ĐỀ tài KHẢO sát hệ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ XE CAMRY 20

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ XE CAMRY 2017 Người hướng dẫn: Th.S Đỗ Phú Ngưu Sinh viên thực hiện: Đinh Văn Hiếu Mã sinh viên: 1711504210212 Lớp: 17OTO2 Đà Nẵng, ngày 18, tháng 01, năm 2021 Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 MỞ ĐẦU Mục đích đề tài Hệ thống phân phối khí xe hệ thống quan trọng, ảnh hưởng lớn đến q trình làm việc xe Để cho xe hoạt động ổn định tiết kiệm nhiên liệu thời điểm phân phối khí phải lý tưởng Tuy nhiên góc pha phối khí khơng cố định, thay đổi theo chế độ hoạt động động như: tải trọng, tốc độ Cùng với phát triển xã hội yêu cầu xe ngày cao: nhiên liệu, khí thải Đó lý thúc đẩy hãng chế tạo ơtơ ngồi nước phải cải tiến nâng cao tính ưu việt động cơ, phải sử dụng nhiên liệu cách tiết kiệm mà cho hiệu suất sử dụng cao Để giải vấn đề nhằm nâng cao hiệu suất, cần phải có hệ thống “Phân Phối Khí” xác, thời điểm để tạo hiệu suất tối ưu cho động cơ, lại giải vấn đề nhiên liệu Tìm hiểu hệ thống phân phối khí động giúp thấy rõ quan trọng hệ thống Đồng thời củng cố bổ sung kiến thức chuyên nghành Tìm hiểu, nắm vững cấu tạo, nguyên lý làm việc, kết cấu chi tiết, cụm chi tiết để từ rút ưu, nhược điểm có kiến thức để chuẩn đoán, phát hư hỏng thường gặp, tìm cách khắc phục, cải tiến, phát triển chúng ngày tốt Ý nghĩa đề tài Hệ thống phân phối khí hệ thống quan trọng động hệ thống quan tâm hàng đầu nhà nghiên cứu chế tạo động cơ, trước yêu cầu khắc khe tiết kiệm nhiên liệu giảm lượng khí thải Nghiên cứu khảo sát hệ thống phân phối khí giúp nắm vững kiến thức để nâng cao hiệu sử dụng, sửa chữa, cải tiến Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 Mục đích, phân loại, yêu cầu hệ thống phân phối khí: 1.1.1 Mục đích: Hệ thống phân phối khí có nhiệm vụ thực q trình thay đổi khí động Thải khí thải khỏi xilanh nạp đầy hỗn hợp nạp khơng khí vào xilanh động để động làm việc liên tục, ổn định, phát huy hết công suất thiết kế Trong q trình làm việc khơng khí nhiên liệu cấp vào xilanh động ứng với thời điểm xác định 1.1.2 Yêu cầu: Các cấu phân phối khí phải đảm bảo yêu cầu sau: Đảm bảo nạp đầy thải sạch, muốn xupáp cần mở sớm đóng muộn tùy theo kết cấu loại động Đảm bảo đóng kín buồng cháy động kỳ nén nổ Đóng mở thời gian quy định Độ mở lớn để dịng khí dễ lưu thơng Làm việc êm dịu, mòn Dễ điều chỉnh, sữa chữa giá thành chế tạo rẻ 1.1.3 Phân loại: Trong động đốt thường sử dụng loại: Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp: Là loại cấu sử dụng rộng rãi động kỳ có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ điều chỉnh làm việc xác, hiệu quả, mang lại hiệu suất cao Gồm cấu phân phối khí kiểu xupáp đặt xupáp treo Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt: Là loại cấu có nhiều ưu điểm đảm bảo tiết diện lưu thơng lớn, dễ làm mát, gây ồn… Nhưng loại có kết cấu phức tạp, giá thành cao nên dùng Cơ cấu phối khí hỗn hợp: Là loại cấu vừa có xu páp vừa có van trượt Trong cấu phân phối khí hỗn hợp, pittơng có tác dụng van trượt để đóng mở cửa nạp, cịn cửa xả đóng mở xu páp 1.2 Hệ thống phân phối khí dùng động hai kỳ: Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Trong động hai kỳ, trình nạp đầy môi chất vào xilanh động chiếm khoảng 1200 đến 1500 góc quay trục khuỷu Quá trình thải