Nghiên cứu kiểm tra, sửa chữa hệ thống phân phối khí xe TOYOTA CAMRY 2013

Đồ án Nghiên cứu kiểm tra, sửa chữa hệ thống phân phối khí xe TOYOTA CAMRY 2013. Được viết dựa trên tài liệu hãng TOYOTA Tài liệu hệ thống điện động cơ Tài liệu đào tạo kỹ thuật viên TOYOTA Tài liệu được viết theo yêu cầu của một đồ án sửa chữa ô tô.

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hưng Yên, ngày … tháng năm 2019

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN A MỤC LỤC B DANH MỤC BẢNG, BIỂU D DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ E

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ LUẬN ĐỀ TÀI 2

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 2

1.2 Ý nghĩa của đề tài 2

1.3 Mục tiêu của đề tài 2

1.4 Đối tượng và khách thể nghiên cứu 3

1.5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

1.6 Các phương pháp nghiên cứu 3

1.6.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 3

1.6.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 3

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ TRÊN ĐỘNG CƠ 2AR-FE XE TOYOTA CAMRY 2012 4

2.1 Nhiệm vụ 4

2.2 Yêu cầu 4

2.3 Cấu tạo và nguyên lý 4

2.3.1 Xuppáp 5

2.3.2 Đế xuppáp 7

4.3.3 Ống dẫn hướng xuppáp 8

4.3.4 Lò xo xuppáp 9

4.3.5 Trục cam 9

4.3.6 Con đội 11

4.3.7 Đũa đẩy 14

4.3.8 Đòn bẩy 14

2.4 Giới thiệu về hệ thống phân phối khí động cơ 2AR-FE trên xe Camry 2012 15

2.4.1 Thông số kỹ thuật xe Toyota Camry 2012 15

2.4.2 Hệ thống phân phối khí trên động cơ 2AR-FE xe Toyota Camry 2012 18

2.4.2.1 Vị trí các chi tiết hệ thống phân phối khí trên động cơ 18

2.4.2.2 Hệ thống điều khiển thời điểm phối khí VVT-i 21

2.4.2.3 Van điều khiển thời gian trục cam 22

2.4.2.4 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ 2AR-FE 24

CHƯƠNG III KIỂM TRA, CHẨN ĐOÁN, SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ 2AR-FE TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2012 25

