Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong ngành công nghiệp ô tô hiện đại, sự gia tăng của khí thải gây ô nhiễm môi trường cùng áp lực tiêu hao nhiên liệu đã thúc đẩy các nhà sản xuất không ngừng cải tiến kết cấu động cơ đốt trong. Để nâng cao hiệu suất nhiệt, tối ưu hóa công suất và mô-men xoắn ở nhiều dải tốc độ khác nhau mà vẫn giảm thiểu phát thải độc hại, hệ thống phân phối khí cần phải hoạt động chính xác và có khả năng tự động điều chỉnh thời điểm đóng mở xupáp theo từng chế độ vận hành của động cơ.

Bên cạnh sự phát triển của công nghệ chế tạo, công tác kiểm tra, chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống phân phối khí trên các dòng xe đang lưu hành đóng vai trò thiết thực. Việc chuẩn hóa quy trình kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả làm việc, rút ngắn thời gian sửa chữa và tiết giảm chi phí là yêu cầu trọng tâm trong cả môi trường đào tạo chuyên nghiệp lẫn thực tiễn xưởng dịch vụ kỹ thuật.

Đề tài "Nghiên cứu khai thác kĩ thuật cơ cấu phân phối khí VVT-i trên xe Toyota Camry 2.5Q" được thực hiện tại Khoa Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Trường Đại học Thành Đô (2022) do sinh viên Lê Công Hoàng Việt thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Tiến Hòa, nhằm đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật nêu trên.

Mục tiêu nghiên cứu của đồ án bao gồm:

  1. Nắm vững kết cấu, mô tả nguyên lý và điều kiện làm việc của cơ cấu; nắm chắc mối tương quan lắp ghép của các chi tiết, cụm chi tiết trong hệ thống phân phối khí.
  2. Phân tích các dạng hư hỏng, nguyên nhân, tác hại và phương pháp sửa chữa các chi tiết của hệ thống phân phối khí.
  3. Thực hiện tháo lắp đúng quy trình kỹ thuật, kiểm tra và sửa chữa các chi tiết trong hệ thống.
  4. Xây dựng hoàn chỉnh quy trình kiểm tra, chẩn đoán và sửa chữa hệ thống phân phối khí VVT-i trên động cơ 2AR-FE.

Nhiệm vụ nghiên cứu được xác định cụ thể:

  1. Phân tích đặc điểm, kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống phân phối khí.
  2. Tổng hợp các phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng, chẩn đoán hư hỏng và sửa chữa cơ cấu.

Đối tượng nghiên cứu là quy trình kiểm tra, chẩn đoán, sửa chữa cũng như kết cấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống phân phối khí VVT-i trên động cơ 2AR-FE. Khách thể nghiên cứu bao gồm các tài liệu kỹ thuật về kết cấu ô tô, động cơ đốt trong, tài liệu hướng dẫn sửa chữa chính hãng và dữ liệu thực hành kỹ thuật. Phạm vi nghiên cứu giới hạn trên hệ thống phân phối khí VVT-i kép (Dual VVT-i) của động cơ xăng 2AR-FE trang bị trên xe Toyota Camry 2.5Q (đời xe 2018).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án vận dụng nền tảng lý thuyết động cơ đốt trong, nguyên lý phân phối khí trục cam kép DOHC điều khiển pha biến thiên liên tục VVT-i (Variable Valve Timing - intelligent), cùng các phương pháp tính toán sức bền chi tiết máy trong ngành cơ khí ô tô. Tiêu chuẩn môi trường được đối chiếu trong nghiên cứu là tiêu chuẩn khí thải EURO 4.

Tác giả đã triển khai hai phương pháp nghiên cứu chính:

  1. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Tác động trực tiếp vào đối tượng nghiên cứu nhằm xác định các quy luật và thông số kỹ thuật thực tế thông qua 3 bước:

    • Bước 1: Quan sát, đo đạc và tìm hiểu các thông số kết cấu của hệ thống phân phối khí.
    • Bước 2: Lập phương án kiểm tra, chẩn đoán hư hỏng của hệ thống phân phối khí.
    • Bước 3: Lập phương án bảo dưỡng, sửa chữa và khắc phục các hư hỏng kỹ thuật.