động hai kỳ chủ yếu dùng khơng khí qt có áp suất lớn áp suất khí trời để đẩy sản vật cháy ngồi Ở q trình xảy hịa trộn khơng khí qt với sản vật cháy, đồng thời có khu vực chết xilanh khơng có khí quét tới Chất lượng trình thải sản vật cháy nạp đầy môi chất động hai kỳ chủ yếu phụ thuộc vào đặc điểm hệ thống quét thải Theo hướng vận động dịng khí qt động hai kỳ phân thành hai loại: - Quét vòng - Quét thẳng 1.2.1 Hệ thống quét vòng Là hệ thống quét thải vận hành theo ngun lý dịng khơng khí qt đường vịng lúc đầu từ phía men theo thành xilanh lên, tới nắp xilanh dịng khí quay đổi chiều 180o xuống ngược với chiều cũ Các thải cửa quét hệ thống đặt phần xilanh việc đóng, mở piston đảm nhiệm - Hệ thống quét vòng đặt ngang theo hướng song song: Được sử dụng chủ yếu động hai kỳ cỡ nhỏ Đặc điểm: Dùng cácte làm máy nén khí để tạo khơng khí qt Cửa qt thường đặt xiên lên đỉnh piston có kết cấu đặc biệt để dẫn hướng dịng khơng khí qt xilanh - Hệ thống qt vòng đặt ngang theo hướng lệch tâm: Thường dùng động hai kỳ có cơng suất lớn Đặc điểm: Cửa quét đặt theo hướng lệch tâm, xiên lên hợp với đường tâm xilanh góc 300, dịng khơng khí qt vào xilanh theo hướng lên tới nắp xilanh vòng xuống cửa thải Đây hệ thống quét thải hoàn hảo nhất, cho tiêu cơng tác động áp suất khơng khí qt lớn - Hệ thống quét vòng đặt bên: Chỉ sử dụng cho động hai kỳ tĩnh tại, động tàu thủy cỡ nhỏ có tốc độ trung bình Đặc điểm: Các cửa khí đặt bên thành xilanh theo hướng lệch tâm cửa quét nghiêng xuống góc 150 Trong hệ thống có van xoay để đóng cửa thải sau kết thúc quét khí nhằm giảm tổn thất khí quét 1.2.2 Hệ thống quét thẳng : Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Đặc điểm: Dịng khí qt theo đường thẳng từ lên, hành trình xi lanh so với quét vòng Các cấu quét thải hệ thống quét thẳng đặt hai đầu xi lanh Điều khiển đóng mở khí piston xu páp dùng trục cam Để lựa chọn góc phối khí tốt làm cho q trình nạp hồn thiện Cửa qt đặt theo hướng tiếp tuyến nên dịng khơng khí qt vào xilanh tạo thành vận động xốy q trình hình thành hỗn hợp khí q trình cháy xảy tốt hơn, đồng thời làm tăng tiết diện lưu thông nên giảm sức cản trình qt khí Hình 1.1 Các phương án qt thải động hai kỳ a) Qt vịng: cửa khí đặt ngang theo hướng song song b) Quét vòng: cửa khí đặt ngang theo hướng lệch tâm c) Quét thẳng d) Quét thẳng qua xả dùng piston đối đỉnh Cửa quét; Cửa xả; Piston; Xupáp xả 1.3 Hệ thống phân phối khí động bốn kỳ: Trên động bốn kỳ việc thải khí thải nạp đầy mơi chất thực cấu cam - xupáp, cấu cam - xupáp sử dụng đa dạng Tùy theo cách bố trí xupáp trục cam, người ta chia cấu phân phối khí động bốn kỳ thành nhiều loại khác cấu phối khí dùng xupáp treo, cấu phối khí dùng xupáp đặt… 1.3.1 Phương án bố trí trục cam dẫn động trục cam: Trục cam thường đặt hộp trục khuỷu nắp máy Dẫn động truyền đai: Bộ truyền đai thường sử dụng trục cam đặt phía nắp máy phổ biến dòng xe du lịch, xe tải nhỏ Ưu điểm dẫn động đai làm việc êm dịu, khơng cần bơi trơn Dây đai có giá thành thấp, nhẹ nhiều so với bánh hay xích Tuy nhiên, tuổi thọ độ bền dây đai thấp so với truyền bánh truyền xích nên cần thay sau thời gian sử dụng Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Dẫn động truyền xích: Được sử dụng để dẫn động cho trục cam ở nắp máy thân máy Ưu điểm truyền xích kết cấu gọn nhẹ truyền động dễ dàng