3.1 Hư hỏng thường gặp, nguyên nhân tác hại 25

3.1.1 Xupap 25

3.1.2 Ổ đặt 26

3.1.3 Lò xo xupap 26

3.1.4 Đòn gánh và trục đòn gánh 27

3.1.5 Móng hãm và đĩa chặn lò xo 27

3.1.6 Trục cam và bạc lót 28

3.2 Quy trình kiểm tra, chẩn đoán, sửa chữa van điều khiển dầu trục cam 29

3.2.1 Kiểm tra chẩn đoán bằng máy chẩn đoán 29

3.2.1 Quy trình tháo van điều khiển dầu trục cam 30

3.2.2 Quy trình kiểm tra van điều khiển dầu phối khí trục cam 32

3.2.3 Quy trình lắp van điều khiển dầu phối khí trục cam 33

3.2 Quy trình kiểm tra, chẩn đoán sửa chữa trục cam 35

3.2.1 Quy trình tháo trục cam 35

3.2.2 Quy trình lắp trục cam 45

3.3 Quy trình kiểm tra, chẩn đoán sửa chữa lắp quy lát 56

3.3.1 Quy trình tháo lắp quy lát 56

3.3.2 Quy trình kiểm tra lắp quy lát 58

3.3.2.1 Kiểm tra cụm quy lát 58

3.3.2.2 Kiểm tra lò xo nén 60

3.3.2.3 Kiểm tra xupáp nạp 61

3.3.2.4 Kiểm tra xupáp xả 62

3.3.2.5 Kiểm tra khe hở dầu của bạc dẫn hướng xupáp 64

3.3.2.6 Kiểm tra đế xu páp nạp 65

3.3.2.7 Kiểm tra đế xupáp xả 65

3.3.2.8 Kiểm tra khe hở dầu trục cam 66

3.3.2.9 Kiểm tra khe hở dọc trục của trục cam 68

3.3.3 Quy trình thay thế một số chi tiết trên lắp quy lát 69

3.3.3.1 Thay bạc dẫn hướng xupáp nạp 69

3.3.3.2 Thay bạc dẫn hướng xupáp xả 71

DANH MỤC BẢNG, BIỂU

Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật xe Toyota Camry 2012 16

Bảng: 3.1 Quy trình tháo van điều khiển dầu trục cam 30

Bảng: 3.2 Quy trình lắp van điều khiển dầu phối khí trục cam 33

Bảng: 3.3 Quy trình tháo trục cam 35

Bảng: 3.4 Quy trình lắp trục cam 45

Bảng: 3.5 Quy trình tháo lắp quy lát 56

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 2.1 Xuppáp 5

Hình 2.2 Kết cấu nấm xuppáp 5

Hình 2.3 Thân xuppáp 6

Hình 2.4 Kết cấu đuôi xuppáp 7

Hình 2.5 Kết cấu đế xuppáp 7

Hình 2.6 Kết cấu ống dẫn hướng xuppáp 8

Hình 2.7 Lò xo xuppáp 9

Hình 2.8 Cam xuppáp 9

Hình 2.9 Trục cam 10

Hình 2.10 Cơ chế hạn chế dịch chuyển dọc trục cam 11

Hình 2.11 Con đội hình nấm và con đội hình trụ 12

Hình 2.12 Con đội con lăn 12

Hình 2.13 Con đội thủy lực 13

Hình 2.14 Đũa đẩy 14

Hình 2.15 Kết cấu đòn gánh trong cơ cấu xuppáp treo 14

Hình 2.16 Hình ảnh xe Toyota Camry 2012 15

Hình 2.17 Các chi tiết trên mặt lắp quy lát 18

Hình 2.18 Các chi tiết trên nắp quy lát 19

Hình 2.19 Van điều khiển dầu phối khí trục cam 20

Hình 2.20:Hệ thống điều khiển VVT-i động cơ 2AR-FE 22

Hình 2.21 Làm sớm thời điểm phối khí 23

Hình 2.22 Làm muộn thời điểm phối khí 23

Hình 2.23 Giữ thời điểm phối khí 23

Hình 2.24 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ 2AR-FE 24

Hình 3.1 Vị trí giắc DLC3 29

Hình 3.2 Kiểm tra van điều khiển dầu phối khí trục cam 32

Hình 3.10 Kiểm tra đường kính thân xupáp xả 62

Hình 3.11 Kiểm tra độ dày nấm xupáp xả 63

Hình 3.12 Kiểm tra chiều dài tổng thể của xupáp xả 63

Hình 3.13 Kiểm tra khe hở dầu của bạc dẫn hướng xupáp 64

Hình 3.14 Kiểm tra đế xu páp nạp 65

Hình 3.15 Kiểm tra đế xupáp xả 65

Hình 3.16 Kiểm tra khe hở dầu trục cam 66

Hình 3.17 Kiểm tra khe hở dầu trục cam bằng dây đo nhựa 67

Hình 3.18 Kiểm tra khe hở dọc trục của trục cam 68

Hình 3.19 Thay bạc dẫn hướng xupáp nạp 69

Hình 3.20 Dùng đồng hồ so, đo đường kính lỗ lắp bạc trên cụm quy lát 69

Hình 3.21 Đóng bạc dẫn hướng xupáp nạp 70

Hình 3.22 Thay bạc dẫn hướng xupáp xả 71

Hình 3.23 Dùng đồng hồ so, đo đường kính lỗ lắp bạc trên cụm quy lát 71

Hình 3.24 Đóng bạc dẫn hướng xupáp xả 72

Hình 3.25 Doa bạc dẫn hướng xupáp xả 73

Hình 3.26 Thay chốt rỗng 73

Hình 3.27 Dùng dụng cụ rà xupáp sửa chữa đế xupáp nạp 74

Hình 3.28 Góc rà rà đế xupáp nạp 74

Hình 3.29 Dùng dụng cụ rà xupáp sửa chữa đế xupáp xả 75

Hình 3.30 Góc rà rà đế xupáp xả 75

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của các nghành công nghiệp, là sự gia tăng của vấn đề khí thải gây ô nhiễm môi trường và các nguồn năng lượng Trong số đó khí thải ô tô và năng lượng dùng cho ô tô cũng góp phần làm gia tăng thêm vấn nạn này một số lượng không nhỏ Đó là những lý do thúc đẩy các hãng chế tạo ô tô trong và ngoài nước hiện nay phải cải tiến và nâng cao tính ưu việt của động cơ, làm sao phải sử dụng nhiên liệu một cách tiết kiệm nhất mà vẫn cho hiệu suất sủ dụng cao nhất

Để giải quyết vấn đề này nhằm nâng cao hiệu suất, cần phải có hệ thống “Phân phối khí” chính xác, đúng thời điểm để tạo hiệu suất tối ưu cho động cơ, lại giải quyết được vấn đề nhiên liệu

Đối với các ô tô hiện đại ngay cơ cấu phân phối khí đã được cải thiện một cách tốt nhất, có thể tự điều chỉnh được quá trình phân phối khí, dựa vào tình trạng hoạt động của động cơ ở từng thời điểm

Qua thời gian học tập và nghiên cứu về chuyên ngành “Công nghệ kỹ thuật ô tô”

tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên, em được nhận đề tài “Nghiên cứu

phương pháp kiểm tra, sửa chữa cơ cấu phân phối khí trên động cơ xe Toyota Camry 2012” dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy ThS Nguyễn Văn Nhỉnh và các

thầy cô trong khoa cơ khí động lực

Trong quá trình thực hiện làm đồ án, do trình độ hiểu biết của chúng em còn hạn chế Nhưng dưới sự chỉ bảo, và hướng dẫn tận tình của thầy hướng dẫn và các thầy cô trong bộ môn công nghệ kỹ thuật ô tô nên đề tài của em đã được hoàn thành Tuy đề tài hoàn thành nhưng vẫn không tránh khỏi những thiếu sót Mong các thầy trong khoa hướng dẫn và chỉ bảo thêm cho em, để đề tài của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hưng Yên, ngày … tháng năm 2019

