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

Hệ Thống Điều Khiển Đặc Tính Động Cơ Của Xe Toyota Fortuner 1.1 Tổng quan xe Fortuner Trong nhiều năm qua, TOYOTA ln thương hiệu uy tín bậc thị trường Việt Nam số nước Châu Á Indonesia, Ấn Độ, Malaysia,… Là thương hiệu dẫn đầu chất lượng mang đến tin cậy cao cho người sử dụng Năm 2009 TOYOTA mắt dòng Fortuner TRD 2.7V thi trường Việt Nam Toyota Fortuner TRD 2.7V sử dụng máy xăng, số tự động phiên cao cấp dòng Toyota Fortuner Với nội thất sang trọng đẳng cấp phiên G-máy dầu X-máy xăng, cầu Đây mẫu xe loại địa hình phức tạp nhờ có hệ thống truyền động bánh chủ động toàn thời gian hệ thống điều khiển vi sai trung tâm, vi sai cầu sau Toyota Fortuner V2.7 bật phong cách với dáng vẻ cứng cáp, khỏe mạnh - thiết kế toàn diện với đường nét vuốt dài, sắc sảo điểm nhấn gẫy gọn cá tính, mang đến phong cách riêng biệt cho xe đa dụng Khơng gian nội thất thiết kế hài hịa chi tiết, kết hợp chất liệu da, ốp giả vân gỗ, mạ croom làm bật vẻ tinh tế, khác biệt, tạo cảm giác sang trọng thoải mái chuyến Fortuner 2.7V sở hữu không gian nội thất sang trọng lịch lãm với thiết bị đại tiện nghi, mang đến thoải mái, thích thú cho người sử dụng Dưới vài thông số xe: Bộ phận Đặc tính Thơng số 1850 Chiều dài sở 2750 (mm) Khoảng sang gầm 220 xe(mm) Bán kính vòng quay 5.9 1710-1770 thước khả quan đường địa chỗ khó chạy 2350 (KG) Giúp tính Hệ thống bánh truyền động vượt hào tốt bánh Hộp số Tự động cấp Độc lập, tay Trước đòn kép Phụ tuộc, Sau kết nối Vành lốp Loại vành Vành đúc xe Kích thước lốp 265/65R17 Trước Đĩa thơng gió Sau Tang trống Phanh gầm xe cao kích hình mà xe tơ tải (KG) Trọng lượng tải treo Với khoảng sáng giúp xe chạy tốt tối thiểu (m) Trọng lượng không Hệ thống trội so với xe khác 4705 x 1840 x D x R x C (mm) Kích thước tính vượt Tiêu chuẩn Euro khí thải 1.2 Một vài thông số động TRD 2.7V Tên thông số Giá trị 2TR-FE xylanh thẳng hàng, 16 xu Động páp, DOHC Dung tích cơng 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 Hệ thống đánh lửa DIS có ESA Tiêu chuẩn khí xả Euro Step Điều khiển cam hút- cam xả Biến thiên thơng minh VVT-i Tích hợp chuẩn đoán Onboard M-OBD 1.3 Kết cấu động đượ bố trí xe Động TRD 2.7V bố trí phía trước nằm dọc xe Fortuner Động hệ thống truyền lực tạo moment chuyển động cầu sau (loại 4x2) cầu trước cầu sau (loại 4x4) 1.4 Thân máy, nắp máy, xylanh 1.4.1 Thân máy Thân động (thân máy) nơi chứa lắp đặt cấu hệ thống động Kết cấu phức tạp đúc hợp kim nhẹ Xylanh bố trí thành dãy dọc phần thân động Để tăng độ cứng vững, mép thân máy bố trí thấp so với tâm trục khuỷu 50 mm, vách ngang ổ đỡ trục khuỷu có gân tăng cường Trong thân máy có lỗ, đường dẫn dầu bôi trơn nước làm mát Bao quanh Xylanh khoang chứa nước để làm mát Nước làm mát không tiếp xúc trực tiếp với thân Xylanh nên gọi Xylanh khô 1.4.2 Nắp máy Nắp máy phần đậy Xylanh, có cấu tạo tương đối phức tạp có nhiều