khoảng cách trục lớn Nhưng nhược điểm dễ bị rung động thay đổi tải gây tiếng ồn Giá thành cao, làm việc lâu dài thường dẫn đến tượng rão mòn lăn, chốt xích dẫn đến phải thay truyền Q trình làm việc truyền xích cần bơi trơn sử dụng phận dẫn hướng, giảm chấn Phương án dẫn động bánh có ưu điểm lớn kết cấu đơn giản, cặp bánh phân phối khí thường dùng bánh nghiêng nên ăn khớp êm bền Tuy nhiên, khoảng cách trục cam với trục khuỷu lớn phương án phải dùng thêm nhiều bánh trung gian Cơ cấu dẫn động trở nên cồng kềnh, làm việc thường có tiếng ồn a) b) c) Hình Các phương án dẫn động trục cam a) Dẫn động trục cam bánh côn; b) Dẫn động trục cam bánh trung gian; c) Dẫn động trục cam truyền xích 1.3.2 Phương án bố trí xupáp dẫn động xupáp a) Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp đặt: Xupáp lắp bên thân máy trục cam trục cam dẫn động xupáp thông qua đội Xupáp nạp xupáp thải xilanh bố trí theo nhiều kiểu khác nhau: Bố trí xen kẽ bố trí theo cặp Khi bố trí Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 cặp xupáp tên, xupáp nạp dùng chung đường nạp nên làm cho đường nạp trở thành đơn giản Hình 1-2 Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp đặt – Trục cam; – Thân máy; – Con đội; – Đế lò xo xupáp; – Lò xo xupáp; – Ống dẫn hướng; – Xupáp; – Bánh dẫn động bánh cam; Ưu điểm: chiều cao động giảm xuống, kết cấu nắp xilanh đơn giản, dẫn động xupáp dễ dàng Nhược điểm: buồng cháy khơng gọn, có dung tích lớn Đường nạp, thải bố trí thân máy nên việc đúc gia công thân máy phức tạp Đường thải, nạp khó thốt, tổn thất nạp thải lớn b) Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo: Xupáp đặt nắp máy trục cam dẫn động thơng qua đội, đũa đẩy, địn bẩy trục cam dẫn động trực tiếp xupáp Ưu điểm: Tạo buồng cháy gọn, diện tích mặt truyền nhiệt nhỏ giảm tổn thất nhiệt Đường nạp, thải bố trí nắp xilanh nên có điều kiện thiết kế để dịng khí lưu thơng hơn, đồng thời bố trí xupáp hợp lý nên tăng tiết diện lưu thơng dịng khí Nhược điểm: dẫn động xupáp phức tạp làm tăng chiều cao động cơ, kết cấu nắp xilanh phức tạp, khó đúc gia cơng Để dẫn động xupáp, trục cam bố trí nắp xilanh để dẫn động trực tiếp dẫn động qua đòn bẫy Trường hợp trục cam bố trí hộp trục khuỷu thân máy, xupáp dẫn động gián tiếp qua đội, đũa đẩy, đòn bẫy… Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Hình 1-3 Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo – Trục cam; – Con đội; – Đũa đẩy; – Vít điều chỉnh; – Trục đòn bẫy;6 – Đòn bẫy; – Đế chặn lò xo; - Lò xo xupáp; - Ống dẫn hướng; 10 – Xupáp; 11 – Dây đai; 12 – Bánh trục khuỷu Khi bố trí xupáp treo thành hai dãy, dẫn động xupáp phức tạp Có thể sử dụng phương án dẫn động xupáp dùng trục cam dẫn động gián tiếp qua địn bẩy, dùng hai trục cam dẫn động trực tiếp Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Hình 1-4 Các phương án dẫn động xupáp a)– Các xupáp đặt xen kẽ nắp xilanh; b) – Xupáp dẫn động trực tiếp; c) – Xupáp dẫn động thơng qua địn bẫy Trong số động xăng, xupáp có bố trí theo kiểu hỗn hợp: xupáp nạp đặt thân máy xupáp thải lắp chéo nắp xilanh Khi bố trí kết cấu cấu phân phối khí phức tạp tăng tiết diện lưu thơng nhiều tăng khả cường hóa động Kết cấu thường dùng loại động xăng tốc độ cao Kết luận: So sánh ưu điểm nhược điểm hai phương án bố trí xupáp đặt treo thấy rằng: Động sử dụng hệ thống phân