Sinh viên thực hiện

CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ LUẬN ĐỀ TÀI

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm gần đây sự phát triển của các nghành khoa học nói chung và ngành kỹ thuật ô tô nói riêng đã có những bước ngoặt lớn trong lịch sử phát triển với những sáng tạo ý tưởng mang tính chất đột phá mạnh mẽ do các kỹ sư tài ba cống hiến Các nhà sản xuất đem lại cho chúng ta một thế giới ô tô hết sức phong, đa dạng và không kém phần tiện nghi

Đi đôi với việc phát triển công nghệ kỹ thuật ô tô tạo ra những chiếc xe tiện ích hơn chiếc xe cũ thì việc kiểm tra sửa chữa bảo dưỡng những chiếc xe cũ đang dùng cũng rất được lưu tâm và ngày càng hoàn thiện hơn Việc nghiên cứu các giải, cách thức và phương án thực hiện các quy trình tháo lắp, kiểm tra, chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa sao cho tối ưu nhất được các kỹ sư nhà sản xuất, công ty xí nghiệp, các trường đào tạo nghề rất quan tâm Các sinh viên ngành công nghệ ô tô cũng rất hăng hái nghiên cứu học tập mong muốn xây dung đưa ra những quy trình thực hiên hợp lý, tối ưu, đem lại hiệu quả công việc cao, chi phí thấp nhất

Một điều tất yếu là việc đưa ra các giải pháp kiểm tra chẩn đoán bảo dưỡng sửa chữa cho cơ cấu phân phối khí động cơ ô tô, nhà sản xuất tối ưu hóa và dễ dàng thực hiện kiểm tra sửa chữa hơn

1.2 Ý nghĩa của đề tài

Đề tài góp phần củng cố và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như kiến thức ngoài thực tế của học sinh, sinh viên, những kỹ thuật viên và những người quan tâm đến

“Hệ thống phân phối khí” Đề tài giúp cho sinh viên biết cách tìm hiểu và tổng hợp tài liệu, giúp cho sinh viên có ý thức tự học tập, tự nghiên cứu về lĩnh vực chuyên ngành Những kết quả thu được sau khi hoàn thành giúp cho sinh viên hiểu rõ, sâu hơn về kết cấu, điều kiện làm việc và những hư hỏng, phương pháp kiểm tra sửa chữa “Hệ thống phân phối khí”

1.3 Mục tiêu của đề tài

- Hiểu rõ kết cấu, mô tả nguyên lý điều kiện làm việc của cơ cấu, nắm được cấu tạo, mối tương quan lắp ghép của các chi tiết, cụm chi tiết của hệ thống phân phối khí

- Hiểu và phân tích các hư hỏng, những nguyên nhân, tác hại và sửa chữa các chi tiết của “Hệ thống phân phối khí” Thực hiện tháo lắp đúng quy trình và kiểm tra sửa chữa các chi tiết trong hệ thống

- Xây dựng được quy trình kiểm tra, sửa chữa “Hệ thống phân phối khí”

1.4 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Xây dựng quy trình kiểm tra sửa chữa “Hệ thống phân phối khí”, nắm rõ được kết cấu cũng như nguyên lý hoạt động của hệ thống

Khách thể nghiên cứu: Các tài liệu về kết cấu động cơ, Ô Tô, tài liệu thực hành sửa chữa và những kiến thức thực hành đã được trang bị

1.5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Phân tích đặc điểm, kết cấu, nguyên lý làm việc của “Hệ thống phân phối khí”

- Tổng hợp các phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa, chẩn đoán hư hỏng

1.6 Các phương pháp nghiên cứu

1.6.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

* Khái niệm: Là phương pháp trực tiếp tác động vào đối tượng trong thực tiễn làm bộc lộ bản chất và các quy luật vận động của đối tượng

* Các bước thực hiện:

- Bước 1: Quan sát, tìm hiểu các thông số kết cấu của “Hệ thống phân phối khí”

- Bước 2: Lập phương án kiểm tra chẩn đoán hư hỏng của “Hệ thống phân phối khí”

- Bước 3: Lập phương án bảo dưỡng, sửa chữa, khắc phục hư hỏng

1.6.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu

Là phương pháp nghiên cứu thu thập TTKH trên cơ sở nghiên cứu các văn bản, tài liệu đã có sẵn bằng các thao tác tư duy logic để rút ra kết luận khoa học cần thiết

• Các bước thực hiện :

- Bước 1: Thu thập, tìm tòi các tài liệu về hệ thống khởi động

- Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống chặt chẽ theo từng bước, từng đơn vị kiến thức, tư vấn đề tài khoa học có cơ sở và bản chất nhất định

- Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về “Hệ thống phân phối khí”, phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ TRÊN ĐỘNG CƠ 2AR-FE XE TOYOTA CAMRY 2012

2.1 Nhiệm vụ

Cơ cấu phân phối khí dùng thực hiện quá trình trao đổi khí, thải khí đã cháy (khí thải) ra khỏi xylanh và nạp hỗn hợp khí (động cơ xăng) hoặc không khí sạch (động cơ diesel) vào xylanh để động cơ làm việc liên tục

2.2 Yêu cầu

- Đảm bảo chất lượng của quá trình trao đổi khí

- Độ mở lớn

- Đóng mở đúng thời điểm quy định

- Đảm bảo đóng kín buồng cháy

- Độ mòn của chi tiết ít nhất và tiếng kêu nhỏ nhất

- Dễ điều chỉnh và sửa chữa

- Giá thành thấp

* Yêu cầu đối với hệ thống nạp:

+ Các đường dẫn khí phải được thiết kế đặc biệt để điều khiển lưu lượng, tốc độ

và chiều dẫn không khí tốt nhất

+ Cung cấp không khí để quét

+ Cung cấp khí sạch cho từng xylanh theo yêu cầu cháy hoàn hảo

+ Giảm tiếng ồn dòng khí lưu động

+ Sấy nóng được hỗn hợp khí và nhiên liệu khi đi vào xylanh

* Yêu cầu đối với hệ thống thải:

+ Dẫn khí thải của động cơ ra ngoài môi trường tốt

+ Giảm tiếng ồn

+ Tiêu hủy khí thải độc

2.3 Cấu tạo và nguyên lý

Kết cấu cơ cấu phân phối khí cơ bản gồm: Trục cam, xuppáp, đế xuppáp, lò xo xuppáp, con đội, đòn gánh v.v

Mặt làm việc quan trọng của nấm xuppáp là mặt côn, có góc độ α = 15 ÷ 45o Góc

α càng nhỏ tiết diện lưu thông càng lớn, tuy nhiên α càng nhỏ mặt nấm càng mỏng, độ

cứng vững càng kém do đó dễ bị cong vênh, tiếp xúc không kín khít với đế xup páp

Góc của mặt côn trên nấm xuppáp thường làm nhỏ hơn góc mặt côn trên đế xuppáp khoảng 0,5- 1o để xuppáp có thể tiếp xúc với đế theo vòng tròn ở mép ngoài của mặt côn (nếu mặt đế xuppáp nhỏ hơn mặt côn của xup páp) Làm như thế có thể bảo đảm tiếp xúc được kín khít dù bề mặt nấm có thể bị biến dạng nhỏ

Kết cấu của nấm xuppáp thường có ba loại chính sau đây:

- Nấm bằng: Ưu điểm là chế tạo đơn giản, có thể dùng cho cả xuppáp thải và

xuppáp nạp Vì vậy đa số động cơ thường dùng loại nấm này

- Nấm lõm: Đặc điểm là bán kính góc lượn giữa phần thân xup páp và phần nấm

rất lớn nhằm cải thiện tình trạng lưu thông của dòng khí nạp, tăng được độ cứng vững cho nấm xuppáp Mặt dưới của nấm được khoét lõm sâu để giảm trọng lượng Nhược

điểm là chế tạo khó và mặt chịu nhiệt của xuppáp lớn, xuppáp dễ bị quá nóng

- Nấm lồi: Cải thiện được tình trạng lưu động của dòng khí thải Chính vì vậy

xuppáp thải của tất cả các động cơ cường hóa đều làm theo dạng nấm lồi Để giảm trọng lượng của nấm lồi, người ta thường khoét lõm phía trên phần nấm Nhược điểm là khó chế tạo và bề mặt chịu nhiệt của nấm lớn

2.3.1.3 Đuôi xuppáp

Hình 2.4 Kết cấu đuôi xuppáp

a: Đuôi xuppáp có mặt hình côn c: Đuôi xuppáp có lỗ để lắp chốt

b: Đuôi xuppáp có rãnh vòng d: Đuôi xuppáp bằng thép ostenis

Đuôi xuppáp phải có kết cấu để lắp đĩa lò xo xuppáp Thông thường đuôi xuppáp

có mặt côn (như hình 2.4.a) hoặc rãnh vòng (như hình 2.4.b) để lắp móng hãm Kết cấu đơn giản nhất để lắp đĩa lò xo là dùng chốt (hình 2.4.c) nhưng có nhược điểm là tạo ứng suất tập trung

Để tăng khả năng chịu mòn, bề mặt đuôi xuppáp ở một số động cơ được tráng lên một lớp thép hợp kim cứng (thép stenlit) hoặc chụp vào phần đuôi một nắp bằng thép hợp kim cứng (như hình 2.4.d)

2.3.2 Đế xuppáp

Đế xuppáp thường được làm từ thép hợp kim hay gang hợp kim (gang trắng) Chiều dày của đế nằm trong khoảng (0,08 ÷ 0,15)do Chiều cao của đế nằm trong khoảng (0,18

÷ 0,25)do (do là đường kính họng đế)

Đế xuppáp bằng thép hợp kim thường được ép vào thân máy hoặc nắp xylanh với

độ dôi 0,0015 ÷ 0,0035 đường kính ngoài của đế

4.3.3 Ống dẫn hướng xuppáp

Hình 2.6 Kết cấu ống dẫn hướng xuppáp

a: Ống dẫn hướng có mặt vát đầu

b: Mặt ngoài của ống dẫn hướng có độ côn

c: Mặt ngoài của ống dẫn hướng có vai và cữ

Ống dẫn hướng xuppáp nhằm tránh sửa chữa và tránh hao mòn cho thân máy hoặc

nắp xylanh ở chỗ lắp xuppáp

- Xuppáp được lắp vào ống dẫn hướng theo chế độ lắp lỏng

- Bôi trơn ống dẫn hướng và thân xuppáp có thể dùng phương pháp bôi trơn cưỡng bức bằng dầu nhờn do bơm dầu cung cấp dưới một áp suất nhất định, bôi trơn bằng cách nhỏ dầu vào ống dẫn hướng hoặc tiện rãnh hứng dầu để bôi trơn bằng dầu vung té

