Hệ-Thống-Điều-Khiển-Đặc-Tính-Động-Cơ-Của-Xe-Toyota-Fortuner (1)

Trong thân máy cócác lỗ, các đường dẫn dầu bôi trơn và nước làm mát.. Nó được dúcbằng nhôm, lắp trên đó rất nhiều bộ phận như: giàn xu páp, các đường nạp, xả chocác Xylanh, các đường dầu

Toyota Fortuner V2.7 mới nổi bật và phong cách với dáng vẻ cứng cáp, khỏe

mạnh - được thiết kế mới toàn diện với những đường nét vuốt dài, sắc sảo và điểm nhấn gẫy gọn cá tính, mang đến một phong cách riêng biệt cho chiếc xe đa dụng.Không gian nội thất được thiết kế hài hòa trong từng chi tiết, sự kết hợp các chất liệu

da, ốp giả vân gỗ, mạ croom làm nổi bật vẻ tinh tế, khác biệt, tạo cảm giác sang

thích thú cho người sử dụng Dưới đây là một vài thông số của xe:

Chiều dài cơ sở

Khoảng sang gầm

Bán kính vòng quaytối thiểu (m) 5.9Trọng lượng không

1.2 Một vài thông số về động cơ TRD 2.7V

páp, DOHCDung tích công tác (cc) 2694

Công suất tối đa (Hp/rpm) 178/6000

Moment xoắn cực đại (N.m/rpm) 231/4100

Dung tích bình nhiên liệu (l) 65

Đường kính piston (mm) 95

Hệ thống phun nhiên liệu EFI

Điều khiển cam hút- cam xả Biến thiên thông minh VVT-i

Tích hợp bộ chuẩn đoán Onboard M-OBD

1.3 Kết cấu động cơ đượ bố trí trên xe

Động cơ TRD 2.7V được bố trí phía trước và nằm dọc trên xe Fortuner Động cơ cùng hệ thống truyền lực tạo ra moment chuyển động tại cầu sau (loại 4x2)hoặc cả cầu trước và cầu sau (loại 4x4)

1.4 Thân máy, nắp máy, xylanh

1.4.1 Thân máy

Thân động cơ (thân máy) lànơi chứa và lắp đặt các cơcấu và hệ thống của động

cơ Kết cấu phức tạp đượcđúc bằng hợp kim nhẹ.Xylanh được bố trí thành

cứng vững, mép dưới thân máy được bố trí thấp hơn so với tâm trục khuỷu 50 mm,tại các vách ngang ở các ổ đỡ trục khuỷu có các gân tăng cường Trong thân máy cócác lỗ, các đường dẫn dầu bôi trơn và nước làm mát Bao quanh các Xylanh làkhoang chứa nước để làm mát Nước làm mát không tiếp xúc trực tiếp với thânXylanh nên gọi là Xylanh khô.

1.4.2 Nắp máy

Nắp máy là phần đậy trên Xylanh, có cấu tạo tương đối phức tạp vì trong nó

có rất nhiều các đườngống dẫn khí, dẫn nước,dẫn dầu và là nơi chứanhiều bộ phận khác củađộng cơ Nắp máy đượcđúc thành khối liềnchung cho cả dãyXylanh Nó được dúcbằng nhôm, lắp trên đó rất nhiều bộ phận như: giàn xu páp, các đường nạp, xả chocác Xylanh, các đường dầu, đường nước làm mát, lỗ để lắp kim phun nhiên liệu,bugi…Nắp máy được bắt chặt với thân máy bằng các budong cấy và các bulong

1.4.3 Gioang náp quy lát

Giữa nắp máy và thân máy có lớp đệm gọi là đệm nắp máy hay gioang quy

lát, có nhiệm vụ làm kínbuồng đốt và các đườngnước đường dầu.Gioang quy lát ngoàikhả năng làm kín còn

có khả năng chịu nhiệtcao do tiếp xúc trục tiếpvới buồng đốt Gioang nắp máy được làm bằng amiang có viền mép bằng đồng Bềmặt bôi bột chì chống dính Độ vênh của nắp quy lát tối đa là 0.05mm

1.4.4 Các te

Các te là nơi lắp trục khuỷu củađộng cơ và nhiều bộ phận khác.Phía dưới các te được đậy kín bởiđáy các te, tạo thành hộp kín, cócác gioang, phớt chắn dầu Đáycác te được dùng làm nơi chứadầu bôi trơn động cơ Do vậy,phía trong đáy các te có bố trí cáctấm ngăn cách để dầu không bịdao động mạnh khi xe chạy trênđường xấu Ở phía ngoài đáy các

te có các gân tản nhiệt để làmmát dầu bôi trơn Lỗ xả dầu được bố trí ở vị trí thấp nhất của đáy các te