phối khí kiểu treo có hiệu suất nhiệt cao Dùng hệ thống phân phối khí kiểu treo làm cho kết cấu quy lát phức tạp dẫn động phức tạp đạt hiệu phân phối khí tốt 1.4 Các chi tiết, cụm chi tiết cấu phân phối khí cổ điển: 1.4.1 Trục cam: Trục cam dùng để dẫn động xu páp làm việc pha phối khí theo thứ tự làm việc xilanh cách xác kịp thời Hình 1-6 Kết cấu trục cam Trên trục cam có vấu cam hút xả cho xilanh Thời điểm đóng mở xupáp phụ thuộc vào biên dạng cam Trục cam bao gồm phần cam thải, cam nạp cổ trục Ngoài số động trục cam cịn có vấu cam dẫn động bơm xăng, bơm cao áp vv…Hình dạng vị trí cam phối khí định thứ tự làm việc, góc độ phối khí số kì động Cam chế tạo liền trục làm rời lắp trục then đai ốc Vật liệu chế tạo trục cam thường thép hợp kim có thành phần cacbon thấp thép 15X, 15MH, 12XH thép cacbon có thành phần trung bình thép 40 thép 45 Các mặt ma sát trục cam (mặt làm việc trục cam, ổ trục, mặt đầu trục cam…) thấm than cứng + Cổ trục cam: Có hai loại đủ cổ thiếu cổ Nếu số cổ trục Z số xilanh i thì: Số cổ loại đủ cổ Z = (i + 1) thường dùng động điêzen Số cổ loại trốn Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 cổ Z = (i/2 + 1) thường dùng động xăng Các cổ phải mài bóng, bề mặt có độ cứng đạt 50 ¿ 60 HRC Nếu trục cam lắp luồn kích thước cổ phải lớn phần khác trục cam Đôi để dễ lắp người ta làm đường kính cổ khác nhau, cổ có đường kính nhỏ phía cuối trục Các ổ trục cam ép thân máy ống thép có tráng hợp kim chịu mài mịn ba bít, hợp kim đồng chì, hợp kim nhơm Nếu trục cam lắp theo kiểu đặt, phải dùng ổ hai nửa, nửa đúc thân hay nắp xilanh, nửa làm thành nắp ổ lắp lại bulông hay gu giông, kết cấu dùng động công suất lớn số động có trục cam đặt nắp xilanh + Ổ chặn dọc trục cam: Để giữ cho trục cam không dịch chuyển theo chiều trục (khi trục cam, thân máy nắp xylanh giãn nở) khiến cho khe hở ăn khớp bánh côn bánh nghiêng dẫn động trục cam thay đổi làm ảnh hưởng đến pha phân phối khí, người ta phải dùng ổ chắn dọc trục Trong trường hợp bánh dẫn động trục cam bánh côn bánh nghiêng, ổ chắn phải bố trí phía sau bánh dẫn động Còn dùng bánh thẳng, ổ chắn đặt vị trí trục cam trường hợp này, trục cam không chịu lực dọc trục dù trục cam hay thân máy có giãn nở khác khơng làm ảnh hưởng đến pha phân phối khí trường hợp dùng bánh nghiêng bánh Hình 1-7 Kết cấu đầu trục cam Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Hình 3.44 Cấu tạo van điều khiển dầu OCV 3.7.3 Nguyên lý hoạt động Van điều khiển dầu CKP MAP ECU Hướng góc làm trễ Hướng di chuyển ti van Ti van TP Đường hồi CMP Từ bơm Đường hồi Hướng góc làm sớm Tới khoang làm trễ Tới khoang làm sớm Lò xo Hình 3.45 Hệ thống điều khiển ECU động xác định tình trạng động phản hồi từ tín hiệu cảm biến, gởi tín hiệu nhiệm vụ đến van điều khiển cung cấp dầu cho phản hồi tình trạng động điều khiển vị trí van ống Khi động dừng lại, van ống đặt góc trễ lớn nhờ áp suất thủy lực Van điều khiển cung cấp dầu phân phối áp suất thủy lực để làm chậm lại đẩy nhanh góc cháy, thay đổi liên tục pha phối khí trục cam hút giai đoạn từ góc sớm đến góc trễ  Điều khiển thơng tin phản hồi ECU động nhận biết tín hiệu cảm biến khác tính tốn cân chỉnh thích hợp cho tình trạng hoạt động, đạo van điều khiển cung cấp Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 dầu Việc thời điểm đóng mở thực nhận biết từ tín