- Để ngăn bớt dầu nhờn, đôi khi phải nắp mũ che dầu ở phần đuôi xuppáp Kết cấu của các loại ống dẫn hướng thường dùng giới thiệu trên (hình 2.6)

4.3.4 Lò xo xuppáp

Hình 2.7 Lò xo xuppáp

- Lò xo xuppáp để đóng kín xuppáp trên đế xuppáp

- Đảm bảo quá trình mở, đóng xuppáp không có hiện tượng va đập trên mặt cam

- Loại lò xo thường dùng nhất là lò xo xoắn ốc hình trụ, hai vòng ở hai đầu lo xo quấn xít nhau và mài phẳng để lắp ghép

- Trong động cơ cường hóa và cao tốc, mỗi xuppáp thường lắp một đến ba lò xo lồng vào nhau Các lò xo này có chiều xoắn ngược nhau để khi làm việc khỏi kẹt vào

nhau

4.3.5 Trục cam

Trục cam thường bao gồm các phần cam nạp, cam xả và các cổ trục có thể còn có cam dẫn động bơm xăng, bơm cao áp và bánh răng dẫn động bơm dầu, bộ chia điện v.v

4.3.5.1 Cam thải và cam nạp

Trong động cơ ô tô trục cam thường sử dụng các cam làm liền trục Trong các động cơ tĩnh tại và tàu thủy, cam nạp và cam thải thường làm rời từng cái rồi lắp trên trục bằng then hoặc đai ốc

Hình dạng và thứ tự của cam phối khí được quyết định bởi thứ tự làm việc, góc độ phân phối khí và số kỳ của động cơ, kích thước xy lanh

Kích thước của cam chế tạo liền trục thường nhỏ hơn đường kính cổ trục Ngược lại các cam lắp rời thường có kích thước lớn hơn cổ trục

Hình 2.9 Trục cam

1 Đầu trục cam

2 Cổ trục cam

3 Cam nạp và cam thải

4 Cam lệch tâm bơm xăng

5 Cam bánh răng dẫn động bơm dầu bôi trơn

máy bằng hai bu lông 3 Một mặt của mặt bích 2 tiếp xúc với mặt bên của cổ trục cam

5 Mặt kia cách mặt đầu của ổ bánh răng cam 1 khe hở khoảng 0,1- 0,2 mm Trị số khe

hở dọc trục này do chiều dày của vòng chắn 4 quyết định Vòng chắn 4 lắp trên đầu trục cam và bị bánh răng cam ép sát vào mặt bên của cổ trục cam

Hình 2.10 Cơ chế hạn chế dịch chuyển dọc trục cam

1 Cổ đỡ trước trục phân phối

4.3.6.1 Con đội hình nấm và hình trụ

Khi dùng loại con đội này, loại cam phối khí phải dùng cam lồi Đường kính của mặt nấm tiếp xúc với trục cam phải lớn để tránh hiện tượng kẹt

Hình 2.11 Con đội hình nấm và con đội hình trụ

Loại con đội hình nấm được sử dụng nhiều trong cơ cấu phân phối khí kiểu xuppáp đặt thân con đội thường nhỏ, đặc, vít điều chỉnh khe hở xup páp bắt trên phần đầu của thân

4.3.6.2 Con đội lăn

Hình 2.12 Con đội con lăn

Con đội lăn có thể dùng cho tất cả các dạng cam, nhưng thường dùng với dạng cam tiếp tuyến và cam lõm Ưu điểm là ma sát nhỏ và phản ánh chính xác quy luật chuyển động nâng hạ của cam tiếp tuyến và cam lõm Nhược điểm là kết cấu phức tạp

4.3.6.3 Con đội thủy lực

Khi trục cam quay đến vị trí nâng cao con đội, thân con đội 7 và xylanh 8 được cam đẩy lên Dầu nhờn được chứa trong khoang dưới của piston bị lén lại, Bi 5 của van một chiều đóng kín trên đế van của ống 4 Do đó piston 1 được đẩy lên mở xuppáp ra

Do lực của lò xo xuppáp tác dụng lên đầu piston 1 nên trong quá trình con đội đi lên dầu trong khoang chứa phía dưới piston 1 bị nén lại, một phần dầu sẽ rỉ ra qua khe hở giữa piston và xylanh 8 ra ngoài Trong quá trình xuppáp đóng, con đội đi xuống, khi xuppáp

đóng kín trên đế xuppáp con đội đi xuống vị trí thấp nhất lúc này lỗ dầu 3 trên thân con đội trùng với lỗ dầu trên thân máy Đồng thời lò xo 2 đẩy piston 1 đi lên cho tới khi đầu piston chạm vào đuôi xuppáp Do đó trong cơ cấu phân phối khí không có khe hở nhiệt, khi piston 1 bị lò xo 2 đẩy lên, trong khoan chứa dầu phía piston có độ chân không Dầu nhờn đi qua lỗ 3 và ống đế van 4 đầy bị 5 mở ra bổ xung vào khoang chứa dầu này