  2. Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Thu thập, phân tích và tổng hợp thông tin khoa học từ các nguồn tài liệu kỹ thuật sẵn có qua 4 bước:

    • Bước 1: Thu thập, tìm kiếm tài liệu chuyên ngành về kết cấu động cơ và hệ thống phân phối khí.
    • Bước 2: Sắp xếp, phân loại tài liệu khoa học thành hệ thống logic theo từng đơn vị kiến thức.
    • Bước 3: Nghiên cứu, phân tích chuyên sâu về kết cấu và nguyên lý hoạt động của cơ cấu phối khí.
    • Bước 4: Tổng hợp kết quả thu được, hệ thống hóa kiến thức để xây dựng quy trình kỹ thuật.

Nguồn dữ liệu phục vụ nghiên cứu bao gồm thông số kỹ thuật của xe Toyota Camry 2.5Q, tài liệu hướng dẫn sửa chữa động cơ 2AR-FE của Toyota, cùng các giáo trình chuyên ngành kết cấu và tính toán động cơ đốt trong.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ VVT-i TRÊN ĐỘNG CƠ 2AR-FE XE TOYOTA CAMRY 2.5Q

Chương I trình bày tổng quan về chức năng, yêu cầu làm việc và kết cấu cơ bản của cơ cấu phân phối khí trong động cơ đốt trong:

  • Nhiệm vụ và yêu cầu: Hệ thống thực hiện quá trình nạp hỗn hợp khí (động cơ xăng) hoặc không khí sạch và thải khí đã cháy ra khỏi xylanh; đảm bảo độ đóng kín buồng cháy, mở đúng thời điểm, giảm thiểu mài mòn, hạn chế tiếng ồn và tối ưu hóa chi phí chế tạo. Hệ thống nạp phải kiểm soát lưu lượng, tốc độ và hướng dẫn dòng khí, đồng thời sấy nóng hòa khí. Hệ thống thải phải dẫn khí xả thuận lợi, giảm ồn và hỗ trợ tiêu hủy khí độc.
  • Cấu tạo chi tiết các bộ phận:
    • Xupáp: Gồm nấm, thân và đuôi. Nấm xupáp có mặt côn góc $\alpha = 15^\circ \div 45^\circ$, được chế tạo theo các dạng nấm bằng, nấm lõm, nấm lồi hoặc nấm chứa natri tản nhiệt. Góc mặt côn nấm làm nhỏ hơn mặt côn đế $0,5^\circ \div 1^\circ$ để tăng độ kín khít. Thân xupáp có đường kính $d_t = (0,3 \div 0,4)d_n$ và chiều dài $l_t = (2,5 \div 3,5)d_n$. Đuôi xupáp có dạng mặt côn, rãnh vòng hoặc bắt chốt, có thể được tráng thép hợp kim stenlit chống mòn.
    • Đế xupáp: Hình trụ rỗng, vát mặt côn, chế tạo từ thép hợp kim hoặc gang trắng, chiều dày $(0,08 \div 0,15)d_0$, chiều cao $(0,18 \div 0,25)d_0$, ép vào nắp máy với độ dôi $0,0015 \div 0,0035$ đường kính ngoài.
    • Ống dẫn hướng: Lắp lỏng với thân xupáp, được bôi trơn cưỡng bức hoặc vung té, có mũ che dầu ở đuôi.
    • Lò xo xupáp: Lò xo xoắn ốc hình trụ, có thể lắp 1 đến 3 lò xo lồng ngược chiều xoắn nhau để chống kẹt và triệt tiêu dao động cộng hưởng.
    • Trục cam: Đúc liền các vấu cam nạp, vấu cam xả và các cổ trục. Số cổ trục $Z = i + 1$ hoặc $Z = i/2 + 1$. Ổ chắn dọc trục khống chế khe hở dọc trục trong khoảng $0,1 \div 0,2\text{ mm}$.
    • Con đội: Chi tiết truyền lực trung gian gồm 3 loại: con đội hình nấm/trụ, con đội con lăn và con đội thủy lực (tự động triệt tiêu khe hở nhiệt).
    • Đũa đẩy và đòn gánh (cò mổ): Đòn bẩy có tỷ số truyền cánh tay đòn $l_c < l_{xp}$ nhằm giảm hành trình, gia tốc và lực quán tính của con đội.

