CHƯƠNG 3: KHAI THÁC HỆ THỐNG BÔI TRƠN MAZDA CX5 Khưu Chấn Diên
Trang 52 Cấu tạo
Hình 3.7: Vị trí bầu lọc dầu trên động cơ
Có nhiệm vụ lọc sạch dầu động cơ bằng cách cho dầu động cơ đi qua bộ phận lọc dầu. Dầu nhờn được bơm vào bầu chứa, chạy quanh lõi lọc vào ống trung tâm sau đó đến đường dầu chính để đi bôi trơn các bộ phận trong hệ thống. Bầu lọc được lắp trực tiếp vào động cơ, tất cả lượng dầu do bơm hút đều đẩy vào bầu lọc, tại đây sau khi dầu được lọc sạch sẽ được đẩy đi bôi trơn. Khi lõi lọc bị tắc nghẽn do cặn bẩn chèn vào các rãnh lọc làm áp suất dầu xung quanh lõi lọc tăng, lực tác động vào van an toàn đường dầu tắt lớn thắng lực lò xo làm van an toàn mở, dầu bôi trơn sẽ đi tắt lên đường dầu chính để đi bôi trơn mà không qua lõi lọc.
3.3.2 Két làm mát dầu (két sinh hàn)
Két làm mát dầu gồm có tất cả 9 lá tản nhiệt và được gắn vào thân bầu lọc. Két làm mát dầu phân tán nhiệt dầu động cơ bằng cách sử dụng nước làm mát động cơ để giải nhiệt cho dầu bôi trơn . Do đó, nhiệt độ dầu được duy trì ở mức thích hợp để tránh làm giảm hiệu quả dầu bôi trơn.
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC HỆ THỐNG BÔI TRƠN MAZDA CX5 Khưu Chấn Diên
Trang 53
Hình 3.8: Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý két làm mát dầu
3.3.3 Cacte
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC HỆ THỐNG BÔI TRƠN MAZDA CX5 Khưu Chấn Diên
Trang 54 Cacte là nơi có nhiệm vụ chứa dầu động cơ.
Gioăng cacte được làm từ keo silicon sealant cho khả năng bít kín tốt nhất. Thiết kế cacte dầu ngắn hơn để giảm mất mát áp suất ở cacte. Cấu trúc của thân máy được thay đổi hoàn toàn và cacte dầu được làm ngắn hơn nhờ thiết kế vị trí đặt lọc dầu ngay sau trục dẫn động.
3.3.4 Lọc dầu thô
Có nhiệm vụ lọc sạch dầu bôi trơn trước khi dầu từ cacte được hút đi qua bơm dầu. Lọc dầu thô dùng để lọc ban đầu, lọc sơ qua dầu bôi trơn để ngăn chặn những chất bẩn có kích thước lớn ví dụ như cát, bụi. Nó có thể giữ lại những chất có kích thước lớn hơn 0.1 mm.
Hình 3.10: Mặt cắt phía trong lọc dầu thô 3.3.5 Bơm dầu
Bơm dầu có cơ chế điều khiển phản hồi áp suất dầu. Do đó việc áp suất dầu tăng lên cao hơn nhiều áp suất được cài đặt được khống chế và giảm sức cản của bộ truyền động bơm dầu. Ngoài ra, vì áp suất cài đặt (điều khiển hai cấp áp suất dầu) có thể thay đổi bằng cách vận hành van điện từ điều khiển dầu động cơ. Lực cản truyền động của máy bơm bị giảm ngay cả khi ở tốc độ thấp hoặc tải từ thấp đến trung bình.
Bơm dầu được gắn ở vị trí trong cacte dưới thân máy.
Bơm được dẫn động bằng xích truyền mới động giúp giảm lực dẫn động của bơm. Bơm dầu có 3 van: Van mở đường dầu hồi, van mở đường dầu tắt và van điều khiển.
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC HỆ THỐNG BÔI TRƠN MAZDA CX5 Khưu Chấn Diên
Trang 55
Hình 3.11: Cấu tạo bơm dầu
Bơm dầu có nhiệm vụ hút dầu từ cacte để đưa dầu đến các chi tiết cần bôi trơn và làm mát trong động cơ.
Nguyên lý hoạt dộng
Van xả đường dầu hồi và van điều áp đường dầu tắt được đẩy và mở nếu áp suất dầu tăng quá mức, từ đó dầu có thể lưu thông với áp suất thích hợp.