1.4.5 Xylanh

Xylanh được gia công chính xác trực tếp trên thân máy,liền với thân động cơ, nhờ đó tăng độ cứng vững, gọn kết cấu, giảm trọng lượng động cơ Động cơ làm mát bằng nước Xylanh được đúc bằng gang, bề mặt làm việccủa xylanh được gia công chính xác và đọ bóng rất cao và được nhiệt luyện để đảm bảo độ cứng cần thiết

Cơ cấu bao gồm Piston cùng với chốt piston, các xéc măng, thanh truyền, trục khuỷu và bánh đà Nó có nhiệm vụ tiếp nhận năng lượng của khí cháy và biến

nó thành cơ năng làm quay trục khuỷu

Hình 2.1: Cơ cấu piston – thanh truyền – trục khuỷu – bánh đà.

độ cao của buồng đốt và ma sát liên tục với thành xylanh

Piston được đúc bằng hộp kim nhôm cùng tính chịu tải trong nhiệt, cơ cao Trên đỉnh piston có vùng lỗm để tránh va đập với xu páp, tăng diện tích buồng đốt, tăng khả năng hòa trộn nhiên liệu… Để khỏi bị kẹt do biến dạng nhiệt không đều theo chu vi, đỉnh piston có dạng ô van Mỗi khi tháo chốt piston phải ngâm piston trong nước nóng 800C, dùng tay hoặc chuôi gỗ ấn vào vào chốt piston

Hình 2.2: Cấu tạo của Piston.

Xéc măng khí được lắp ở bộ phận làm kín của Piston, có nhiệm vụ làm kín buồng đốt không cho khí lọt xuống các te và dẫn nhiệt từ piston sang xylanh Khi lắp xéc măng lên piston, cần lưu ý không để trùng miệng các xéc măng mà phải bố trí sao cho miệng các xéc măng nằm lệch nhau khoảng 900 – 1200 Trên piston có 2 vòng xéc măng hơi, vòng thứ nhất làm bằng thép, vòng thứ 2 làm bằng gang.

Xéc măng dầu có nhiệm vụ ngăn không cho dầu bôi trơn lên buồng đốt trong quá trình làm việc, do vung tóe và bôi trơn cưỡng bức, dầu bôi trơn bám lên thành xylanh, nó làm giảm ma sát của các chi tiết làm việc (piston, xéc măng hơi xylanh) đồng thời làm mát cho các chi tiết này Tuy nhiên, cần tránh không cho dầu lọt lên trên buồng đốt làm ảnh hưởng đến quá trình cháy Xéc măng dầu có 1 cái, loại kép, có 2 vòng thép mỏng và vòng lò xo ở giữa

Chốt piston có dạng hình trụ rỗng, chế tạo bằng thép Bề mặt ngoài của chốt được gia công chính xác và tôi thấm để có độ bền và khả năng chịu mài mòn cao Trong động cơ TRD chốt piston được gắn theo kểu “bơi”

1.5.2 Thanh truyền

Thanh truyền có nhiệm vụ truyền lực từ Piston cho trục khuỷu và nối liên động giữa Piston và Trục khuỷu Thanh truyền được chế tạo từ thép rèn (dập), có cấu tạo dạng thanh, tiết diện chữ I với 2 đầu: đầu nhỏ và đầu to Đầu nhỏ thanh truyền có lỗ để lắp với ác Piston và có bạc đỡ bằng đồng

Hình 2.4: Thanh truyền động cơ.

Trên đỉnh thanh truyền có lỗ nhỏ hình phểu, có nhiệm vụ hứng dầu nhờn bị vung lên đáy Piston và rơi xuống để dẫn vào bôi trơn cho ắc Piston Ắc Piston được bôi trơn bằng dầu dẫn từ cổ trục khuỷu đi qua lỗ khoan trong thân của thanh truyền

