- Van điều khiển dầu phối khí trục cam hoạt động theo sự điều khiển từ ECU động cơ để điều khiển vị trí của van
4 Hệ thống bơi trơn
Hệ thống bơi trơn cĩ nhiệm vụ cung cấp dầu đến mọi bộ phận của động cơ, tạo ra màng dầu để giảm ma sát và mài mịn. Cho phép các bộ phận của động cơ hoạt động trơn tru, tính năng tối ưu cũng như tăng tuổi thọ của các chi tiết.
Chú thích: 1 – Bơm dầu 2 – Lọc dầu thơ 3 – Lọc dầu tinh 4 – Cơng tắc áp suất dầu 5 – Đường dầu chính 6 – Van điều khiển dầu phối khí trục cam
7 – Lỗ hồi dầu.
Dầu bơi trơn cĩ nhiều cơng dụng, cĩ thể kể đến một số cơng dụng sau:
- Bơi trơn các bề mặt cĩ chuyển động trượt giữa các chi tiết nhằm giảm ma sát, do đĩ giảm mài mịn và tăng tuổi thọ của chi tiết.
- Rửa sạch bề mặt ma sát của các chi tiết. Trên bề mặt ma sát của các chi tiết trong quá trình làm việc thường cĩ các vảy rắn trĩc ra khỏi bề mặt. Dầu bơi trơn cuốn trơi các vảy trĩc đĩ, sau đĩ giữ lại trong các phần tử lọc của hệ thống bơi trơn. Do đĩ tránh cho bề mặt bị cào xước.
- Làm mát một số chi tiết. Do ma sát, tại các bề mặt của các chi tiết như piston, xylanh, trục khuỷu, bạc lĩt … sinh nhiệt. Mặt khác, các chi tiết như piston, xupap … cịn nhận nhiệt trực tiếp từ khí cháy truyền đến, do đĩ cĩ nhiệt độ rất cao, cĩ thể phá hỏng điều kiện làm việc của động cơ, gây kẹt, bĩ piston, giảm độ bền của các
- 29 -
Hình: Sơ đồ hệ thống bơi trơn động cơ 1 NZ - FE
chi tiết. Dầu bơi trơn từ hệ thống bơi trơn cĩ nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ bề mặt của các chi tiết được dẫn đến các bề mặt của các chi tiết cĩ nhiệt độ cao để tải nhiệt đi.
- Bao kín khe hở giữa các chi tiết như cặp chi tiết piston – xylanh – segment… để giảm lọt khí.
- Chống ơ xy hĩa bề mặt các chi tiết nhờ chất phụ gia chứa trong dầu bơi trơn.
- Rút ngắn quá trình chạy rà của động cơ.
Hệ thống bơi trơn sử dụng trên động cơ 1NZ – FE là loại bơi trơn cưỡng bức cacte ướt
Dầu bơi trơn được bơm hút từ cácte, qua lưới lọc, qua bộ lọc dầu tinh rồi được đẩy vào đường dầu chính phân phối đến các bộ phận cần bơi trơn của động cơ.
Một số bộ phận chính trong hệ thống bơi trơn của động cơ 1NZ –FE
a - Bơm dầu
Bơm dầu cĩ nhiệm vụ hút dầu từ cácte, và cung cấp dầu cĩ áp suất cao đến các bộ phận của động cơ. Bơm dầu sử dụng trong động cơ 1NZ – FE là loại bơm bánh
răng ăn khớp trong.
Roto chủ động được dẫn động từ trục khuỷu động cơ. Roto chủ động lệch tâm nên khi roto chủ động quay, khoảng khơng gian giữa roto chủ động và bị động bị thay đổi. Chính sự thay đổi khơng gian này tạo ra áp suất chân khơng để hút dầu cũng như tạo áp xuất nén để đẩy dầu đi.
Cĩ một van an tồn được lắp trong bơm cĩ tác dụng xả dầu khi áp suất dầu đạt đến một giá trị nhất định. Do đĩ cĩ thể kiểm sốt được áp suất dầu cực đại.
b - Lọc dầu
Tồn bộ lượng dầu cung cấp từ bơm dầu đều đi qua lọc dầu. Tại đây diễn ra quá trình lọc để loại các mạt kim loại và muội than ra khỏi dầu bơi trơn.
Cấu tạo của lọc như hình minh họa.
Lọc gồm một vỏ bằng kim loại mỏng bao bọc phần tử lọc, cĩ cấu tạo từ giấy lọc hình trụ rỗng.
- 31 -
Hình: Bơm dầu của động cơ 1NZ - FE
Đầu vào của lọc cĩ hai cửa, một cửa của dịng dầu vào và một cửa của dịng dầu đã được lọc.
Dầu đi qua van một chiều vào phần chung quanh của phần tử lọc. Ở đây dầu được lọc, sau đĩ dầu đi vào phần trung tâm của phần tử lọc và chảy ra ngồi.
Van một chiều cĩ tác dụng ngăn khơng cho chất bẩn tích tụ ở phần ngoại vi của phần tử lọc quay về động cơ khi động cĩ ngừng hoạt động.
Nếu phần tử lọc bị cáu bẩn, chênh lệch áp suất giữa bên trong và bên ngồi phần tử lọc tăng lên. Khi sự chênh lệch áp suất đạt đến một mức xác định, van an tồn sẽ mở ra, dầu khơng đi qua phần tử lọc mà đi tắt đến bơi trơn các bộ phận của động cơ.