hiệu cảm biến vị trí trục cam nạp, điều khiển thơng tin phản hồi cho phù hợp với mục đích điều chỉnh thời điểm đóng mở xupap  Góc quay sớm Van điều khiển cung cấp dầu qua van ống làm tăng sớm góc quay nhờ tín hiệu điều khiển góc quay từ ECU động Áp suất thủy lực từ thân máy cung cấp cho buồng bánh góc quay sớm, cánh rơto di chuyển phía góc quay sớm, góc quay trục cam hút tăng Hình 3.46 Góc quay sớm  Góc quay trễ Dầu từ van điều khiển qua van ống điều khiển vào buồng hướng góc trễ nhờ tín hiệu điều khiển góc quay từ ECU động Áp suất thủy lực từ thân máy đặt vào buồng hướng góc trễ bánh V.V.T, cánh rơto di chuyển phía góc quay trễ, góc quay trục cam hút bị giảm lại Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Hình 3.47 Góc quay trễ  Khi trục cam vị trí giữ Khi mà góc pha thực tế đạt đến góc pha đích, góc buồng góc quay sớm góc buồng quay trễ với áp suất thủy lực trì, góc pha trục cam nạp Khi điều xảy ra, dầu van điều khiển cung cấp điều khiển cho góc pha thực tế giống góc pha đích (góc pha lý thuyết) Hình 3.48 Vị trí giữ 3.5.6 Ưu điểm MIVEC Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Tăng mơment xoắn cơng suất tốc độ Tăng ổn định tốc độ cầm chừng Giảm tiêu thụ nhiên liệu giảm lượng ô nhiễm Bằng cách làm cho xupap hút đóng nhanh tốc độ thấp trung bình động cơ, điều khiển hỗn hợp nạp vào trở lại ống góp hút, làm gia tăng cơng suất khí nạp, tăng thêm mơment xoắn tốc độ thấp trung bình Làm cho xupap hút mở sớm nghĩa có góc trùng điệp lớn, làm tăng việc tuần hồn khí thải EGR, khí cháy xylanh luân hồi lại với hịa khí tràn vào Việc giúp giảm nhiệt độ buồng đốt giảm NOx đốt hồn tồn hịa khí chưa cháy hết làm giảm nhiễm khí thải tiết kiệm nhiên liệu Những cải thiện tốc độ cao : công suất riêng cải thiện nhờ đóng chậm xupap hút, sử dụng lực quán tính luồng khí nạp Tăng ổn định tốc độ cầm chừng : cách giảm góc trùng điệp, cháy ổn định việc điều khiển khí nạp trở ống góp hút hút 3.7 Giới thiệu hệ thống phân phối khí biến thiên Valvetronic 3.7.1 Giới thiệu Hệ thống Vanos thay đổi thời điểm phối khí mà chưa tác động sâu vào độ nâng xupap Do BMW tiếp tục phát minh hệ thống Valvetronic xuất lần đầu mẫu xe BMW 316ti xylanh nhỏ gọn vào tháng năm 2001 sử dụng rộng rãi mẫu BMW 3-series Động ứng dụng công nghệ Valvetronic trang bị hệ thống máy tính quản lý có xử lý 40-megahertz, 32-bit xe động giới không cần sử dụng bướm ga 3.7.2 Cấu tạo Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Lị xo địn dẫn Trục vít-bánh vít Trục cam Trục lệch tâm Địn dẫn Xupap Hình 3.55 Cấu tạo hệ thống Valvetronic Trục cam: Có cấu tạo trục cam động thông thường vấu cam khơng tác dụng trực tiếp lên cị mổ mà thông qua cấu thay đổi độ nâng xupap Cơ cấu thay đổi độ nâng xupap: gồm trục lệch tâm, địn dẫn lị xo Khi mơ tơ quay làm trục lệch tâm quay theo, chế tạo lệch tâm nên quay làm thay đổi điểm tựa địn gánh làm thay đổi tác dụng trục cam làm thay đổi độ nâng xupap Lò xo đảm bảo cho đòn dẫn tiếp xúc với cam Mô tơ điện: Là loại mơ tơ điện chiều có tác dụng xoay trục lệch tâm, truyền động qua trục lêch tâm thơng qua truyền giảm tốc trục vít bánh vít Trục vít lắp mơ tơ bánh vít gắn trục lệch tâm 3.7.3 Nguyên lý hoạt động Xupap đóng hồn tồn Mơ tơ điện quay trục lệch tâm vị trí đóng hồn tồn, lúc vấu cam tác dụng lên đòn dẫn vị trí địn dẫn khơng tác dụng lên địn gánh