Đầu to thanh truyền có lắp bạc nối với cổ trục khuỷu (gọi là bạc biên), có lỗ phun dầu lên thành Xylanh Để có thể tháo lắp được, đầu to thanh truyền được chế tạo thành 2 nữa: nữa trên liền với thanh truyền, nữa dưới rời, được bắt với nữa trên bằng 2 bulong Đầu của bulong có cấu tạo chống xoay

có cốt thép.Cho phép mài trục khuỷu lên cốt sửa chữa 0.25mm

Độ côn và độ đảo lớn nhất cổ biên (mm) - 0.03

Bảng 2.1 Thông số của trục khuỷu

Bên trong má khuỷu và các cổ trục có khoan các lỗ để dẫn dầu tới bôi trơn cho các ổ chính và ổ biên Trong ổ biên có khoan lỗ dọc trục với kích thước đủ lớn

để gom cặn trong dầu bôi trơn theo nguyên tắc lọc ly tâm hay còn gọi là hốc lắn cặn Má của trục khuỷu là đối trọng đảm nhận vai trò cân bằng trục

Hình 2.7: Bạc trục khuỷu.

Các ổ đỡ trục và ổ biên của trục khuỷu là các ổ trượt hay còn gọi là bạc Mỗi bạc bao gồm 2 nữa hình trụ được chế tạo từ thép lá, mặt trong có phủ lớp vật liệu chống ma sát Vật liệu chống ma sát là hợp kim nhôm, cốt trong bằng thép Các bạc

đỡ trục được lắp một nữa lên trên các gối đỡ trục nằm ở thân máy bên trong các te, nữa còn lại lắp trên các ốp dưới Đối với bạc biên cũng tương tự như vậy, một nữa bạc được lắp lên phần tay biên, nữa còn lại lắp lên ốp dưới

Hình 2.8: Bạc trục khuỷu - Bạc trên Hình 2.9: Bạc trục khuỷu - Bạc dưới

Bạc chiều trục (bạc chặn) gồm 2 nữa trên dưới gồm 4 miếng được lắp tại ổ

đỡ chính số 3 Bạc chiều chặn cũng làm bằn hợp kim nhôm cốt thép.Trên một số

động cơ, người ta sử dụng ổ bi thay cho bạc để đỡ trục, dùng ổ bi đũa, còn đầu to thanh truyền thì sử dụng ổ bi kim.

1.5.4 Bánh đà

Có hình dạng của một đĩa đặc, đúc bằng gang, được lắp ở đuôi trục khuỷu

Nó có nhiệm vụ giữ cho trục quay ổn định Ở phíangoài của bánh đà có lắp vành răng để khởi động động cơ Trên bề mặt củabánh đà có khoan lỗ hay đánh dấu đặc biệt để làm chuẩn khi cần đặt Piston

Ngoài ra, còn có những dấu khác như thời điểm phun nhiên liệu, vị trí điều chỉnh xupáp của cơ cấu phân phối khí Bánh đà cũng là nơi để lắp ly hợp

Bánh đà được lắp vào đuôi trục khuỷu bằng 10 Bulong tự hãm theo vòng đệm Đối với xe Fortuner dùng hộp số tự động, thay vì bánh đà, đuôi trục khuỷu được lắp vành dẫn động của hộp số tự động

bề mặt tiếp xúc làm giảm ma sát và tăng tuổi thọ cho động cơ

Hình 2.10:Sơ đồ bôi trơn động cơ

1- Dầu bôi trơn chứa trong các

8 - Nhánh bôi trơn bạc đỡ trục cam, cò mổ, bộ truyền xích.

9 - Van an toàn.

Động cơ TRD sử dụng kết hợp cả hai phương pháp bôi trơn bằng vung dầu

và bôi trơn cưỡng bức: những chi tiết làm việc nặng được bôi trơn cưỡng bức, còn những chi tiết làm việc nhẹ hơn thì bôi trơn bằng vung dầu

Những chi tiết được tiến hành bôi trơn cưỡng bức: các ổ đỡ (bạc hay ổ bi) của trục khuỷu, các ổ ở đầu to thanh truyền, cơ cấu phân phối khí, các ổ đỡ trục của

bộ phận tăng áp, ắc Piston Các chi tiết được bôi trơn bằng vung tóe dầu: thành Xylanh, Piston, cò mổ, các vấu cam của trục phân phối, các bánh răng và nhiều chi tiết khác Hệ thống bôi trơn bao gồm bơm dầu, lọc dầu, các thiết bị đo và báo nhiệt

độ và áp suất dầu, các đường dầu khoan trong thân máy, trong trục khuỷu và một sốchi tiết khác và ống dẫn dầu…