Hình 3.12: Đường đi dầu qua bơm khi mở đóng van xả đường dầu hồi
Bơm dầu điều chỉnh áp suất thủy lực theo hai mức ( áp suất dầu thấp và cao) bằng cách thay đổi đường dẫn dầu. Việc đổi đường dẫn dầu được thực hiện nhờ vào sự can thiệp van điện từ điều khiển dầu động cơ theo từng điều kiện hoạt động của động cơ. Van xả đóng mở để duy trì áp suất theo mức cài đặt. Van xả sẽ mở ra nếu áp suất dầu vượt quá lực đẩy lò xo của van xả và một phần dầu động cơ do bánh răng bơm hút
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC HỆ THỐNG BÔI TRƠN MAZDA CX5 Khưu Chấn Diên
Trang 56
được đưa trở lại đường hút dầu ban đầu của bơm dầu. Kết quả là, sự gia tăng áp suất dầu lớn hơn áp suất cài đặt sẽ bị loại bỏ.
Van xả đóng lại nếu áp suất dầu nhỏ hơn lực đẩy lò xo của van xả và tất cả dầu động cơ do bánh răng bơm hút vào đều được dẫn vào động cơ.Từ đó áp suất dầu được giữ ở mức bằng áp suất cài đặt.
Van điều áp đường dầu tắt mở ra nếu áp suất dầu tăng quá mức khi khởi động động cơ cực lạnh.Sau đó dầu động cơ được dẫn về cacte loại bỏ được sự gia tăng áp suất dầu vướt quá mức quy định của động cơ.
Hình 3.13: Van điều áp đường dầu tắt mở
Các chế độ dầu chảy được cài đặt
Dầu chảy dưới chế độ áp suất cài đặt thấp (van điện từ mở)
Khi van điện từ mở, dầu được bơm dẫn đến van điều khiển. Áp suất dầu (A) được tác dụng lên trên van điều khiển. Lúc này vì áp suất dầu (B+D) tác dụng lên van điều khiển theo hướng đi lên và áp suất dầu (A+C) tác dụng theo hướng xuống gần như cân bằng nên van điều khiển có xu hướng bị đẩy xuống bởi lực tác dụng lò xo (a). Dầu động cơ được dẫn đến van xả đường hồi dầu dưới lực tác dụng của áp suất dầu (E).
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC HỆ THỐNG BÔI TRƠN MAZDA CX5 Khưu Chấn Diên
Trang 57
Hình 3.14: Đường dầu đi khi áp suất dầu cao hơn chế độ áp suất cài đặt thấp
Khi áp suất dầu cao hơn chế độ áp suất cài đặt thấp (Hình 3.14)
Van xả đường hồi dầu được đẩy xuống bởi vì áp suất dầu (E+G-F) tác dụng lên lúc này theo hướng xuống cao hơn theo hướng đẩy lên của lò xo (b).Áp suất dầu giảm khi một phần dầu được bơm từ bơm đi hồi về đường hút ban đầu của bơm.
Khi áp suất dầu thấp hơn chế độ áp suất cài đặt thấp ( Hình 3.15)
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC HỆ THỐNG BÔI TRƠN MAZDA CX5 Khưu Chấn Diên
Trang 58
Van xả hồi dầu đucợ đẩy lên bằng lực đẩy lò xo, vì lúc này áp suất (H+K-J) tác dụng lên van xả theo hướng xuống yếu hơn lức tác dụng của lò xo (b) theo hướng lên. Áp suất dầu sẽ tăng trở lại như chế độ cài dặt khi dầu được bơm đủ mạnh vào động cơ.
Dầu chảy dưới chế độ áp suất cài đặt cao ( van điện từ đóng)
Khi van điện từ đóng, đường dầu từ bơm đến van điều khiển được đóng và lượng dầu trên van điều khiển sẽ chảy về cacte. Lúc này ap suất dầu tác dụng van điều khiển không còn đưcọ duy trì.
Lưu ý rằng ở chế độ áp suất cài đặt cao, hướng đi xuống hay đi lên của van điều khiển tác dụng bởi áp suất dầu được thay đổi theo áp suất dầu sau bơm và van điều khiển được đóng mở.
Khi áp suất dầu cao hơn chế độ áp suất cài đặt cao ( Hình 3.16)
Hình 3.16: Đường dầu đi khi áp suất dầu cao hơn chế độ áp suất cài đặt cao
Van điều khiển được đẩy lên bởi vì áp suất dầu (A+C-B) tác dụng lên van điều khiển theo hướng lên cao hơn lực đẩy của lò xo (a). Thông qua van điều khiển dầu được dẫn đến van xả . Van xả được đẩy xuống bởi áp suất dầu (D+F-E) tác dụng lên van xả theo hướng xuống cao hơn lực đẩy lên của lò xo (b). Áp suất dầu được giảm khi một lượng dầu được đưa về đường hút ban đầu của bơm.