CHƯƠNG II: CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ VVT-i TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2.5Q

Chương II đi sâu vào thông số kỹ thuật của xe Toyota Camry 2018 (phiên bản 2.5Q) và nguyên lý vận hành của hệ thống điều khiển pha phối khí biến thiên thông minh VVT-i kép trên động cơ 2AR-FE:

Hạng mục thông số Giá trị kỹ thuật Đơn vị đo
Kiểu động cơ 2AR-FE (4 xylanh thẳng hàng, 16 xupáp DOHC) -
Thể tích công tác 2494 $\text{cm}^3$
Đường kính $\times$ Hành trình piston $80 \times 98$ $\text{mm}$
Tỷ số nén 10.4 -
Công suất cực đại 133 / 6000 $\text{kW / rpm}$
Mô-men xoắn cực đại 231 / 4100 $\text{Nm / rpm}$
Thời điểm mở xupáp nạp Mở sớm $3^\circ \sim 38^\circ$ trước ĐTT Độ góc quay trục khuỷu
Thời điểm đóng xupáp nạp Đóng muộn $61^\circ \sim 26^\circ$ sau ĐTD Độ góc quay trục khuỷu
Thời điểm mở xupáp xả Mở sớm $60^\circ \sim 25^\circ$ trước ĐTD Độ góc quay trục khuỷu
Thời điểm đóng xupáp xả Đóng muộn $4^\circ \sim 39^\circ$ sau ĐTT Độ góc quay trục khuỷu
Tiêu chuẩn khí xả EURO 4 -
Dung tích dầu bôi trơn Khô: 5.3; Thay lọc: 4.4; Không thay lọc: 4.0 Lít
Dung tích nước làm mát 7.0 Lít
Hộp số Tự động 6 cấp U760E (Super ECT) -
Tỉ số truyền số 1 / số 4 3.420 / 1.148 -
Kích thước tổng thể ($D \times R$) $4825 \times 1840$ $\text{mm}$
Chiều dài cơ sở / Khoảng sáng gầm 2825 / 140 $\text{mm}$
Trọng lượng không tải / Toàn bộ 1560 / 2030 $\text{kg}$
  • Cơ cấu điều khiển VVT-i: Bao gồm bộ điều khiển VVT-i đặt ở đầu trục cam (vỏ ngoài ăn khớp với xích cam, cánh gạt trong gắn cố định với trục cam), van điều khiển dầu phối khí trục cam (OCV - Oil Control Valve) và hệ thống đường dầu bôi trơn áp suất cao.
  • Nguyên lý làm việc: Khối điều khiển động cơ ECM thu nhận tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí trục cam, cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF), cảm biến vị trí bướm ga và cảm biến nhiệt độ nước làm mát để xác định thời điểm phối khí mục tiêu. Sau đó, ECM điều khiển van OCV bằng chu kỳ nhiệm vụ (duty cycle) để cấp dầu thủy lực theo 3 trạng thái:
    1. Làm sớm thời điểm phối khí: Áp suất dầu được cấp vào khoang cánh gạt làm sớm, xoay trục cam theo chiều quay để mở xupáp sớm hơn.
    2. Làm muộn thời điểm phối khí: Áp suất dầu được cấp vào khoang cánh gạt làm muộn, xoay trục cam theo chiều ngược lại.
    3. Giữ thời điểm phối khí: ECM điều khiển van OCV đóng kín các đường dầu, duy trì góc lệch pha trục cam cố định.
  • Cơ chế khi dừng và khởi động: Khi động cơ tắt, trục cam nạp chuyển về vị trí muộn nhất và trục cam xả về vị trí sớm nhất. Chốt hãm thủy lực sẽ khóa cứng cánh gạt với vỏ bộ điều khiển nhằm ngăn tiếng gõ kim loại khi áp suất dầu chưa kịp thiết lập lúc khởi động.

