Phân tích và thiết kế các cơ cấu trong động cơ 1NZ FE Toyota Vios 2007

Xây dựng đồ thị chuyển vị piston bằng phương pháp Brick

Từ O’ kẻ đoạn thẳng O’M song song với đường tâm của má khuỷu OB, hạ M’C vuông góc với đoạn AD. + Đồ thị Brick có nửa đường tròn tâm o bán kính R = + Lấy về phía phải điểm O’ một đoạn gần bằng OO’.

Xây dựng đồ thị gia tốc bằng phương pháp Tôlê

Đường bao của các đoạn này là đường cong biểu diễn gia tốc của piston: J = f(x).

Xác định khối lượng tham gia chuyển động tịnh tiến

– khối lượng của thanh truyền quy dẫn về tâm chốt khuỷu tính trên đơn vị diện tích định piston ( kg/m^2).

Xây dựng đồ thị lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z, lực ngang N theo α

+ Sử dụng các công thức trên ta tính được các giá trị T, N, Z ứng với góc quay trục khuỷu α. + Sử dụng các công thức trên ta tính được các giá trị T, N, Z ứng với góc quay trục khuỷu α.

Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu

+ Nếu ta nối O với bất kỳ điểm nào trên hình vẽ, ta sẽ được vecto biểu diễn phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu. + Tìm điểm tác dụng của vecto chỉ cần kéo dài vecto về phía gốc cho đến khi gặp vòng tròn tượng trưng bề mặt chốt khuỷu tại điểm b.

Đồ thị mài mòn chốt khuỷu

Bắt đầu từ giao điểm của mép dưới vòng tròn với trục +Z theo chiều ngược chiều kim đồng hồ. Ta tiến hành xác định các điểm biểu diễn Qi trên vòng tròn đó, tính từ ngoài vào trong. + Nối các điểm vừa xác định ta được đường cong trơn ta có được đồ thị mài mòn trên chốt khuỷu như hình.

+ Nối các điểm vừa xác định ta được đường cong trơn ta có được đồ thị mài mòn trên chốt khuỷu như hình.

Giới thiệu các cơ cấu, hệ thống của động cơ 1NZ-FE Toyota Vios 2007

Hệ thống bôi trơn trong động cơ 1NZ-FE là hệ thống bôi trơn cưỡng bức cat-te ướt, với dung tích mặt ma sát, làm giảm tổn thất ma sát, làm mát cổ trục, tẩy rửa bề mặt ma sát và bao kín khe hở giữa piston với xilanh, giữa xecmang với piston, ngoài ra trên động cơ 1NZ-FE dầu bôi trơn còn tham gia điều khiển bôi trơn khoảng 3,4 lít đến 4,2 lít. Dầu bôi trơn từ cat-te được lưu thông qua vỉ lọc, bơm dầu, bầu lọc dầu rồi đến đường ống dầu chính sau đó được bôi trơn các bộ phận công tác như sơ đồ sau. Ngay khi công tắc điện xoay chiều sang vị trí Start, chức năng điều khiển máy khởi động sẽ điều khiển motor khởi động mà không cần giữ tay ở vị trí khởi động.

Hệ thống phân phối khí động cơ INZ – FE với trục cam kép (DOHC) và sử dụng hệ thống điều khiển thời điểm mở xupap thông minh VVT-I, giúp động cơ đạt công suất cao hơn, tiết kiệm nhiên liệu, đạt hiệu quả cao hơn ở những điều kiện đường xá khác nhau và bảo vệ môi trường.

PISTON

- Thân Piston: là phần phía dưới rãnh xéc măng dầu cuối cùng ở đầu piston, làm nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động trong xylanh và chịu lực ngang N. Tình trạng chịu nhiệt của Piston là không đều, nhiệt độ của đầu Piston cao hơn phần thân rất nhiều nên nó giãn nở nhiều khi làm việc. Đồng thời chân piston được gọt bớt phần kim loại để giảm khối lượng cho piston và tránh vo chạm với đối trọng trên trục khuỷu.

 Chốt piston là chi tiết máy nối piston với thanh truyền, nó truyền lực tác dụng của khí thể tác dụng trên piston cho thanh truyền để làm quay trục khuỷu.

