 50 3.6.Dựng đường đặc tính ngoài của động cơ 51

CHƯƠNG 4 55

KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VAN BIẾN THIÊN THÔNG MINH KÉP (DUAL VVT-i) TRÊN ĐỘNG CƠ 1UR-FE 55

4.1.Tổng quát về hệ thống Dual VVT-i 55

4.2.Cấu tạo của hệ thống Dual VVT-i 58

4.2.1.Bộ điều khiển VVT-i 58

4.2.2.Van dầu điều khiển phối khí trục cam 60

4.3.Nguyên lý làm việc 60

4.3.1.Làm sớm thời điểm phối khí 60

4.3.2.Làm muộn thời điểm phối khí 61

4.3.3.Giữ nguyên vị trí của pha phối khí 62

4.4.Các hư hỏng thường gặp ở cơ cấu phân phối khí 62

4.4.1.Các hư hỏng chung 62

4.4.2.Các hư hỏng của hệ thống VVT-i 64

4.5.Cách kiểm tra và sửa chữa các hư hỏng 64

4.5.1.Kiểm tra sửa chữa cơ cấu phối khí 64

4.5.2.Kiểm tra sửa chữa các cảm biến 66

4.5.3.Kiểm tra sửa chữa van dầu điều khiền phối khí trục cam 66

KẾT LUẬN 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, ngành công nghiệp ô tô đang dần đóng vai trò quan trọngtrong sự phát triển của ngành kinh tế xã hội Nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuậttiên tiến đã được nhanh chóng áp dụng trong công nghiệp chế tạo ô tô Các tiến

bộ khoa học được áp dụng nhằm mục đích giảm cường độ lao động cho ngườilái, tăng tính an toàn cho người lái và hàng hóa, tăng vận tốc cũng như tính kinh

tế nhiên liệu cho xe

Nền kinh tế nước ta đang trên đà phát triển, nhiều loại xe hiện đại đã vàđang được sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam, với các thông số kỹ thuật phù hợpvới điều kiện khí hậu, địa hình Việt Nam Ở nước ta hiện tại chủ yếu là khai thác

và sử dụng các thế hệ xe sản xuất tại nước ngoài với nhiều chủng loại khácnhau Do vậy việc tìm hiểu, đánh giá, kiểm nghiệm các hệ thống, cụm, cơ cấucho xe là hết sức cần thiết để có được biện pháp khai thác xe hiệu quả nhất

Theo sự phân công của bộ môn Động cơ - Khoa Động lực - Học viện Kỹ

thuật Quân sự, em được giao nhiệm vụ làm đồ án tốt nghiệp “Khai thác động

cơ Toyota 1UR-FE lắp trên xe Lexus LX570”

Trong quá trình làm đồ án em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của cácthầy giáo và các bạn cùng lớp, đặc biệt là TS Nguyễn Trung Kiên Do thời gianlàm đồ án có hạn và kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế nên trong quá trìnhlàm đồ án vẫn còn tồn tại nhiều thiếu sót Vì vậy, em rất mong nhận được sựgóp ý và chỉ bảo của các thầy giáo để em có thể hoàn thiện đồ án hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng 04 năm 2014

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Minh Hiệp

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ 1UR-FE

1.1.Giới thiệu về xe LX570

Xe LX 570 hay còn được gọi là Land Cruiser J200 được ra mắt vào ngày4/4/2007 ở triển lãm ô tô quốc tế tại New York LX570 là một thiết kế lại hoànchỉnh của dòng xe LX, và là phiên bản đầu tiên của chiếc SUV lớn nhất củaLexus ra mắt, mẫu xe LX570 được thiết kế bởi Shinichi Hiranaka LX570 là thế

hệ thứ ba của dòng xe LX, được tăng đáng kể về hiệu suất và tính năng an toàn

so với phiên bản LX 470 nó thay thế Điểm đặc biệt của LX570 là chứng nhậnULEV II cho động cơ 4,6L 1UR-FE V8 với công suất 310HP và momen xoắncực đại 443N.m giúp cho xe có thể mang tải tới 3900kg Động cơ được nối vớihộp số tự động 6 cấp với hệ thống dẫn động 4 bánh sử dụng vi sai điện tửTorsen kiểu trung tâm