nên kết địn gánh khơng tác dụng vào xupap làm xupap đóng hồn tồn Có thể ứng dụng vị trí xupap đóng hồn tồn hệ thống xylanh biến thiên (ngắt số xylanh không cần thiết động V6 thực việc điều khiển Vị trí trục lệch tâm Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 chế độ hoạt động xylanh) Khi chế độ tải nhẹ không cần công suất mômen lớn hệ thống ngừng hoạt động xupap hút dãy động phía trước Khi mức tiêu thụ nhiên liệu giảm Hình 3.56 Xupap đóng hồn tồn Khi tốc độ động thấp, tải nhẹ trung bình Tín hiệu từ cảm biến tốc độ động cơ, tải, nhiệt độ nước làm mát, vị trí bàn đạp ga gửi hệ thống điều khiển sau hệ thống tính tốn điều khiển mơ tơ điện quay làm trục lệch tâm quay theo lúc vấu cam tác dụng vào đòn dẫn  đòn gánh  xupap làm xupap mở với hành trình nhỏ  tiết diện lưu thơng nhỏ  hịa khí vào xylanh  công suất động nhỏ Khi tốc độ động cao hay tải nặng Mô tơ quay trục lệch tâm vị trí mở lớn độ nâng xupap lớn làm cho tiết diện lưu thơng qua xupap lớn nên hịa khí nạp vào xylanh nhiều hơn, thời gian nạp dài kết công suất mômen động tăng đáp ứng kịp thời chế độ hoạt động động Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Hình 3.57 Hoạt động tốc độ thấp tốc độ cao 1.5.2 Sự khác cấu phân phối khí đại cổ điển: Ngồi đặc điểm cấu tạo giống cấu phối khí cổ điển Cơ cấu phối khí đại cịn có phận đóng vai trị điều khiển thay đổi thời điểm đóng mở xupáp theo tốc độ động Nhờ mà cấu phối khí đại luôn làm việc điều kiện tối ưu Đối với cấu phân phối khí đại khác cấu phối khí cổ điển phận sau: Bộ cảm ứng tốc độ quay, cấu thực thay đổi thời điểm đóng mở xupáp, hệ thống điều khiển điện tử Bộ cảm ứng có nhiệm vụ giám sát thay đổi tốc độ quay động truyền tín hiệu điều khiển điện tử Cơ cấu thay đổi thời điểm đóng mở xupáp có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ điều khiển điện tử thực theo tín hiệu nhận Bộ điều khiển điện tử có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ cảm ứng, xử lí tín hiệu truyền tín hiệu đến cấu thực thay đổi thời điểm đóng mở xupáp Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Chương KHẢO SÁT VỀ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ VVT-I TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2017: 2.1 Giới thiệu xe Toyota Camry 2017 Hình 2.1 Xe Toyota Camry 2017 STT Thông số Kiểu động Cơ cấu phân phối khí Thể tích cơng tác Đường kính xylanh Hành trình piston Tỷ số nén Kích thước (Dài x Rộng x Cao) Khoảng sáng gầm xe Công suất lớn Mômen xoắn cực đại Thời điểm đóng mở xupáp Ký hiệu/Đơn vị cm3 mm mm mm mm Hp/rpm Nm/rpm Nạp Mở Đóng Xả Mở Đóng Tiêu chuẩn khí xả Hộp số Dung tích bình nhiên liệu L Đặc điểm/giá trị xylanh, thẳng hàng 16 van, DOHC, Dual VVT-i 2494 90 98 10.4 4825 x 1825 x1470 160 178/6000 131/4100 3o ~ 38o 61o ~ 26o 60o ~25o 4o ~ 39o Euro số tự động 70 Bảng Thông số kỹ thuật xe Toyota Camry 2017 2.5Q 2.2 Giới thiệu hệ thống phân phối khí VVT-i 2.2.1 Lịch sử hình thành Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Hệ thống VVT (Variable Valve Timing) sử dụng rộng khắp nhiều công ty sản xuất ô tô áp dụng cách 40 năm Hệ thống VVT đơn giản sử dụng đem lại kết khả quan Hệ thống gồm hai phận là: solenoid điều khiển dầu cấu VVT Trên hình thể vài phận rời, thấy rõ hai phận chính: cấu rịng rọc VVT OCV (Oil Control Valve, oil solenoid) Hình Cơ cấu VVT cổ điển Hệ thống VVT ban đầu