5 – Hệ thống làm mát.
Khi động cơ làm việc, các chi tiết của động cơ, nhất là các chi tiết trong buồng đốt, tiếp xúc trực tiếp với khí cháy nên cĩ nhiệt độ rất cao. Nhiệt độ của đỉnh piston cĩ thể lên tới 6000 C, cịn nhiệt độ của xupap thải cĩ thể lên tới 9000C. Nhiệt độ của các chi tiết cao cĩ thể gây ra nhiều tác hại:
- Giảm sức bền, độ cứng và tuổi thọ của các chi tiết.
- Gây hiện tượng bĩ kẹt giữa các chi tiết chuyển động như piston, xylanh, xupap….
- Giảm hệ số nạp, làm giảm cơng suất động cơ. - Gây ra hiện tượng kích nổ.
Hệ thống làm mát cĩ nhiệm vụ tản nhiệt cho các chi tiết của động cơ, giữ cho nhiệt độ của các chi tiết khơng vượt quá nhiệt độ cho phép và do đĩ đảm bảo được điều kiện làm việc của động cơ.
Tuy nhiên nếu cường độ làm mát quá lớn, nhiệt độ của chi tiết thấp sẽ dẫn đến hiện tượng hơi nhiên liệu ngưng tụ và bám đọng lên trên bề mặt chi tiết, rửa trơi dầu bơi trơn nên các chi tiết bị mài mịn dữ dội. Đồng thời độ nhớt của dầu bơi trơn thấp nên ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc tăng. Ngồi ra, cơng suất tiêu hao cho các bộ phận của hệ thống làm mát như bơm, quạt… cũng tăng. Gây tăng tổn thất cơng suất cho động cơ.
Trong hầu hết các động cơ trang bị trên ơ tơ ngày nay đều sử dụng hệ thống làm mát bằng nước. Chú thích: 1 – Nắp quy lát 2 – Bơm nước 3 – Thân máy 4 – Két nước 5 – Cổ họng giĩ 6 – Bộ sưởi ấm 7 – Van hằng nhiệt 8 – Đường nước đi tắt
- 33 -
Trong hệ thống làm mát bằng nước, nước được lưu thơng trong áo nước, hấp thụ nhiệt độ sản ra từ động cơ đồng thời duy trì nhiệt độ thích hợp cho động cơ.
Nhiệt độ hấp thụ này được được giải phĩng qua bộ két nước. Nước được làm mát này trở về tuần hồn trong động cơ. Nhiệt của nước làm mát cũng cĩ thể sử dụng cho bộ sấy ấm.
Một số bộ phận chính của hệ thống làm mát của động cơ 1NZ – FE
a - Van hằng nhiệt.
Xylanh trong van hằng nhiệt được dịch chuyển do sự giãn nỡ của sáp trong xylanh. Sự dịch chuyển này làm cho van chính mở ra, điều tiết lưu lượng nước làm mát đi qua két nước, nhờ đĩ duy trì được nhiệt độ nước làm mát thích hợp.
Khi nhiệt độ nước làm mát cịn thấp, van hằng nhiệt sẽ đĩng và van đi tắt mở. Khi đĩ nước làm mát hồn tồn qua mạch rẽ mà khơng đi qua van hằng nhiệt. Nghĩa là nước làm mát đi thẳng vào động cơ mà khơng qua két nước.
Khi nhiệt độ nước làm mát lên cao, van hằng nhiệt mở và van tắt
đĩng lại, nước làm mát sẽ đi qua két nước, làm nguội, sau đĩ đi vào động cơ.
b - Bơm nước.
Bơm nước được dẫn động bằng đai chữ V để tạo dịng tuần hồn nước làm mát trong hệ thống làm mát và bộ sửa ấm.
Bơm nước sử dụng trong động cơ 1NZ –FE là loại bơm ly tâm, được dẫn
Hình: Cấu tạo van hằng nhiệt
Chú thích: 1 – Van chính; 2 – Van chuyển dịng; 3 –
Roto và thân của bơm nước cĩ các vịng bit để chống rị rỉ.
Chú thích:
1 – Rotor; 2 – buồng xốy lốc; 3 – trục; 4 – vịng bít chống rị rỉnước; 5 – thân máy; 6 – vỏ bơm ; 7 - vịng bi; 8 – puli; 9 – đai thang; 10 – nước; 5 – thân máy; 6 – vỏ bơm ; 7 - vịng bi; 8 – puli; 9 – đai thang; 10 – mayer lắp puli.
c - Quạt giĩ.
Quạt giĩ trên động cơ 1NZ – FE là loại quạt giĩ chạy bằng điện một chiều, do đĩ việc điều khiển quạt giĩ được thực hiện một cách tự động, phù hợp với mọi chế độ làm mát của động cơ.
Khi nhiệt độ nước làm mát thấp, cơng tắc nhiệt độ nước làm mát đĩng và nhờ thế, relay quạt được nối mass, lực từ của cuộn dây trong relay quạt hút và giữ tiếp điểm ở vị trí ngắt. Do đĩ dịng điện khơng đi qua quạt được.
Khi nhiệt độ nước làm mát cao, cơng tắc nhiệt độ nước làm mát hở, mạch relay quạt hở, tiếp điểm của relay quạt đĩng, cấp dịng cho quạt quay ở tốc độ cao.