Hình 1.1 Hình ảnh bên ngoài xe LX 570

Về hệ thống treo, LX570 được trang bị một hệ thống điện – thủy lựcđiều khiển linh hoạt chiều cao của 4 bánh (Active High Control – AHC) và hệthống treo biến thiên (Adaptive Variable Suspension – AVS) phản ứng nhanhhơn, có phạm vi thay đổi lớn hơn so với hệ thống nó thay thế Sự nâng cấp nàycho hệ thống treo đã nâng cao sự thoải mái và hiệu quả của xe khi đi trên đườngcao tốc hay đường bình thường Hệ thống AHC được nâng cấp với 6 cấp điềukhiển có thể nâng chiều cao xe lên 76mm hoặc hạ xuống 51mm so với chiều caobình thường bằng cách sử dụng một núm nằm ở giữa cần điều khiển

Ngoài ra LX570 còn được trang bị một hệ thống rađa linh hoạt, LX570

là dòng xe đầu tiên Lexus cung cấp khả năng quan sát rộng ở đằng trước và 2bên để sử dụng trong môi trường đô thị như nhà để xe Với các camera được gắn

ở lưới tản nhiệt và dưới gương phía người lái, người lái có thể kiểm tra các điểm

mù một cách đơn giản khi chỉ việc bấm nút trên bảng điều khiển và xem hìnhảnh trên màn hình hệ thống định vị chuẩn

Các tính năng hữu hiệu khác như hệ thống thu thập thông tin (CrawlControl) sẽ giúp người lái ít kinh nghiệm trên đường off-road vượt qua dễ dàngcác trở ngại ở cả phía trước và phía sau ở tốc độ thấp bằng cách tự động cungcấp lượng ga và phanh cần thiết Hệ thống chống bó cứng phanh đa địa hình chophép dừng xe với quãng đường ngắn hơn trên các bề mặt như cát và sỏi Hệthống điều khiển HAC (Hill-start Assist Control) ngăn xe lăn về phía sau khi ởtrên đồi hay các bề mặt trơn trượt

Thiết kế nội thất của xe LX570 bao gồm các tiện nghi sang trọng tiêuchuẩn như ghế ngồi bọc da, 4 vùng kiểm soát khí hậu độc lập tốt nhất, hệ thốngkích hoạt ổ cứng bằng giọng nói Điều đặc biệt của LX570 là hệ thống điều hòatrên xe được thiết kể để có thể làm mát ngay cả ở thời tiết khắc nghiệt Với tổngcộng 28 cửa làm mát, hệ thống điều hòa khiến cho người ngồi có cảm giác thoảimái như được chìm trong không khí mát mẻ chứ không chỉ đơn giản là thổiluồng không khí vào họ

Hình 1.2 Nội thất xe LX570

• Bảng 1.1 Các thông số cơ bản của xe LX570

Dung tích thùng nhiên liệu 93 L

Loại nhiên liệu sử dụng Xăng

1.2.Giới thiệu về động cơ 1UR-FE

Hình 1.4 Mặt cắt dọc và mặt cắt ngang động cơ 1UR-FE

Động cơ 1UR-FE là động cơ V8 với thể tích buồng cháy là 4,6L, trụccam bố trí kiểu treo với 32 xupáp Các hệ thống được sử dụng trong động cơnhư hệ thống điều khiển van biến thiên thông mình kép (Dual VVT-i), hệ thốngphun nhiên liệu trực tiếp (Direct Ignition System – DIS), hệ thống điều khiểnbiến thiên chiều dài đường ống nạp (ACIS), hệ thống điều khiển bướm ga điện

tử - thông minh (ETCS-i), hệ thống bơm khí (air injection system) và hệ thốngtuần hoàn khí thải (EGR) Các hệ thống trên giúp tăng hiệu suất của động cơ,tăng tính kinh tế nhiên liệu và làm sạch khí thải