hoạt động cách tương đối đơn giản: số vòng quay cố định (4400 vòng/phút động 20 xupap 4AGE) tín hiệu từ máy tính làm cho OCV mở, làm cho áp suất dầu qua đường đặc biệt cam nạp, xuyên qua trung tâm cam nạp tới pully VVT Trong có piston nhỏ, áp suất dầu đẩy piston phía sau, làm cho phần phía ngồi pully điều chỉnh với phần bên trong, then hình trôn ốc nên điều khiển hướng piston Như vậy, tín hiệu từ máy tính làm VVT hoạt động, OCV mở, nguyên nhân làm pully VVT hoạt động sớm 30 góc quay trục khuỷu (sớm 150 so với thân pully) Hệ thống VVT-i kỹ thuật thay đổi thời điểm phối khí phát triển TOYOTA Hệ thống VVT-i thay hệ thống VVT đơn giản vào năm 1991 động 4A-GE 20 xupap Hệ thống VVT-i giới thiệu vào năm 1996, thay đổi thời điểm xupap nạp cách điều chỉnh mối quan hệ trục cam điều khiển (dây đai, vị trí bánh dây xích) Hệ thống VVT-i thiết kế hệ thống phun xăng hãng Toyota hoạt động theo nguyên lý điện - thủy lực Cơ cấu tối ưu hóa góc phối khí trục cam nạp dựa chế độ làm việc động phối hợp với thông số điều khiển chủ động Áp suất dầu động đẩy tới truyền động cho với vị trí trục cam Năm 1998 Dual VVT-i (Điều chỉnh xupap xả xupap nạp) giới thiệu động RS2000 Altezza’s 3S- GE Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Hình 2.2 Cơ cấu VVT-i hãng Toyota Thông thường, thời điểm phối khí động cố định, hệ thống VVT-i sử dụng áp suất thủy lực để xoay trục cam nạp làm cấu tối ưu hố góc phối khí trục cam nạp dựa chế độ làm việc động phối hợp với thông số điều khiển chủ động Hiệu suất làm việc động phụ thuộc nhiều vào hoạt động cung cấp nhiên liệu Hệ thống điện tử điều khiển xupap nạp biến thiên VVT-i thiết kế với mục đích nâng cao mơmen xoắn động cơ, cắt giảm tiêu thụ nhiên liệu khí thải độc hại Các phận hệ thống gồm: xử lý trung tâm ECU 32 bit, bơm đường dẫn dầu, điều khiển phối khí (VVT) với xupap, cảm biến VVT, vị trí bướm ga, lưu lượng khí nạp, vị trí truc khuỷu, nhiệt độ nước Ngoài ra, VVT-i thường thiết kế đồng với cấu bướm ga điện tử ETCS-i, đầu phun nhiên liệu 12 lỗ (loại bỏ hỗ trợ khí) chia điện điện tử bugi đầu iridium Hình 3.3 Các cảm biến gửi ECU điều khiển VVT-i Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Trong trình hoạt động, cảm biến vị trí trục khuỷu, vị trí bướm ga lưu lượng khí nạp cung cấp liệu đưa ECU để tính tốn thơng số phối khí theo yêu cầu chủ động Các cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cung cấp liệu hiệu chỉnh, cịn cảm biến vị trí VVT vị trí trục khuỷu cung cấp thơng tin tình trạng phối khí thực tế Trên sở yếu tố chủ động, hiệu chỉnh thực tế, ECU tổng hợp lệnh phối khí tối ưu cho buồng đốt Lệnh tính tốn vài phần nghìn giây định góc đóng mở xupap Áp lực dầu tác động thay đổi vị trí điều khiển phối khí, mở xupap vào thời điểm thích hợp Như vậy, thay cho hệ thống cam kiểu cũ với thời điểm mở xupap không đổi, VVT-i điều chỉnh vô cấp hoạt động góc phối phí xupap Thời điểm mở biến thiên theo phối hợp thông số lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga, tốc độ nhiệt độ động Ngồi ra, cịn cảm biến đo nồng độ oxy đặt ống góp xả cho biết tỷ lệ % nhiên liệu đốt cháy Thông tin từ gửi ECU phối hợp xử lý hiệu chỉnh chế độ nạp tối ưu nhằm tiết kiệm xăng bảo vệ môi trường 3.1.2 Cấu tạo Bộ chấp hành hệ thống VVT-i bao gồm điều khiển VVT-i dùng để xoay trục cam nạp, áp suất dầu dùng làm lực xoay