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC HỆ THỐNG BÔI TRƠN MAZDA CX5 Khưu Chấn Diên
Trang 59
Hình 3.17: Đường dầu đi khi áp suất dầu thấp hơn chế độ áp suất cài đặt cao
Van điều khiển được đẩy xuống bởi lực đẩy của lò xo vì áp suất dầu (G+J-H) tác dụng lên van điều khiển theo hướng lên yếu hơn lực đẩy của lò xo (a). Dầu ở van điều khiển không đi đến được van xả hồi . Van xả được đẩy lên bởi lực lò xo (K) tác dụng lên van xả theo hướng lên và áp suất dầu (L) tác dụng theo hướng xuống gần như cân bằng. Áp suất dầu sẽ tăng lại khi dầu được bơm đủ đến động cơ.
3.3.6 Van phun dầu
Hình 3.18: Vị trí đặt van phun dầu trong thân máy
Van phun dầu được lắp đặt trong thân máy có nhiệm vụ phun dầu đến piston để bôi trơn và làm mát piston.
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC HỆ THỐNG BÔI TRƠN MAZDA CX5 Khưu Chấn Diên
Trang 60 Cấu tạo
Hình 3.19: cấu tạo chi tiết van phun dầu
Một van bi và một lò xo được đặt trong van phun dầu đóng vai trò đóng mở đường dầu từ động cơ đến vòi phun.
Nguyên lý hoạt động
Khi áp suất dầu tác dụng lên van bi vượt quá lực của lò xo, lò xo được nén xuống và van bi mở ra dẫn dầu bôi trơn đi qua vòi phun, dầu bôi trơn được phun đến piston thực hiện nhiệm vụ bôi trơn, làm mát.
Hình 3.20: Minh họa đường dầu đi từ van phun dầu đến piston
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC HỆ THỐNG BÔI TRƠN MAZDA CX5 Khưu Chấn Diên
Trang 61
Ngược lại khi áp suất dầu không đủ lớn để thắng lực đẩy lò xò thì lúc này lò xò sẽ tác dụng một lực đẩy bi lên đóng van bi lại cũng đồng nghĩa đường dầu bị đóng dầu không thể đi qua đến vòi phun.
3.3.7 Van điện từ điều khiển dầu
Cấu tạo
Hình 3.22: Vị trí, cấu tạo van điện từ điều khiển dầu
Van điện từ của dầu động cơ thay đổi mạch truyền động thủy lực để phù hợp với điều kiện vận hành xe và lực cản dẫn động bơm dầu được giảm xuống bằng cách kiểm soát áp suất của bơm dầu theo hai bước, giúp ngăn chặn sự gia tăng áp suất vượt mức quy định.
Nguyên lý hoạt động
Khi van điện từ không được cấp điện năng, bi được đẩy lên trên bằng lực của lò xo hồi vị. Khi cuộn dây được cấp điện từ tín hiệu của PCM, lực điện từ tác động làm cho đầu đẩy trong van điện từ di chuyển hướng xuống, nhờ lực đầu đẩy, van bi được đẩy xuống tác động đẩy bi đi xuống.
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC HỆ THỐNG BÔI TRƠN MAZDA CX5 Khưu Chấn Diên
Trang 62
PCM điều khiển thay đổi đường dầu van điện từ bằng tín hiệu điều khiển dựa trên điều kiện vận hành của động cơ.
Trạng thái cài đặt áp suất thấp ( van điện từ mở)
Hình 3.23: Sơ đồ nguyên lý đường dầu đi khi van điện từ mở
Khi cuộn dây được cấp điện năng bởi tín hiệu PCM, lực điện từ được sinh ra làm di chuyển đầu đẩy đi xuống và đồng thời van cũng được di chuyển xuống từ đó đẩy bi đi xuống. Đường dẫn dầu từ bơm dầu đến van điều khiển trong bơm được mở.
Trạng thái cài đặt áp suất cao (van điện từ đóng)
Khi lượng điện cấp cho cuộn dây bởi tín hiệu từ PCM bị ngắt, bi được đẩy ngược lên bằng lực đẩy của lò xo hồi vị.
Lúc này đường dầu từ bơm dầu đến van điều khiển bị đóng và đường dẫn dầu từ van điều khiển đến cacte được mở.
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC HỆ THỐNG BÔI TRƠN MAZDA CX5 Khưu Chấn Diên
Trang 63
Công tắc áp suất dầu
Cấu tạo
Được lắp trên van điện tử điều khiển dầu (hình 3.22)
Hình 3.25: Cấu tạo công tắc áp suất dầu
Một màng chắn được sử dụng đặt tại vị trí nhận biết áp suất dầu của công tắc Khi áp suất dầu tác dụng đến màng chắn của công tắc thông qua cửa nạp áp suất. Dưới tác dụng của áp suất dầu, màng chắn bị uốn cong và từ đó ngắt tiếp điểm của công tắc.
Nguyên lý hoạt động
Hình 3.26: Tín hiệu điện truyền từ công tắc áp suất dầu đến PCM
Khi chịu lực tác dụng của áp suất dầu, tiếp điểm trong công tắc áp suất dầu (1) sẽ ngắt, việc tiếp điểm bị ngắt sẽ được PCM nhận biết như một tín hiệu đầu vào.