Động cơ 1UR-FE ngoài được sử dụng trên xe LX570 còn được sử dụngtrên các xe Lexus LS460 và LS460L (2007 đến nay), xe Lexus GS460 (2005-2011),

xe Lexus GX460 (2010 đến nay), xe Toyota Land Cruiser (năm 2012), xeToyota Sequoia (2010 đến nay), xe Toyota Tundra (2010 đến nay)

• Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật động cơ 1UR-FE

Số xy lanh và cách bố trí 8 xy lanh, kiểu chữ V

Cơ cấu phối khí 32 xupáp DOHC, dẫn động trục cam bằng xích

với cơ cấu Dual VVT-iKiểu buồng đốt Buồng cháy kiểu vát nghiêng (pentroof type)

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 1UR-FE

Trong chương 2, các cơ cấu, hệ thống lắp trên động cơ sẽ được trình bàykhái quát về công dụng, kết cấu chi tiết và nguyên lý hoạt động của chúng

Các cơ cấu chính của động cơ gồm có:

- Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền;

- Cơ cấu phối khí

Các hệ thống của động cơ bao gồm:

2.1.Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền

Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền là cơ cấu chính trong động cơ có nhiệm

vụ tiếp nhận và biến đổi lực khí thể do đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốtthành momen quay của trục khuỷu Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền gồm hainhóm chi tiết chính là nhóm chi tiết cố dịnh và nhóm chi tiết chuyển động.Nhóm chi tiết cố định gồm có nắp xy lanh, thân máy và các te dầu Nhóm chitiết chuyển động gồm có nhóm pít tông, thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà

2.1.1 Nắp che

Nắp che có công dụng làm kín, bao phủ bên ngoài nắp xy lanh Nắp checủa động cơ 1UR-FE được làm bằng nhôm chịu lực để vừa đảm bảo độ bền lạigiảm được khối lượng

Một đường dẫn dầu được đặt trong nắp che nhằm bôi trơn cho các chitiết của cơ cấu phối khí để giảm mài mòn,tăng độ tin cậy và độ chính xác khilàm việc Ngoài ra, một tấm ngăn lớn được đặt trên nắp che giúp làm giảm tốc

độ của dòng khí thoát (khí sót còn lại sau quá trình đốt cháy thoát ra từ buồng

đốt lọt vào các te chứa dầu qua khe hở giữa pít tông và xy lanh) ra ngoài, qua đógiảm được lượng dầu thoát ra bởi dòng khí này.

Hình 2.1 Nắp che

2.1.2 Đệm (gioăng) nắp máy

Hình 2.2 Đệm nắp máyĐệm nắp máy có công dụng làm kín buồng cháy của động cơ và ngănkhông cho nước làm mát hay dầu bôi trơn vào xy lanh Như một phần của buồngcháy, đệm nắp máy cũng cần phải có độ bền như các bộ phận khác của buồng cháy

Đệm nắp máy của động cơ 1UR-FE được cấu tạo bởi 3 lớp thép cánmỏng Ở mỗi tấm đệm nắp máy, có một miếng đệm mỏng bao quanh đườngkính các xy lanh để tăng khả năng làm kín và tuổi thọ của đệm nắp máy Phủ

trên bề mặt của đệm nắp máy là lớp cao su tổng hợp chứa nguyên tử flo có độbền và khả năng chịu nhiệt cao.

2.1.3 Nắp máy

Hình 2.3 Nắp máyNắp máy được đặt trên khối xy lanh, mặt dưới nắp máy cùng với ống lót

xy lanh và pít tông tạo nên buồng đốt Cấu trúc của nắp máy được đơn giản hóabằng cách tách các phần cổ trục cam ra khỏi nắp máy

Nắp máy của động cơ 1UR-FE được làm từ nhôm, có kết cấu buồng đốtkiểu vát nghiêng Các bugi đánh lửa được đặt ở trung tâm các buồng đốt để tăngkhả năng chống va đập của động cơ

Kết cấu của các cửa nạp-xả được thiết kế dạng dòng ngang mang lại hiệuquả cao, các cửa nạp hướng vào phía trong của khối động cơ trong khi các cửa

xả hướng ra phía bên ngoài Các cửa bơm không khí được thiết kế cho hệ thốngbơm không khí