đường ống dẫn khí, dẫn nước, dẫn dầu nơi chứa nhiều phận khác động Nắp máy đúc thành khối liền chung cho dãy Xylanh Nó dúc nhơm, lắp nhiều phận như: giàn xu páp, đường nạp, xả cho Xylanh, đường dầu, đường nước làm mát, lỗ để lắp kim phun nhiên liệu, bugi…Nắp máy bắt chặt với thân máy budong cấy bulong 1.4.3 Gioang náp quy lát Giữa nắp máy thân máy có lớp đệm gọi đệm nắp máy hay gioang quy lát, có nhiệm vụ làm kín buồng đốt đường nước đường dầu Gioang quy lát ngồi khả làm kín cịn có khả chịu nhiệt cao tiếp xúc trục tiếp với buồng đốt Gioang nắp máy làm amiang có viền mép đồng Bề mặt bơi bột chì chống dính Độ vênh nắp quy lát tối đa 0.05mm 1.4.4 Các te Các te nơi lắp trục khuỷu động nhiều phận khác Phía te đậy kín đáy te, tạo thành hộp kín, có gioang, phớt chắn dầu Đáy te dùng làm nơi chứa dầu bơi trơn động Do vậy, phía đáy te có bố trí ngăn cách để dầu không bị dao động mạnh xe chạy đường xấu Ở phía ngồi đáy te có gân tản nhiệt để làm mát dầu bôi trơn Lỗ xả dầu bố trí vị trí thấp đáy te 1.4.5 Xylanh Xylanh gia công xác trực tếp thân máy,liền với thân động cơ, nhờ tăng độ cứng vững, gọn kết cấu, giảm trọng lượng động Động làm mát nước Xylanh đúc gang, bề mặt làm việc xylanh gia cơng xác đọ bóng cao nhiệt luyện để đảm bảo độ cứng cần thiết 2.5 Cơ cấu piston – truyền – trục khuỷu – bánh đà Cơ cấu bao gồm Piston với chốt piston, xéc măng, truyền, trục khuỷu bánh đà Nó có nhiệm vụ tiếp nhận lượng khí cháy biến thành làm quay trục khuỷu Hình 2.1: Cơ cấu piston – truyền – trục khuỷu – bánh đà - Piston - Trục khuỷu - Chốt Piston - Bánh dà - Thanh truyền 1.5.1 Nhóm Piston Piston chi tiết quan trọng động đốt Phải chịu điều kiện làm việc nặng nặng nhọc: áp lực lớn khí cháy, nhiệt độ cao buồng đốt ma sát liên tục với thành xylanh Piston đúc hộp kim nhơm tính chịu tải nhiệt, cao Trên đỉnh piston có vùng lỗm để tránh va đập với xu páp, tăng diện tích buồng đốt, tăng khả hòa trộn nhiên liệu… Để khỏi bị kẹt biến dạng nhiệt không theo chu vi, đỉnh piston có dạng van Mỗi tháo chốt piston phải ngâm piston nước nóng 800C, dùng tay chuôi gỗ ấn vào vào chốt piston Hình 2.2: Cấu tạo Piston  Xéc măng Xéc măng hay gọi vòng găng, chế tạo gang có độ đàn hồi cao, có dạng vịng trịn khơng khép kín, đoạn hở gọi miệng xéc măng Xéc măng có cơng dụng làm kín xylanh truyền nhiệt thân máy Xéc măng có loại: xéc măng dầu xéc măng khí Hình 2.3: Vị trí xéc măng - Xéc măng khí số - Xéc măng khí số - Xéc măng dầu Xéc măng khí lắp phận làm kín Piston, có nhiệm vụ làm kín buồng đốt khơng cho khí lọt xuống te dẫn nhiệt từ piston sang xylanh Khi lắp xéc măng lên piston, cần lưu ý không để trùng miệng xéc măng mà phải bố trí cho miệng xéc măng nằm lệch khoảng 900 – 1200 Trên piston có vịng xéc măng hơi, vòng thứ làm thép, vòng thứ làm gang Xéc măng dầu có nhiệm vụ ngăn không cho dầu bôi trơn lên buồng đốt trình làm việc, vung tóe bơi trơn cưỡng bức, dầu bơi trơn bám lên