Đáy các te động cơ cũng chính là nơi chứa dầu bôi trơn, mức dầu phải đảm bảo đúng quy định của nhà thiết kế Khi động cơ hoạt động, bơm dầu hút từ đáy các

te qua lưới lọc thô rồi đẩy vào bầu lọc Ra khỏi bầu lọc dầu đi tiếp vào đường dầu chính rồi sau đó được phân chia tới các cổ trục theo các lỗ khoan trên thân máy Từ các cổ trục dầu theo các lỗ khoan trong trục tới các cổ biên và theo lỗ trong thanh truyền tới bôi trơn cho các bạc đầu nhỏ thanh truyền Sau khi ra khỏi các ổ (bạc lót) cần bôi trơn, dầu rơi tự do xuống phía dưới, một phần rơi xuống các te, một phần vướng phải các chi tiết đang quay và bị văng đi do lực ly tâm Chính nhờ lượng dầu văng này các chi tiết khác của động cơ được bôi trơn (bôi trơn vung tóe)

Hình 2.11: Mạch dầu bôi trơn của động cơ

Mặt khác, từ đường dầu chính có một nhánh dẫn tới bôi trơn cho các bạc đỡ trục cam, và một nhánh khác dẫn dầu bôi trơn cho trục giàn cò mổ Lượng dầu còn lại đi qua bầu lọc rồi quay trở về đáy các te Toàn bộ dầu được cung cấp từ bơm dầuđều đi qua lọc dầu Tại đây diễn ra quá trình lọc dầu để loại các mạt kim loại và muội than ra khỏi dầu bôi trơn

Bầu lọc dầu kiểu toàn phần, lỏi lọc giấy Lọc gồm một vỏ bằng kim loạimỏng bao bọc phần tử lọc, có cấu tạo từ giấy lọc hình trụ rỗng Đầu vào của lọc có

2 cửa, một cửa của dòng dầu vào và một cửa của dòng dầu đã được lọc, sau đó dầu

đi vào phần trung tâm của phần tử lọc và chảy ra ngoài

Hình 2.12: Cấu tạo của bầu lọc

Van một chiều có tác dụng không cho các chất bẩn tích tụ ở phần ngoại vicủa phần tử lọc quay về động cơ khi động cơ ngừng hoạt động

Nếu phần tử lọc bị cấu bẩn, chênh lệch áp suất giữa bên trong và bên ngoàiphần tử lọc tăng lên Khi sự chênh lệch áp suất đạt đến một mức xác định, van antoàn sẽ mở ra, dầu không đi qua phần tử lọc mà đi tắt bôi trơn đến các bộ phận củađộng cơ

Bơm dầu bôi trơn là bơm roto, gồm 2 roto tiếp xúc trong: Roto trong và Rotongoài, có trang bị van an toàn để tránh quá tải cho hẹ thống khi áp suất tăng vượtquá định mức Khi áp suất ra quá cao làm thắng lực lò xo van, mở cửa van, xả bớtdầu về các te Van điều chỉnh áp suất dầu được bố trí trên bầu lọc Áp suất dầu tiêu

chuẩn tại n= 3000 v/ph là 2.5 -5.0 KG/cm Roto trong được dẫn động bởi trục camquay làm xoay Roto ngoài trong vỏ bơm.

Hình 2.13: Bơm dầu bôi trơn kiểu Roto

Để có thể thường xuyên kiểm tra nhiệt độ và áp suất dầu bôi trơn, người ta

bố trí các đồng hồ nhiệt độ và đồng hồ áp suất Để tránh làm đen dầu bởi khí cháy

và khói lọt từ Xylanh xuống các te, để không cho các chất độc ô nhiễm lọt ra ngoài, trên động cơ có lắp đường ống hút khí cháy vào cụm ống nạp (hệ thống tuần hoàn khí xả EGR)

1.7 HỆ thống làm mát

Động cơ TRD là loại động cơ sử dụng phương pháp làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức Khi động cơ nóng lên, hệ thống làm mát sẽ truyền nhiệt ra không khí xung quanh để làm mát động cơ Ngược lại, khi động cơ còn lạnh, hệ thống làm mát giúp động cơ dể nóng lên Bằng cách đó, hệ thống làm mát giúp cho động cơ duy trì nhiệt độ thích hợp