Hình 2.4 Dạng cửa nạp

2.1.4 Thân máy

a Tổng quan

Hình 2.5 Thân máyThân máy của động cơ 1UR-FE được làm từ hợp kim nhôm Thân máydạng chữ V, góc nhị diện 900, độ lệch tâm 2 xy lanh ở 2 phía là 21mm, khoảng

cách giữa 2 tâm xy lanh ở cùng dãy là 105,5mm Với cách bố trí xy lanh này đãlàm giảm đáng kể chiều dài và chiều rộng của thân máy.

Động cơ sử dụng ống lót xy lanh kiểu khô có gai nhám ở mặt lưng đểtăng khả năng bám giữa bề mặt ống lót và khối xy lanh Đường dẫn nước làmmát cho động cơ được được đặt giữa 2 dãy xylanh Nước làm mát được bơm quađường dẫn tới nắp máy và các áo nước làm mát bao quanh các xy lanh Đườngdẫn nước làm mát cũng đồng thời làm mát dầu bôi trơn động cơ trong đườngống dẫn dầu chính đặt ngay dưới đường dẫn nước

Ở vách ngăn giữa 2 xy lanh có một ống dẫn nước ngầm để dẫn nước làmmát vào Cấu trúc này đảm bảo giữ được nhiệt độ đều ở thành xy lanh Các vòngđệm bằng plastic được đặt trong các áo nước làm mát Chúng điều chỉnh dòngchảy của nước làm mát để luôn giữ được nhiệt độ đồng nhất quanh buồng đốt

Việc lắp các cảm biến kích nổ ở phía trong của các dãy xy lanh cũnglàm tăng thêm độ chính xác của các cảm biến Trên vách ngăn giữa các xy lanh

có các lỗ thông khí, chế tạo như vậy giúp cho không khí ở dưới đáy các xy lanh

di chuyển một cách nhẹ nhàng, tổn thất khi chuyển động lên của pit tông sẽđược giảm để tăng công suất của động cơ

b Ống lót xy lanh

Hình 2.6 Ống lót xy lanhỐng lót xy lanh là kiểu ống lót khô khi đúc người ta chế tạo mặt ngoài có

độ nhám cao để nâng cao khả năng bám giữa bề mặt ống lót và khối xy lanhbằng nhôm Làm như vậy sẽ trợ giúp cho việc hấp thụ nhiệt, giảm nhiệt độ và sự

biến dạng do nhiệt ở thành các xy lanh Bề mặt của ống lót xy lanh có khía nhámnhằm tăng khả năng lưu lại của dầu trên bề mặt ống lót để làm giảm ma sát.

c Vòng đệm ở các áo nước làm mát

Hình 2.7 Áo nước làm mátNhiệt độ ở bên nạp của thành xy lanh thường có xu hướng thấp hơn domột miếng đệm rộng đã bao lấy thành xy lanh để chặn dòng chảy của nước làmmát và ngăn không cho giảm nhiệt độ quá mức Mặt khác, nhiệt độ ở bên xả củathành xy lanh thường cao hơn, miếng đệm bao quanh phần dưới của thành xylanh để dẫn nước làm mát lên khu vực phía trên của thành xy lanh có nhiệt độcao hơn Với các tấm đệm này, nhiệt độ xung quanh thành xy lanh được đồngđều hơn Do vậy mà chỉ số độ nhớt của dầu động cơ giảm nên làm giảm ma sátgiữa thành xy lanh và pit tông

2.1.5 Pit tông

Pit tông cùng với xy lanh và nắp máy tạo thành buồng đốt Pit tông ởđộng cơ 1UR-FE được làm từ hợp kim nhôm Đỉnh pit tông có cấu tạo kiểu lõmnhằm đạt được sự cháy ổn định Cùng với kết cấu buồng đốt kiểu vát nghiêngcủa nắp máy và đỉnh pit tông dạng lõm đã nâng cao được tỷ số nén và tăng cả vềhiệu suất lẫn tính kinh tế nhiên liệu của động cơ