thành xylanh, làm giảm ma sát chi tiết làm việc (piston, xéc măng xylanh) đồng thời làm mát cho chi tiết Tuy nhiên, cần tránh không cho dầu lọt lên buồng đốt làm ảnh hưởng đến trình cháy Xéc măng dầu có cái, loại kép, có vịng thép mỏng vịng lị xo Chốt piston có dạng hình trụ rỗng, chế tạo thép Bề mặt ngồi chốt gia cơng xác tơi thấm để có độ bền khả chịu mài mòn cao Trong động TRD chốt piston gắn theo kểu “bơi” 1.5.2 Thanh truyền Thanh truyền có nhiệm vụ truyền lực từ Piston cho trục khuỷu nối liên động Piston Trục khuỷu Thanh truyền chế tạo từ thép rèn (dập), có cấu tạo dạng thanh, tiết diện chữ I với đầu: đầu nhỏ đầu to Đầu nhỏ truyền có lỗ để lắp với ác Piston có bạc đỡ đồng Hình 2.4: Thanh truyền động Trên đỉnh truyền có lỗ nhỏ hình phểu, có nhiệm vụ hứng dầu nhờn bị vung lên đáy Piston rơi xuống để dẫn vào bôi trơn cho ắc Piston Ắc Piston bôi trơn dầu dẫn từ cổ trục khuỷu qua lỗ khoan thân truyền Đầu to truyền có lắp bạc nối với cổ trục khuỷu (gọi bạc biên), có lỗ phun dầu lên thành Xylanh Để tháo lắp được, đầu to truyền chế tạo thành nữa: liền với truyền, rời, bắt với bulong Đầu bulong có cấu tạo chống xoay 1.5.3 Trục khuỷu Trục khuỷu chi tiết máy quan trọng nhất, cường độ làm việc cao giá thành cao động đốt Trục khuỷu chế tạo công nghệ dập , liền với đối trọng để cân động Để giảm biến dạng, trục khuỷu có ổ đỡ có cổ khuỷu cổ biên bố trí có độ trùng hợp lớn Năm ổ đỡ trục lắp bạc lót hợp kim nhơm có cốt thép.Cho phép mài trục khuỷu lên cốt sửa chữa 0.25mm Hình 2.5: Trục khuỷu động Thông số Nhỏ Lớn Khe hở dọc biên trục tiêu chuẩn (mm) 0.02 0.22 Khe hở dọc trục lớn (mm) - 0.30 Độ dày đệm dọc trục (mm) 2.44 2.49 Khe hở dầu tiêu chuẩn: cổ trục No.3 (mm) 0.030 0.055 Khe hở dầu tiêu chuẩn: cổ trục khác (mm) 0.024 0.049 Khe hở lớn (mm) - 0.10 Độ đảo lớn nhât (mm) - 0.03 Đường kính cổ trục No.3 (mm) 59.981 59.994 Độ côn độ đảo lớn cổ khuỷu (mm) - 0.005 Đường kính cổ biên (mm) 52.989 53.002 Độ côn độ đảo lớn cổ biên (mm) - 0.03 Bảng 2.1 Thông số trục khuỷu Bên má khuỷu cổ trục có khoan lỗ để dẫn dầu tới bôi trơn cho ổ ổ biên Trong ổ biên có khoan lỗ dọc trục với kích thước đủ lớn để gom cặn dầu bôi trơn theo nguyên tắc lọc ly tâm hay gọi hốc lắn cặn Má trục khuỷu đối trọng đảm nhận vai trò cân trục Hình 2.6: Kết cấu trục khuỷu Hai đầu trục khuỷu có phớt làm kín cao su Phớt trước lắp nắp giữ bơm dầu, phớt sau lắp nắp giữ phớt sau Phần đầu trục khuỷu nơi lắp bánh dẫn động cấu phân phối khí, bơm dầu, puli dẫn động bơm nước, quạt gió, máy phát điện, … Phần cuối trục 10 nước làm mát tuần hoàn qua mạch rẽ mà không qua van nhiệt Khi nhiệt độ nước lên cao 820C , van nhiệt mở van tắt đóng lại Hình 1.14: Sơ đồ hệ thống làm mát - Bánh đà; - Đường phân phối nước; - Thân máy; - Nắp máy; Ống dẫn nước két; - Ống dẫn bọt khí; - Ống chuyển; - Ống dẫn két nước; - Nắp két nước; 10 - Két nước; 11 - Quạt gió; 12 - Puly quạt; 13 - Khớp chất lỏng; 