Hình 2.13 Con đội thủy lực

1: Piston

2: Lòng dẫn hướng

3: Lồ xo

4: Van bi

5: Thân con đội

6: Đường dầu vào

4.3.7 Đũa đẩy

Hình 2.14 Đũa đẩy

a: Đầu đũa đẩy dạng lồi

b: Đầu đũa đẩy dạng lõm

Đũa đẩy dùng trong cơ cấu phân phối khí xuppáp treo thường là một thanh dài,

đặc hoặc rỗng dùng để truyền lực từ con đội đến đòn bẩy

Để giảm nhẹ trọng lượng, đũa đẩy thường làm bằng ống thép rỗng hai đầu hàn gắn với các đầu tiếp xúc hình cầu (đầu tiếp xúc với con đội) hoặc mặt cầu lõm (đầu tiếp xúc với vít điều chỉnh như trên hình 2.14b)

4.3.8 Đòn bẩy

Hình 2.15 Kết cấu đòn gánh trong cơ cấu xuppáp treo

Đòn bẩy là chi tiết truyền lực trung gian một đầu tiếp xúc với đũa đẩy một đầu tiếp xúc với đuôi xuppáp Khi trục cam nâng con đội lên, đũa đẩy đẩy một đầu của đòn bẩy lên, đầu kia của đòn bẩy nén lò xo xuppáp xống và mở xuppáp Đầu tiếp xúc với đũa đẩy thường có vít điều chỉnh Sau khi điều chỉnh khe hở nhiệt, vít này được hãm chặt bằng đai ốc Đầu tiếp xúc với đuôi xuppáp thường có mặt tiếp xúc hình trụ được tôi cứng Nhưng cũng có khi dùng vít để khi mòn thay thế được dễ dàng Mặt ma sát giữa trục và bạc lót ép trên đòn bẩy được bôi trơn bằng dầu nhờn chứa trong phần rỗng của trục Ngoài ra trên đòn bẩy người ta còn khoan lỗ để dẫn dầu đến bôi trơn mặt tiếp xúc với đuôi xuppáp và mặt tiếp xúc của vít điều chỉnh Chiều dài của hai cánh tay đòn của đòn bẩy thường khác nhau, cánh tay đòn phía trên trục cam lc thường ngắn hơn phía bên xuppáp lxp tỷ số truyền :

Sở dĩ làm như vậy để làm giảm hành trình của con đội, do đó có thể làm giảm gia tốc và lực quán tính của cơ cấu phối khí

2.4 Giới thiệu về hệ thống phân phối khí động cơ 2AR-FE trên xe Camry 2012

2.4.1 Thông số kỹ thuật xe Toyota Camry 2012

Hình 2.16 Hình ảnh xe Toyota Camry 2012

Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật xe Toyota Camry 2012

Thông số kỹ thuật của xe Toyota Camry 2012 _ 2.5Q

Kích thước - Trọng lượng/Demension - Weight

Thông số Ký hiệu/Đơn vị Đặc điểm/Giá trị

Thời điểm đóng mở xupáp

Nạp

Mở 30 ̴ 380Đóng 610 ̴ 260

Hộp số tự động 6 tốc độ điều khiển điện tử Super ECT

Điều khiển đa chế độ

Dùng dầu ATF loại WS

2.4.2 Hệ thống phân phối khí trên động cơ 2AR-FE xe Toyota Camry 2012

2.4.2.1 Vị trí các chi tiết hệ thống phân phối khí trên động cơ

Hình 2.17 Các chi tiết trên mặt lắp quy lát

Hình 2.18 Các chi tiết trên nắp quy lát

Hình 2.19 Van điều khiển dầu phối khí trục cam

2.4.2.2 Hệ thống điều khiển thời điểm phối khí VVT-i

Bộ chấp hành của hệ thống VVT-i bao gồm bộ điều khiển VVT-i dùng để xoay trục cam nạp, áp suất dầu dùng làm lực xoay cho bộ điều khiển VVT-i, và van điều khiển dầu phối phí trục cam để điều khiển đường đi của dầu

Bộ điều khiển bao gồm một vỏ được dẫn động bởi xích cam và các cánh gạt được

cố định trên trục cam nạp Áp suất dầu gửi từ phía làm sớm hay làm muộn trục cam nạp

sẽ xoay các cánh gạt của bộ điều khiển VVT-i theo hướng chu vi để thay đổi liên lục thời điểm phối khí của trục cam nạp

Khi động cơ ngừng, trục cam nạp chuyển động đến trạng thái muộn nhất để duy trì khả năng khởi động Khi áp suất dầu không đến bộ điều khiển VVT-i ngay lập tức sau khi động cơ khởi động, chốt hãm sẽ hãm các cơ cấu hoạt động của bộ điều khiển VVT-i để tránh tiễng gõ

Ngoài loại trên, cũng có một loại mà píttông dọc chuyển theo hướng trục giữa các then xoắn của bánh răng bên ngoài (tương ứng với vỏ) và bánh răng trong (gắn trực tiếp vào trục cam) để làm xoay trục cam

Hình 2.20:Hệ thống điều khiển VVT-i động cơ 2AR-FE

* Nguyên lý làm việc:

Sử dụng tốc độ động cơ, khối lượng khí nạp, vị trí bướm ga và nhiệt độ nước làm mát, ECM can tính toán thời gian van tối ưu cho từng điều kiện lái xe (thời gian van mục tiêu) ECM sử dụng thời gian tính toán này để điều khiển các van điều khiển dầu thời gian trục cam Ngoài ra, ECM sử dụng tín hiệu từ các cảm biến vị trí trục cam và cảm biến vị trí trục khuỷu để phát hiện thời gian van thực tế, do đó cung cấp điều khiển phản hồi để đạt được thời gian van mục tiêu

2.4.2.3 Van điều khiển thời gian trục cam

Van điều khiển thời gian trục cam điều khiển lưu lượng dầu đến cụm bánh răng thời gian với ống chỉ của nó van sử dụng điều khiển chu kỳ nhiệm vụ từ ECM Điều này cho phép áp suất thủy lực được áp dụng cho trục cam thời gian lắp ráp bánh răng trước hoặc bên chậm Khi động cơ dừng, van điều khiển thời gian trục cam nạp dừng ở vị trí chậm và van điều khiển thời gian trục cam xả dầu dừng ở vị trí trước

Hình 2.21 Làm sớm thời điểm phối khí

- Làm muộn thời điểm phối khí: Khi van điều khiển dầu phối khí ở vị trí như trên hình vẽ áp suất dầu tác dụng lên khoang cánh gạt phía làm muộn thời điểm phối khí

Hình 2.22 Làm muộn thời điểm phối khí

- Giữ nguyên thời điểm phối khí:

2.4.2.4 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ 2AR-FE

Hình 2.24 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ 2AR-FE

CHƯƠNG III KIỂM TRA, CHẨN ĐOÁN, SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ 2AR-FE TRÊN XE

TOYOTA CAMRY 2012

3.1 Hư hỏng thường gặp, nguyên nhân tác hại

Khi động cơ làm việc có tiếng kêu lách cách đều ở buồng xupáp hoặc nắp che giàn đòn gánh Do khe hở của đuôi xupáp với con đội (khe hở nhiệt), thân xupáp với ống dẫn hướng quá lớn làm cho các chi tiết mòn nhanh,công suất động cơ bị giảm, làm thay đổi góc mở sớm, đóng muộn của xupáp khe hở nhiệt xupáp lớn quá làm cho hành trình mở xupáp bị giảm

Khi nổ máy công suất động cơ bị giảm là do khe hở nhiệt của xupáp quá nhỏ,nấm

và ổ đặt bị cháy rỗ,dẫn đén lọt khí,tỷ số nén thấp,công suất động cơ bị giảm

Động cơ làm việc có tếng kêu ở thân động cơ: tiếng kêu trần nhỏ ở giữa thân động cơ,phía đuôi trục khủy nghe rõ hơn.Do khe hở giữa bạc và trục cam quá lớn, tác hại làm cho bạc và trục cam mòn nhanh,áp suất dầu bôi trơn bị giảm

Động cơ làm việc có tếng kêu rào rào ở phía trước,do khe hở ăn khớp giữa các bánh răng, trục khủy và bánh răng cam quá lớn hoặc không đều,răng bị sứt mẻ, gãy.Tác hại làm cho mòn nhanh cặp bánh răng, động cơlàm việc không đều và có thể không làm việc được

và chứa nhiều chất ôxy hoá

Làm cho xupap đóng không kín công suất của đông cơ bị giảm, suất tiêu hao nhiên liệu tăng

Xupap chuyển động không vưng vàng có thể

bị kẹt, treo Nứt gãy làm nấm rơi vào buồng đốt ảnh hưởng nghiêm trọng tới động cơ

5

Đuôi xupap

bị mòn, tòe

Do va đập với đầu cò mổ, con đội, làm việc lâu ngày

Thay đổi góc pha phối khí, ảnh hưởng trực tiếp đến góc mở sớm đóng muộn, tới quá trình nạp đầy thảI sạch của động

Làm cho quá trình nạp và thải không được hiệu quả

2

Lò xo bị

gãy

Do tác dụng của lực cộng hưởng

Vật liệu chế tạo không đảm bảo

Gây ra hư hỏng lớn cho piston và xilanh

bị kẹt, ống dẫn hướng xupap nhô quá cao

Làm tăng chiều dài lò

xo xupap làm cho khả năng đóng mở của thải cả nạp kém

Nếu hư hỏng nặng làm cho lò xo xupap bị bật ra Móng hãm bị Trong quá trình làm việc chịu Không giữ được đĩa

Làm cho các ổ trục bạc lót bị mòn nhanh

Làm thay đổi pha phối khí dẫn đến năng xuất của bơm xăng, công xuất động

cơ bị giảm

4

Bạc bị mòn Do ma sát khi làm việc Làm tăng khe hở giữa

bạc và cổ trục gây va đập khi động cơ làm việc

5

Bánh răng cam

bị mòn, sứt mẻ

Do va đập trong quá trình làm việc và bôi trơn kém

Tháo lắp không đúng kĩ thuật

Gây tiếng kêu khi làm việc và ảnh hưởng đến các bánh răng khác

Do làm việc lâu ngày, ma sát với rãnh then của bánh răng

Gây tiếng kêu khi hoạt động Lắp không chặt

3.2 Quy trình kiểm tra, chẩn đoán, sửa chữa van điều khiển dầu trục cam

3.2.1 Kiểm tra chẩn đoán bằng máy chẩn đoán

* Lưu ý: Hãy tuân thủ theo những hạng mục sau để đảm bảo an toàn

- Đọc hướng dẫn sử dụng trước khi dùng máy chẩn đoán

- Tránh để dây của máy chẩn đoán bị kẹt vào các bàn đạp, cần số hay vành tay lái khi lái xe với máy chẩn đoán đang kết nối với xe