3.3.8 Ống phân phối
Sự mất sức cản cơ học đã được giảm thiểu thông qua các thay đổi về cấu trúc vật liệu, từ đó đạt được mức tiết kiệm nhiên liệu tối ưu. Ống phân phối loại giảm lực cản được sử dụng như một phần của sự thay đổi cấu trúc này.
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC HỆ THỐNG BÔI TRƠN MAZDA CX5 Khưu Chấn Diên
Trang 64
Hình 3.27: Lỗ phun dầu trên ống phân phối
Ống phân phối có nhiệm vụ phun dầu động cơ để bôi trơn cơ cấu phối khí cam và cò mổ. Nhờ đó các bộ phận trượt giảm khả năng bị mài mòn giúp các bộ phận làm việc trơn tru bền bỉ.
Để dầu từ ống phân phối được phun đến các cam, nhà chế tạo đã tạo một lỗ dầu phun dầu ngay trên mỗi cam và dầu bôi trơn trong ống phân phối được phun ra bôi trơn các cam duới tác dụng của áp suất thủy lực.
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC HỆ THỐNG BÔI TRƠN MAZDA CX5 Khưu Chấn Diên
Trang 65
Hình 3.28: Đường dầu đi từ ống phân phối đến các cam
3.3.9 Cơ chế điều khiển dầu động cơ
Điều khiển phản hồi: áp suất dầu tối đa được xác định dựa trên áp suất dầu ở cacte chính. Áp suất dầu được điều chỉnh theo nhiệt độ nước làm mát, tốc độ động cơ và tải của động cơ.
Để giảm tải bơm dầu tác dụng vào động cơ, PCM điều khiển áp suất dầu động cơ đến áp suất thích hợp tùy theo điều kiện vận hành của động cơ.
Áp suất dầu động cơ được thay dổi theo hai bước. Khi không cần áp suất dầu, lượng dầu của bơm dầu sẽ giảm nhờ hoạt động của van điện từ điều khiển dầu động cơ.
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC HỆ THỐNG BÔI TRƠN MAZDA CX5 Khưu Chấn Diên
Trang 66
PCM thay đổi áp suất dầu bôi trơn động cơ theo hai bước bằng cách dẫn dầu từ van điện từ theo từng điều kiện hoạt động của động cơ.
Hình 3.30: Biểu đồ áp suất dầu và tốc độ động cơ
Xác định giá trị hiệu chỉnh đầu ra
PCM kiểm soát năng lượng điện áp hoạt động được cung cấp cho van điện từ theo tín hiệu hiệu chỉnh. Sau khi mở van điện từ giá trị hiệu chỉnh ở tỷ lệ 100%, sau đó giá trị hiệu chỉnh sẽ được giảm xuống vị trí mà tại đó vẫn có thể duy trì được điều kiện mở van. Giá trị hiệu chỉnh đầu ra cho việc duy trì van mở thay đổi theo điện áp.
Hình 3.31: Biểu đồ hiệu chỉnh van điện từ
Điều kiện hoạt động của van điện từ điều khiển dầu
Để thay đổi việc kiểm soát áp suất dầu dựa vào điều kiện hoạt động của động cơ. Điều khiển trạng thái bình thường
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC HỆ THỐNG BÔI TRƠN MAZDA CX5 Khưu Chấn Diên
Trang 67 - Tóc độ động cơ thấp hơn 4000rpm
- Nhiệt độ nước làm mát thấp hơn 98°C (208°F)
- Hiệu suất nạp thấp hơn thông số kỹ thuật ( thay đổi theo tốc độ động cơ)
Điều khiển khí xả
- Nếu tất cả các điều kiện sau được đáp ứng, PCM sẽ vận hành van điện từ nhiều lần để xả khí từ bên trong mạch dầu.
- Tốc độ động cơ: 500-900 rpm
- Nhiệt độ nước làm mát: 50-70°C (122-158°F)
Khi phát hiện lỗi như bị hở mạch hoặc có các hư hỏng xuất hiện trên các hệ thống khác, áp suất dầu động cơ luôn được đặt ở chế độ áp suất cao nhằm tránh hư hỏng xảy ra cho động cơ.
CHƯƠNG 4: KHAI THÁC HỆ THỐNG LÀM MÁT MAZDA CX5 Khưu Chấn Diên
Trang 67
CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN MAZDA CX5 4.1 Nhiệm vụ hệ thống làm mát trên ô tô
Khi động cơ đốt trong hoạt động, hỗn hợp nhiên liệu và không khí cháy trong buồng đốt tỏa ra nhiệt độ cao khoảng 20002500 °C, một phần chuyển thành công,