cho điều khiển VVT-i, van điều khiển để điều khiển đường dầu Hình 3.4 Cấu tạo điều khiển VVT-i Bộ điều khiển bao gồm vỏ dẫn động xích cam cánh gạt cố định trục cam nạp Áp suất dầu từ phía làm sớm hay làm muộn trục cam nạp xoay cánh gạt điều khiển VVT-i để thay đổi liên tục thời điểm phối khí trục cam nạp Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Khi động ngừng, trục cam nạp chuyển động đến trạng thái muộn để trì khả khởi động Khi áp suất dầu không truyền đến điều khiển VVT-i lập tức, sau động khởi động, chốt hãm hãm cấu hoạt động điều khiển VVT-i để tránh tiếng gõ Lò xo Xả Áp suất dầu Xả Van trượt (Phía sớm) (Phía muộn) Cuộn dây Píttơng Hình 3.5 Cấu tạo van điều khiển dầu phối khí trục cam 3.1.3 Nguyên lý hoạt động Hệ thống thiết kế để điều khiển thời điểm phối khí cách xoay trục cam tính theo góc quay trục khuỷu để đạt thời điểm phối khí tối ưu cho điều kiện hoạt động động dựa tín hiệu từ cảm biến Làm sớm thời điểm phối khí : Khi van điều phối đặt vị trí hình vẽ, ECU động điều khiển áp suất dầu tác động lên khoang cánh gạt phía làm sớm thời điểm phối khí để quay trục cam nạp chiều làm sớm thời điểm phối khí Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Hình 3.6 Van điều phối dầu vị trí phía làm sớm Làm muộn thời điểm phối khí: Khi ECU đặt van điều phối trục cam vị trí hình vẽ, áp suất dầu tác động lên khoang cánh gạt phía làm muộn thời điểm phối khí để làm quay trục cam nạp theo chiều quay làm muộn thời điểm phối khí Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 Hình 3.7 Van điều phối dầu vị trí phía làm muộn Giữ ổn định : Hình 3.8 Van điều phối dầu vị trí ổn định Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 2017 ECU động tính tốn góc phối khí chuẩn theo tình trạng vận hành Sau đặt thời điểm phối khí chuẩn van điều khiển dầu phối khí trục cam trì đường dầu đóng hình vẽ để giữ thời điểm phối khí  Khi nhiệt độ thấp, tốc độ thấp tải nhẹ, hay tải nhẹ Thời điểm phối khí trục cam nạp làm trễ lại độ trùng điệp xupap giảm để giảm khí xả chạy ngược lại phía đường nạp Điều làm ổn định chế độ không tải cải thiện tính kinh tế nhiên liệu tính khởi động  Khi tải trung bình, hay tốc độ thấp trung bình tải nặng Thời điểm phối khí làm sớm lên độ trùng điệp xupap tăng lên để tăng lượng khí xả luân hồi nội giảm tổn thất khí động cải thiện tính kinh tế nhiên liệu giảm nồng độ khí xả độc hại Ngồi ra, lúc thời điểm đóng xupap nạp đẩy sớm lên để giảm tượng khí hỗn hợp quay ngược lại đường nạp cải thiện hiệu nạp Khi tốc độ cao tải nặng: Thời điểm phối khí sớm lên trường hợp mức cao Thời điểm phối khí xupap nạp thay đổi thực tế theo thời điểm tính tốn cảm biến vị trí trục cam điều khiển ECU ... xupáp Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 201 7 Chương KHẢO SÁT VỀ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ VVT-I TRÊN XE TOYOTA CAMRY 201 7: 2.1 Giới thiệu xe Toyota Camry 201 7 Hình 2.1 Xe Toyota Camry 201 7.. .Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 201 7 MỞ ĐẦU Mục đích đề tài Hệ thống phân phối khí xe hệ thống quan trọng, ảnh hưởng lớn đến q trình làm việc xe Để cho xe hoạt động ổn... khảo sát hệ thống phân phối khí giúp nắm vững kiến thức để nâng cao hiệu sử dụng, sửa chữa, cải tiến Khảo sát hệ thống phân phối khí xe Camry 201 7 Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ CỦA