- Khi lái thử xe cho mục đích thử của máy chẩn đoán, yêu cầu có 2 người Một người lái xe và người kia vận hành máy chẩn đoán

* Thực hiện các bước sau đây:

1 Nối máy chẩn đoán với giắc DLC3

2 Khởi động động cơ

3 Bật máy chẩn đoán ON

4 Bật công tắc A/C ON

5 Kiểm tra cụm van điều khiển dầu phối khí trục cam (cho trục cam nạp)

- Vào các menu sau: Powertrain / Engine and ECT / Active Test / Control the VVT Linear (Bank 1)

- Kiểm tra tốc độ động cơ khi kích hoạt cụm van điều khiển dầu phối khí trục cam (cho trục cam nạp) bằng máy chẩn đoán

* Điều kiện tiêu chuẩn:

Điều khiển bằng

máy chẩn đoán Điều kiện tiêu chuẩn Điều khiển bằng máy chẩn đoán

100% Động cơ chạy không tải rung hay chết máy 100%

* Gợi ý: Nếu kết quả không chấp nhận được, hãy để động cơ nguội (nhiệt độ nước làm mát là 50°C hoặc thấp hơn) và tiến hành Thử kích hoạt lại

3.2.1 Quy trình tháo van điều khiển dầu trục cam

Bảng: 3.1 Quy trình tháo van điều khiển dầu trục cam

chốt và sau đó nâng phía

trước của nắp che động cơ

Tháo 2 đai ốc và tách dây

điện động cơ ra

3

* Tháo cụm van điều khiển

dầu phối khí trục cam:

- Cụm van điều khiển dầu

phối khí trục cam (cho trục

cam xả)

+ Ngắt giắc nối van điều

khiển dầu

+ Tháo bulông và van điều

- Cụm van điều khiển dầu

phối khí trục cam (cho trục

3.2.2 Quy trình kiểm tra van điều khiển dầu phối khí trục cam

- Đo điện trở dựa theo giá trị (các giá trị) trong bảng dưới đây

* Điện trở tiêu chuẩn:

Nối dụng cụ đo

1 - 2

Điều kiện 20°C

Điều kiện tiêu chuẩn

Từ 6.9 đến 7.9 Ω Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, hãy thay thế cụm van điều khiển dầu

Hình 3.2 Kiểm tra van điều khiển dầu phối khí trục cam

- Nối cực (+) của ắc quy vào cực 1 và cực âm (-) của ắc quy vào cực 2, và kiểm tra chuyển động của van

* Ký hiệu trong hình:

*a Chi tiết không nối với dây điện

(Van điều khiển dầu phối khí trục cam)

* Kiểm tra:

Cấp điện áp ắc quy Van di chuyển sang hướng mũi tên bên trái trong hình vẽ Ngắt điện ắc quy ra Van di chuyển sang hướng mũi tên bên phải trong hình vẽ

* Chú ý:

- Kiểm tra rằng van dịch chuyển tự do và không bị kẹt bất cứ vị trí nào

- Nếu cần thiết, hãy thay cụm van điều khiển dầu phối khí trục cam

* Gợi ý:

- Sự tích tụ của vật thể lạ có thể gây rò rỉ áp suất nhẹ Sự rò rỉ áp suất nhẹ sẽ làm cho trục cam sớm lên hoặc muộn đi, và điều này sẽ làm cho mã lỗi xuất hiện

3.2.3 Quy trình lắp van điều khiển dầu phối khí trục cam

Bảng: 3.2 Quy trình lắp van điều khiển dầu phối khí trục cam

1

* Lắp cụm van điều khiển

dầu phối khí trục cam:

- Cụm van điều khiển dầu

phối khí trục cam (cho trục

cam xả)

+ Bôi một lớp mỏng dầu

động cơ lên gioăng chữ O

mới và lắp gioăng vào van

điều khiển dầu

+ Ký hiệu trong hình:

*1 Gioăng chữ O mới

- Lắp van điều khiển dầu

dầu (bề mặt tiếp xúc với

quy lát)

• Hãy cẩn thận để tránh

làm nứt gioăng chữ O hoặc

bị di chuyển ra ngoài vị trí

khi lắp van điều khiển dầu

- Nối giắc nối của van

điều khiển dầu

- Cụm van điều khiển dầu

phối khí trục cam (cho trục

cam nạp)

3

* Lắp dây điện động cơ:

- Lắp dây điện động cơ

bằng 2 đai ốc

- Mômen: 8.0 N*m{ 82

kgf*cm , 71 in.*lbf }

4

* Kiểm tra lại:

- Kiểm tra rò rỉ dầu

- Lắp nắp che động cơ số

1

- Cài khớp 3 chốt và lắp

nắp che động cơ