THANH TRUYỀN 1 Nhiệm vụ

 + Kích thước nhỏ gọn để lực quán tính nhỏ , giảm được tải trọng lên chốt khuỷu, ổ trục đồng thời giảm kích thước hộp trục khuỷu và tạo khả năng đặ trục cam gần trục khuỷu làm cho buồng cháy động cơ dùng cơ cấu xu pắp đặt nhỏ gọn hơn. Các bánh răng chủ động hoặc bánh đai dẫn động lắp trên đầu trục khuỷu theo kiểu lắp trung gian và đều là lắp bán nguyệt đai ốc hãm chặt bánh đai, phớt chắn dầu, ổ chắn dọc trục đều lắp trên đầu trục khuỷu.  Má khuỷu là bộ phận nối liền cổ trục và cổ chốt, có hình ovan, làm liền với đối trọng, có 4 má khuỷu có đối trọng còn 4 má không có đối trọng, có tác dụng đảm bảo được sự cân bằng các lực momen quán tính chủ yếu là lực và momen quán tính ly tâm của động cơ.

 Giảm phụ tải cho cổ trục vì ở động cơ này có lực quán tính và mô men quán tính tự cân bằng nhưng ứng suất giữa cổ trục chịu ứng suất uốn lớn, khi dùng đối trọng mô men quán tính lớn nói trên được cân bằng nên cổ trục giữa không chịu ứng suất uốn do lực quán tính mô men gây ra.

BÁNH ĐÀ

• Phương án bố trí, dẫn động và kết cấu xupap
• Kết cấu xupap và xác định kích thước xupap

Quá trình vấu cam đẩy mở xuapap: Khi động cơ làm việc trục khuỷu quay làm cho bánh xích dẫn động cơ cấu phân phối khí lắp ở đầu trục khuỷu quay theo, thông qua bộ truyền động xích trung gian dẫn động các bánh xích lắp ở các đầu trục cam do đó làm cho các trục cam đóng mở xupap quay. Con đội bắt đầu chuyển động đi xuống làm mở các cửa nạp (nếu trong giai đoạn khí nạp đi vào xi lanh động cơ) và cửa thải (nếu trong quá trình thải) thực hiện quá trình nạp môi chất mới và thải khí cháy ra ngoài. Trục cam được bố trí phía trên nắp xilanh, khoảng cách giữa trục cam và trục khuỷu là rất lớn, nếu dùng phương pháp dẫn động bằng bánh răng sẽ rất phức tạp, cơ cấu dẫn động trở nên cồng kềnh, khi làm việc sẽ có tiếng ồn, vì thế trong trường hợp này trục cam được sẽ được dẫn động bằng xích.

Phía đầu trục khuỷu có biên độ dao động xoắn lớn vì vậy khi lắp theo kiểu này làm cho hệ thống phân phối khí chịu dao dộng xoắn làm sai lệch pha phân phối và chịu tải trọng phụ do dao động đó gây nên.

THÂN MÁY

• Yêu cầu và điều kiện làm việc
• Kết cấu nắp máy

-Thân máy là cụm chi tiết dùng để lắp các cơ cấu và các cơ cấu của động cơ -Cùng với Piston trong hệ thống phát lực và nắp máy tạo thành buồng cháy -Đồng thời là bộ phận dẫn hướng chuyển động Piston đảm bảo Piston khi chuyển đổi hướng ít bị xê dịch. Cụ thể trên đó được bố trí xy lanh, hệ trục khuỷu cùng các bộ phận truyền động để dẫn động các cơ cấu và hệ thống khác khác như bơm dầu, bơm nhiên liệu, bơm nước, trục cam, quạt gió…. Áo nước được lắp đặt giữa cửa thải và lỗ bugi trên nắp máy để giữ nhiệt độ đồng đều cho buồng cháy, điều này nâng cao chất lượng làm mát cho buồng cháy và khu vực xung quanh bugi.

- Các đường dầu trong nắp máy để dẫn dầu bôi trơn đến các cổ trục cam và các buồng sớm và muộn cả bộ VVT-i, dẫn dầu đi bôi trơn các biên dạng cam nơi tiếp xúc với con đội bằng những giàn dầu bôi trơn biên dạng cam.