14 - Puly trục khuỷu; 15 - Ống nhánh từ tản nhiệt; 16 - Van nhiệt; 17 - Ống nhánh nối với bơm; 18 - Bơm nước; 19 - Các te Toàn nước làm mát chảy qua két nước Ở làm mát, sau nước qua van nhiệt trở bơm nước Bằng cách nhiệt độ động trì Nhiệt độ sơi nước làm mát đạt tới 1200C Dung tích bình chứa 7.8 lít Két làm mát dùng để hạ nhiệt độ nước từ động cách tản nhiệt ngồi khơng khí qua thành ống nước cánh tản nhiệt, lại đưa trở vào làm mát động Nắp két nước phận trì áp suất hệ thống làm mát cao áp suất khơng khí, nhằm nâng nhiệt độ sơi nước cao bình thường Cho phép 17 động làm việc với nhiệt độ cao mà không bị sôi trào gây hao hụt nước làm mát Ngồi nắp két cịn làm để bịt kín miệng đổ nước két làm mát Hình 1.16: Cấu tạo nắp két nước - Nắp - Vòng đàn hồi - Lò xo van xả nước - Thân van xả nước - Lỗ thoát - Đĩa cao su van xả - Đệm cao xu van xả - Mũ van khơng khí - Đệm van khơng khí 10 - Thân van hút khơng khí 11 - Lị xo van hút khơng khí 12 - Thân nắp két Trên nắp két nước có van xả nước van hút khơng khí Van xả nước trì áp suất hệ thống ổn định chế độ định tùy thuộc vào nhiệt độ làm mát tối đa quy định động làm việc Cịn van hút khơng khí đảm bảo áp suất hệ thống không thấp nhiều so với áp suất bên động nguội Khi áp suất két nằm ngồi giới hạn cho phép hai van mở để thoát bớt nước ngồi mơi trường hút khí vào Van nhiệt có nhiệm vụ tự động khống chế lưu lượng nước làm mát qua két nước nhiệt độ động chưa đạt tới nhiệt độ quy định Mặt khác, van nhiệt làm nhiệm vụ rút ngắn thời gian chạy ấm máy 18 Hình 1.17: Cấu tạo van nhiệt Khi động cịn lạnh van đóng, ngăn không cho nước từ thân máy tới két nước, lúc nước dẫn thẳng tới bơm để tiếp tục đẩy làm mát Khi động nóng lên van mở Một phần nước dẫn qua két làm mát Mức độ mở van tùy thuộc vào nhiệt độ nước, nhiệt độ cao van mở nhiều Van nhiệt mở hoàn toàn nhiệt độ �950C 1.8 Cơ cấu phối khí Động TRD sử dụng cấu phối khí đóng mở xu páp thơng minh VVT-i kiểu xu páp bố trí trên, nắp máy hay gọi xu páp treo Động có trục cam phía có kí hiệu DOHC (Double Overhead Camshaft) Ngun lý hoạt động Thơng thường , thời điểm phối khí cố định, động TRD hệ thống VVT-i sử dụng áp suất thủy lực để xoay trục cam nạp làm thay đổi thời điểm phối khí Điều làm tăng cơng suất, cải thiện tính kinh tế nhiên liệu giảm khí thải nhiễm 19 Hình 1.18: Kết cấu tổng thành - Cam nạp - Xích cam - Bộ điều khiển VVT-i - Cam xả - Đường ống dầu tới vấu cam cò mổ Hệ thống thiết kế để điều khiển thời điểm phối khí cách xoay trục cam phạm vi 400 so với góc quay trục khuỷu để đạt thời điểm phối khí tối ưu cho điều kiện hoạt động động dựa tín hiệu từ cảm biến 1.8.1 Trục cam Trục cam đúc gang, bề mặt làm việc cam cổ trục cam tơi cao tần Trục cam có cổ lắp thẳng ổ đỡ nắp máy Đầu trục cam có lắp bánh xích dẫn động trục cam Dầu bôi trơn dẫn động từ nắp máy vào ổ đỡ thứ vào trục cam tới ổ đỡ 20 Hình 1.19: Truc cam - Trục cam số 1- cam nạp; - Trục