Hình 2.8 Pit tôngĐỉnh pit tông dạng lõm, xung quanh có các gờ côn để tăng khả năngchống kích nổ và tăng hiệu quả của quá trình nạp Qua đó hiệu suất của động cơ

và tính kinh tế nhiên liệu cũng được tăng Để giảm khối lượng của pit tông,trong khi đúc người ta đã tạo ra một lỗ hổng ở phần đáy của đỉnh pit tông gần vớichốt pit tông

Phần thân dưới của pit tông được phủ bởi lớp nhựa dẻo để giảm sự mấtmát do ma sát Áp dụng phương pháp bay hơi lắng đọng vật lý (PVD) để phủ lên

bề mặt của các xéc măng khí thứ nhất và xéc măng dầu nhằm tăng khả năngchống mài mòn Nhờ việc tăng độ chính xác khi lắp ráp nên khi chế tạo chỉ yêucầu duy nhất một kích thước của pit tông

2.1.6 Thanh truyền

Thanh truyền là bộ phận trung gian liên kết pit tông với trục khuỷu vàcho phép biến chuyển động tính tiến của pit tông thành chuyển động quay củatrục khuỷu Thanh truyền của động cơ 1UR-FE làm từ thép tốt, được chế tạobằng phương pháp rèn vừa có độ bền cao lại có thể giảm được tải trọng

Thanh truyền có cấu tạo gồm 3 phần: đầu nhỏ, thân và đầu to Đầu nhỏ,thân và nửa trên của đầu to thanh truyền được rèn liền thành một chi tiết Nửadưới của đầu to được liên kết với nửa trên bởi các bulông Để hạn chế sự dịch

chuyển của bạc biên khi lắp vào đầu to thanh truyền, người ta dùng chốt định vị

ở bề mặt ăn khớp giữa bạc biên và thanh truyền

Hình 2.9 Thanh truyềnBulông thanh truyền có đầu bọc nhựa được dùng để ghép 2 nửa của đầu

to thanh truyền Bạc lót của thanh truyền được làm từ nhôm và được phủ lớpnhựa đặc biệt lên bề mặt, chiều rộng của bạc lót được giảm đi để hạn chế ma sát

2.1.7 Trục khuỷu

Hình 2.10 Trục khuỷuTrục khuỷu có công dụng nhận lực từ pit tông để tạo ra momen quaysinh công đưa ra các bộ phận công tác và nhận năng lượng từ bánh đà truyền lại

cho pit tông để thực hiện các quá trình sinh công Trong quá trình làm việc, trụckhuỷu chịu tác động của các lực khí thể, lực quán tính và lực ly tâm.

Trục khuỷu của động cơ 1UR-FE được chế tạo từ thép bằng phươngpháp rèn để tăng độ cứng vững và khả năng chống mài mòn cho trục khuỷu.Trục khuỷu của động cơ có 5 cổ trục chính, 4 cổ biên và 6 đối trọng

2.1.8 Các te dầu

Hình 2.11 Các teCác te là có công dụng bảo vệ và chứa dầu bôi trơn động cơ Phần các tedầu số 1 của động cơ 1UR-FE được chế tạo bằng hợp kim nhôm, được gắn cốđịnh với khối xy lanh và hộp số để tăng độ bền vững

Tấm ngăn giữa các te và thân máy được tối ưu hóa để đảm bảo khoảngcách chính xác giữa trục khuỷu và bề mặt dầu bôi trơn Qua đó nâng cao được

sự tách biệt của dòng chảy dầu bôi trơn và sự thông hơi khí ga, giảm được masát và tăng cường hiệu quả bôi trơn.