Khi mới khởi động, nước làm mát của động cơ có sẵn trong két được bơm nước hút qua ống hút của bơm rồi được đẩy vào khoang nước trong thân máy của động cơ thông qua các đường lỗ khoan sẵn trong thân máy Nước được phân chia để

làm mát đều cả bốn Xylanh, làm mát dầu bôi trơn sau đó lên làm mát thân máy, rồi

từ thân máy nước làm mát đến các van hằng nhiệt

Van hằng nhiệt được được lắp ở đầu bơm nước, có trang bị van đi tắt, Khi nước làm mát còn thấp dưới 820C, van hằng nhiệt sẽ đóng và van đi tắt mở Khi đó nước làm mát sẽ tuần hoàn qua mạch rẽ mà không đi qua van hằng nhiệt Khi nhiệt

độ nước lên cao quá 820C , van hằng nhiệt mở van đi tắt đóng lại

Hình 1.14: Sơ đồ hệ thống làm mát

1 - Bánh đà; 2 - Đường phân phối nước; 3 - Thân máy; 4 - Nắp máy; 5 - Ống dẫn nước về két; 6 - Ống dẫn bọt khí; 7 - Ống chuyển; 8 - Ống dẫn về két nước; 9 - Nắp két nước; 10 - Két nước; 11 - Quạt gió; 12 - Puly quạt; 13 - Khớp chất lỏng; 14 - Puly trục khuỷu; 15 - Ống nhánh từ bộ tản nhiệt; 16 - Van hằng nhiệt; 17 - Ống nhánh nối với bơm; 18 - Bơm nước; 19 - Các te

Toàn bộ nước làm mát sẽ chảy qua két nước Ở đây nó được làm mát, sau đó nước đi qua van hằng nhiệt trở về bơm nước Bằng cách này nhiệt độ động cơ được duy trì Nhiệt độ sôi của nước làm mát có thể đạt tới 1200C Dung tích bình chứa 7.8lít

Két làm mát dùng để hạ nhiệt độ của nước từ động cơ bằng cách tản nhiệt rangoài không khí qua thành ống nước và cánh tản nhiệt, rồi lại đưa trở vào làm mátđộng cơ.

Nắp két nước là bộ phận duy trì áp suất trong hệ thống làm mát cao hơn áp suất không khí, nhằm nâng nhiệt độ sôi của nước cao hơn bình thường Cho phép động cơ làm việc với nhiệt độ cao hơn mà không bị sôi trào gây hao hụt nước làm mát Ngoài ra nắp két còn làm để bịt kín miệng đổ nước của két làm mát

Hình 1.16: Cấu tạo nắp két nước

1 - Nắp

2 - Vòng đàn hồi

3 - Lò xo van xả hơi nước

4 - Thân của van xả hơi nước

5 - Lỗ thoát hơi

6 - Đĩa cao su của van xả

7 - Đệm cao xu của van xả

Van hằng nhiệt có nhiệm vụ tự động khống chế lưu lượng nước làm mát qua két nước khi nhiệt độ động cơ chưa đạt tới nhiệt độ quy định Mặt khác, van hằng nhiệt còn làm nhiệm vụ rút ngắn thời gian chạy ấm máy.

Hình 1.17: Cấu tạo van hằng nhiệt

Khi động cơ còn lạnh thì van đóng, ngăn không cho nước từ thân máy ra đi tới két nước, lúc này nước được dẫn thẳng tới bơm để tiếp tục được đẩy đi làm mát Khi động cơ nóng lên thì van hé mở Một phần nước được dẫn qua két làm mát Mức độ mở của van tùy thuộc vào nhiệt độ nước, nhiệt độ càng cao thì van càng mởnhiều Van hằng nhiệt mở hoàn toàn khi nhiệt độ  950C

1.8 Cơ cấu phối khí

Động cơ TRD sử dụng cơ cấu phối khí đóng mở xu páp thông minh VVT-i kiểu xu páp bố trí trên, ngay trong nắp máy hay gọi là xu páp treo Động cơ có 2 trục cam phía trên có kí hiệu DOHC (Double Overhead Camshaft)

Nguyên lý hoạt động

Thông thường , thời điểm phối khí được cố định, trên động cơ TRD hệ thống VVT-i sử dụng áp suất thủy lực để xoay trục cam nạp và làm thay đổi thời điểm phối khí Điều này có thể làm tăng công suất, cải thiện tính kinh tế nhiên liệu

và giảm khí thải ô nhiễm

1.8.1 Trục cam

Trục cam được đúc bằng gang, bề mặt làm việc của các cam và cổ trục cam đều được tôi cao tần Trục cam có 5 cổ lắp thẳng và ổ đỡ trên nắp máy Đầu trục cam có lắp bánh xích dẫn động trục cam Dầu bôi trơn được dẫn động từ nắp máy