cam số 2- cam xả; - Bánh dẫn động Trục cam dẫn động từ trục khuỷu động nhờ truyền động xích Trên trục cam có vấu cam có biên dạng thiết kế để đảm bảo chu trình phối khí, vấu cam điều khiển xu páp Khi trục cam quay, cị mổ tiếp xúc với phần thấp cam, xu páp vị trí cao nhất, lúc xu páp đóng chặt nhờ lực lị xo Khi đỉnh vấu cam tiếp xúc với cị mổ xu páp bị đẩy xuống Lò xo bị ép lại xu páp mở Khi đỉnh vấu cam qua khỏi cị mổ với lực đàn hồi lò xo, xu páp đòn mở bắt đầu lên xu páp đóng lại 1.8.2 Cị mổ Là chi tiết truyền lực trung gian, đầu tiếp xúc với đội thủy lực, đầu tiếp xúc với xu páp Cị mổ làm thép dập hay thép rèn Cị mổ lăn có vịng bi đũa bên để giảm hệ số ma sát nên cải thiện tính kinh tế nhiên liệu 21 Hình 1.20: Cấu tạo cò mổ - Cò mổ loại lăn - Vòng bi đũa 1.8.3 Bộ điều chỉnh khe hở thủy lực Duy trì khe hở xu páp không áp suất dầu lực lị xo Hình 1.21: Kết cấu điều chỉnh khe hở thủy lực 1.8.4 Xích cam 22 Bộ dẫn động xích cam truyền chuyển động từ bánh xích trục khuỷu đến bánh xích trục cam Trên than máy đầu trục khuỷu có lắp vịi phun dầu bơi trơn Bộ dẫn động xích có chốt tự động căng xích Khi tháo lắp cấu phối khí phải đưa Piston Xylanh thứ điểm chết sau kỳ nén Lúc vạch puly phải trùng với dấu “0” vạch dấu mở xu páp sớm Chốt mặt bích trục cam phải quay vị trí cao Khi lắp xích cam phả lưu ý cho dấu mặt bích xích cam nằm mắt xích có mạ sáng, cịn rãnh dấu bánh xích đầu trục khuỷu phải trùng với mắt xích khác có mạ sáng 1.8.5 Xu páp lị xo Xu páp nạp xu páp xả đóng mở đường hút đường xả theo tứ tự công tác theo kỳ nổ Lò xo xu páp làm thép, lị xo có tải trọng tần suất cao 1.9 Hệ thống cung cấp nhiên liệu Nhiên liệu lấy từ bình nhiên liệu bơm nhiên 23 liệu phun áp suất vòi phun Áp suất nhiên liệu đường ống nhiên liệu phải điều chỉnh để trì việc phun nhiên liệu ổn định điều áp giảm rung động Hình 1.22: Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu 1.9.1 Bơm xăng: Bơm nhiên liệu bơm điện đặt thùng nhiên liệu, cấp xăng có áp suất qua bầu lọc theo đường ống vào vòi phun Trên đường ống có lắp van điều chỉnh áp suất xăng đầu vòi phun 2.3- 2.9 KG/cm2 vòng quay định mức Từ van điều chỉnh áp suất có đường dầu hồi thùng nhiên liệu Hình 1.23: Bơm xăng 1.9.2 Vòi phun nhiên liệu Nhiên liệu phun từ vịi phun hịa trộn với khơng khí, hổn hợp đưa vào Xylanh Để đạt hỗn hợp khơng khí nhiên liệu tối ưu 14.7:1, ECU điều khiển thời điểm phun lượng phun 24 Hình 1.24: Vòi phun nhiên liệu 1.9.3 Bộ điều áp nhiên liệu Điều chỉnh áp suất nhiên liệu đến áp suất định, việc cung cấp nhiên liệu ổn định Bộ điều áp điều chỉnh áp suất nhiên liệu vào   vòi phun 324kPa 3.3kgf / cm Bộ điều áp trì áp suất dư đường ống nhiên liệu cách thức trì van chiều bơm nhiên liệu Hệ thống cung cấp EFI có tính kinh tế cao, tăng cơng suất động cơ, giảm lượng độc hại khí xả (do ln đảm bảo hệ số khơng khí dư alpha = 0.9-1 tối ưu chế độ tải động cơ), thân thiện với môi trường 25