2.2.Cơ cấu phối khí

Cơ cấu phân phối khí có nhiệm vụ điều khiển quá trình đóng mở của cácxupáp nạp và thải trong quá trình động cơ làm việc Cơ cấu phân phối khí phảichịu tải trọng cơ học cao, nhiệt độ cao, tải trọng va đập lớn trong quá trình làmviệc Các yêu cầu đối với cơ cấu phân phối khí: đóng mở đúng quy luật và thờiđiểm; độ mở lớn; đóng kín, xupáp thải không tự mở trong quá trình nạp; ít mòn,tiếng ồn nhỏ, dễ dàng điều chỉnh, sửa chữa, giá thành chế tạo thấp

2.2.1 Tổng quát về cơ cấu phối khí của động cơ 1UR-FE

Hình 2.12 Cơ cấu phân phối khíMỗi xy lanh của động cơ đều có 2 xupáp nạp và 2 xupáp thải, qua đóhiệu quả của quá trình nạp và thải đều được tăng lên Động cơ sử dụng cò mổkiểu con lăn có gắn với ổ đũa kim Qua đó giảm được ma sát xảy ra giữa các vấucam và cò mổ, tăng tính kinh tế nhiên liệu Để điều chỉnh khe hở giữa vấu cam

và cò mổ, người ta sử dụng một con đội thủy lực hoạt động thông qua áp lực củadầu và lò xo ép

Để đảm bảo thời gian đóng mở van có độ chính xác cao, các trục camnạp ở 2 phía của động cơ được dẫn động bởi 2 xích cam riêng biệt Trục cam xảđược dẫn động qua trục cam nạp tương ứng bởi xích cam phụ Động cơ sử dụng

hệ thống điều khiển van biến thiên thông minh kép (Dual VVT-i) để điều khiểncác trục cam nạp và xả để tối ưu thời gian đóng mở các xupáp nạp, xả cho phùhợp với điều kiện xe vận hành Sử dụng hệ thống Dual VVT-i giúp giảm lượngtiêu hao nhiên liệu, tăng hiệu suất của động cơ và giảm lượng phát xạ khí thải

2.2.2 Trục cam

Hình 2.13 Trục camTrục cam của động cơ 1UR-FE được làm từ hợp kim gang Trong cáctrục cam nạp và xả đều có các đường dẫn dầu để cung cấp dầu bôi trơn tới hệthống VVT-i Cơ cấu điều khiển VVT-i được đặt trước mỗi trục cam nạp và xả

để thay đổi thời gian đóng và mở của các xupáp

Cùng với việc sử dụng cò mổ kiểu con lăn, kết cấu của vấu cam cũngđược cải tiến Vấu cam được thiết kế để tăng được thời gian khi xupáp bắt đầu

mở và đóng hoàn toàn giúp nâng cao công suất đầu ra của động cơ

2.2.3 Cơ cấu điều chỉnh khe hở giữa vấu cam và cò mổ

Hình 2.14 Con đội thủy lực Con đội thủy lực được đặt ở điểm tựa của cò mổ, bao gồm các chi tiếtchính là chốt đẩy, lò xo chốt đẩy, bi điều chỉnh và lò xo bi điều chỉnh

Con đội thủy lực hoạt động nhờ dầu bôi trơn cung cấp từ nắp máy và các

lò xo gắn bên trong Áp lực của dầu và lực đẩy từ lò xo đã tác động lên chốt đẩy,

ép cò mổ luôn tiếp xúc với vấu cam, qua đó điều chỉnh khe hở giữa vấu cam và

cò mổ Nhờ vậy mà giảm được tiếng ồn phát ra trong quá trình xupáp đóng và

mở, dẫn tới giảm được tiếng ồn của động cơ

và qua bộ lọc dầu Bơm dầu sử dụng rôto dạng xicloit, bộ lọc dầu có thể thay thếđược phần tử lọc Bộ làm mát dầu bằng nước được lắp đặt theo sự lựa chọn củakhách hàng.

2.3.2 Bơm dầu

Bơm dầu sử dụng rôto dạng xicloit, được dẫn động trực tiếp từ trụckhuỷu của động cơ

Hình 2.16 Bơm dầuBơm dầu sử dụng phương pháp tự bổ sung dầu với vòng tuần hoàn củadầu thông qua một đường hút dầu ở trong bơm Điều này giúp hạn chế sự thayđổi mức dầu ở các te, giảm ma sát và giảm tỉ lệ không khí lẫn ở trong dầu.

2.3.3 Vòi phun dầu

Hình 2.17 Vòi phun dầu

Ở giữa 2 dãy xy lanh của thân máy có đặt 4 vòi phun dầu có nhiệm vụlàm mát và bôi trơn các pit tông Trong mỗi vòi phun có van một chiều để ngănkhông cho dầu cung cấp thêm khi áp suất của dầu thấp Điều này giữ cho áp suấtcủa toàn bộ dầu trong động cơ không bị tụt xuống quá thấp

2.3.4 Lọc dầu

Hình 2.18 Lọc dầuVới công nghệ mới, bộ lọc dầu sử dụng một phần tử lọc có thể thay thếđược Phần tử lọc này là một loại giấy lọc có khả năng lọc cao để cải thiện chấtlượng lọc dầu Loại giấy lọc này cũng có thể đốt được để bảo vệ môi trường saukhi thay thế

Nắp bộ lọc dầu được làm từ nhựa để giảm khối lượng Bộ lọc dầu này cócấu trúc để có thể rút được toàn bộ dầu còn lại bên trong Qua đó ngăn việc dầu

bị văng tung tóe ra ngoài khi thay thế phần tử lọc và giúp các kỹ thuật viênkhông phải tiếp xúc với dầu nóng

Hình 2.19 Vòng tuần hoàn của dầu bôi trơn

2.4.Hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát có chức năng giải nhiệt từ các chi tiết nóng (pít tông,

xy lanh, nắp xy lanh, xupáp, …) để chúng không bị quá tải nhiệt Ngoài ra làmmát động cơ còn có tác dụng duy trì nhiệt độ dầu bôi trơn trong một phạm vinhất định để duy trì các chỉ tiêu kỹ thuật của chất bôi trơn

2.4.1 Tổng quát về hệ thống làm mát của động cơ 1UR-FE

Hệ thống làm mát của động cơ 1UR-FE là một hệ thống tuần hoàncưỡng bức và có bình chứa phụ thông với két nước làm mát Đường phân phốinước làm mát cho động cơ được đặt giữa hai dãy xy lanh ở thân máy

Van hằng nhiệt cùng với van thông được đặt ở đầu vào của bơm nước cótác dụng duy trì sự phân bố nhiệt độ thích hợp trong hệ thống làm mát

Lõi của bộ tản nhiệt được làm bằng nhôm để giảm khối lượng Quạt làmmát có 2 chế độ tùy theo nhiệt độ nước làm mát, có gắn với khớp chất lỏng Khinhiệt độ thấp quạt sẽ quay ở tốc độ thấp để giảm tiếng ồn của quạt

Dung dịch làm mát cho động cơ là dung dịch làm mát có tuổi thọ cao củaToyota sản xuất, dung dịch này có màu đỏ

Hình 2.20 Hệ thống làm mát

Hình 2.21 Vòng tuần hoàn của nước làm mát

2.4.2 Bơm nước

Hình 2.22 Bơm nướcRôto của bơm nước được làm từ thép không gỉ Bơm nước có nhiệm vụluân chuyển nước làm mát tới đường phân phối nước làm mát cho động cơ ởgiữa hai dãy xy lanh của thân máy

2.4.3 Đường phân phối nước làm mát cho động cơ

Hình 2.23 Đường phân phối nước làm mát cho động cơ

Bơm nước luân chuyển nước làm mát qua đường phân phối nước làmmát cho động cơ nằm ở giữa 2 dãy xy lanh Từ đây, nước làm mát được phân bốđều tới từng xy lanh, và cũng trực tiếp cung cấp nước tới các nắp xy lanh Qua

đó hiệu quả làm mát của nắp xy lanh được đảm bảo và tính an toàn được cải thiện

để tăng tính kinh tế nhiên liệu

2.5.2 Bộ lọc khí

Hình 2.25 Bộ lọc khíPhần tử lọc khí được làm từ vải không dệt Tấm lọc cacbon được đặttrong bộ lọc khí thải có tác dụng hấp thụ các hydro cacbon tích tụ ở hệ thốngnạp khi động cơ dừng lại để giảm lượng khí thải thoát ra

2.5.3 Cổ họng gió

Hình 2.26 Cổ họng gióCảm biến vị trí bướm ga và môtơ điều khiển bướm ga được hợp nhất lạivới nhau, qua đó đạt được hiệu quả điều khiển bướm ga một cách cao nhất.Môtơ điều khiển bướm ga là loại môtơ điện một chiều với độ nhạy cao và tiêu

hao điện năng ở mức nhỏ nhất Động cơ chuyển mạch bằng điện tử (ECM) thựchiện chu trình biến dòng xoay chiều thành một chiều và điều chỉnh cưởng độdòng điện của dòng cung cấp tới motơ điều khiển bướm ga để điều chỉnh góc

mở của bướm ga

2.5.4 Ống dẫn khí nạp

Hình 2.27 Ống dẫn khí nạpĐộng cơ 1UR-FE có ống dẫn khí nạp gắn liền với buồng khí nạp làm từnhựa dẻo để giảm khối lượng Đường kính và độ dài của các cửa nạp được tối

ưu hóa để đạt được momen lớn ở mọi chế độ hoạt động Ống dẫn khí nạp có cácvan điều khiển cho hệ thống nạp có chiều dài thay đổi Bộ dẫn động hệ thốngACIS được hàn bằng laze vào ống dẫn khí nạp

2.5.5 Hệ thống tuần hoàn khí thải

Van tuần hoàn khí thải được lắp đặt một động cơ bước để điều khiển sựđóng mở của van Nước làm mát tuần hoàn qua van để đảm bảo van không bịquá nóng

Hình 2.28 Van tuần hoàn khí thải

Cơ cấu làm mát khí thải tuần hoàn được bố trí trên đường đi của khí thải

từ nắp xy lanh tới van tuần hoàn khí thải Trong cơ cấu làm mát, nước làm mátchảy theo bốn tầng ngang qua các dòng khí thải để làm giảm nhiệt độ khí thải

Hình 2.29 Cơ cấu làm mát khí thải tuần hoàn

2.5.6 Ống góp khí xả

Ống góp khí xả được làm từ thép không gỉ để giảm được khối lượngcũng như không bị gỉ Tấm cách nhiệt ở các ống góp khí xả làm từ nhôm được

dập sóng Qua đó đảm bảo độ bền cũng như tăng được diện tích bề mặt để tăngcường khả năng phân tán sức nóng Ngoài ra, một kết cấu di động được sử dụng

ở các nơi lắp bulông để giảm sự truyền nhiệt và dao động tới tấm cách nhiệt vàtăng cường độ bền

Cùng với việc sử dụng hệ thống bơm khí, các đường ống bơm khí đượcđặt trên các ống gom khí xả của mỗi dãy xy lanh

Hình 2.30 Ống góp khí xả

2.5.7 Ống xả

Hình 2.31 Ống xả

Ống xả được làm từ thép không gỉ để giảm trọng lượng và tăng khả năngchống gỉ Mỗi bên ống xả trước có các bộ lọc khí thải 3 thành phần bằng sứ Qua

đó chất lượng khí thải phát ra của động cơ được tăng lên

2.6.Hệ thống cung cấp nhiên liệu

2.6.1 Tổng quát

Hệ thống nhiên liệu của động cơ 1UR-FE có cơ cấu điều khiển dừngbơm nhiên liệu khi các túi khí phía trước hay phía bên bung ra Vòi phun có 12

lỗ nhỏ để tăng khả năng phun tơi nhiên liệu

Bộ đầu nối nhanh được sử dụng để liên kết các ống dẫn nhiên liệu để tạođiều kiện thuận lợi cho việc sửa chữa, bảo dưỡng

Bình nhiên liệu được sử dụng có nhiều lớp Ngoài ra còn có hệ thốngkiểm soát sự bay hơi nhiên liệu

Hình 2.32 Hệ thống cung cấp nhiên liệu

2.6.2 Vòi phun và ống dẫn nhiên liệu

Hình 2.33 Vòi phunVòi phun có 12 lỗ nhỏ giúp cho quá trình phun nhiên liệu vào xy lanhđược tơi hơn