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ DỰA TRÊN THÔNG SỐ XE TOYOTA CAMRY

Chương III thực hiện tính toán kiểm nghiệm sức bền cho các chi tiết nhóm piston - chốt piston liên đới trong điều kiện chịu tải trọng cơ học và tải trọng nhiệt:

  • Thông số tính toán ban đầu: Áp suất khí thể cực đại $P_z = 5,97\text{ MPa} = 5,97 \times 10^6\text{ N/m}^2$; đường kính piston tính toán $D = 0,12\text{ m}$; tỷ số bán kính quay trục khuỷu trên chiều dài thanh truyền $\lambda = R/L = 60/255 = 0,235$; vận tốc góc trục khuỷu $\omega = 157\text{ rad/s}$ (ở $n = 1500\text{ rpm}$); gia tốc cực đại của piston $J_{max} = 1826,49\text{ m/s}^2$.
  • Kích thước hình học lựa chọn: Chiều dày đỉnh piston $\delta = 0,015\text{ m}$; khoảng cách từ đỉnh đến rãnh xéc măng đầu $C = 0,024\text{ m}$; chiều dày đầu piston $S = 0,010\text{ m}$; chiều cao piston $H = 0,150\text{ m}$; đường kính chốt piston $d_{ch} = 0,038\text{ m}$; đường kính lỗ trong chốt piston $d_0 = 0,024\text{ m}$; đường kính bệ chốt $d_b = 0,062\text{ m}$; chiều dày thân piston $S_1 = 0,004\text{ m}$; kết cấu gồm 3 xéc măng khí và 1 xéc măng dầu.
  • Kết quả tính toán kiểm nghiệm bền:
    • Sức bền đỉnh piston (theo công thức Back): Lực khí thể $P_z = 0,0674\text{ MN}$, mô-men uốn $M_u = 0,0004\text{ MN}\cdot\text{m}$, mô-đun chống uốn $W_u = 4,5 \times 10^{-6}\text{ m}^3$. Ứng suất uốn tính được $\sigma_u = 88,89\text{ MN/m}^2$, nằm trong phạm vi cho phép của vật liệu hợp kim nhôm có gân tăng bền $[\sigma_u] = 25 \div 180\text{ MN/m}^2$.
    • Sức bền đầu piston tại tiết diện suy yếu I-I: Tiết diện cắt ngang qua rãnh xéc măng dầu chịu ứng suất kéo $\sigma_k = 4,296\text{ MN/m}^2 < [\sigma_k] = 10\text{ MN/m}^2$ và ứng suất nén $\sigma_n = 21,46\text{ MN/m}^2 < [\sigma_n] = 25\text{ MN/m}^2$, đảm bảo an toàn chịu lực.
    • Sức bền thân và bệ chốt piston: Áp suất tiếp xúc trên bệ chốt piston $K_b$ thỏa mãn điều kiện bền và bôi trơn $[K_b] = 20 \div 30\text{ MN/m}^2$.
    • Khe hở lắp ráp giữa đỉnh piston và xylanh: Khe hở nóng tính toán $\Delta'_đ = 0,12\text{ mm}$ (dựa trên hệ số giãn nở $\lambda'_đ = 0,002 \div 0,0025$).

CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG QUY TRÌNH KIỂM TRA, CHẨN ĐOÁN, SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ VVT-i ĐỘNG CƠ 2AR-FE TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2.5Q

Chương IV xây dựng quy trình công nghệ phục vụ công tác chẩn đoán và đại tu hệ thống phân phối khí:

  • Phân tích hư hỏng thường gặp:
    • Tiếng gõ lách cách đều ở nắp quy lát: Do khe hở nhiệt xupáp hoặc khe hở giữa thân xupáp và ống dẫn hướng quá lớn.
    • Động cơ giảm công suất, lọt khí buồng cháy: Do khe hở nhiệt quá nhỏ, nấm xupáp bị cháy rỗ, cong vênh hoặc mòn ổ đặt đế xupáp.
    • Tiếng kêu trần nhỏ ở thân máy: Do khe hở giữa cổ trục cam và bạc lót quá lớn làm tụt áp suất dầu bôi trơn.
    • Tiếng kêu rào rào phía trước động cơ: Do bánh răng cam, bánh răng trục khuỷu bị mòn, rơ rảo hoặc sứt mẻ răng.
    • Bảng tổng hợp nguyên nhân và tác hại cho từng chi tiết: Xupáp, đế xupáp, lò xo, đòn gánh, móng hãm, đĩa chặn lò xo, trục cam và bạc lót.
  • Quy trình chẩn đoán điện tử và kiểm tra van OCV:
    • Chẩn đoán bằng máy chuyên dụng: Kết nối máy chẩn đoán qua giắc DLC3, truy cập menu Powertrain / Engine and ECT / Active Test / Control the VVT Linear (Bank 1). Khi kích hoạt ở mức 0%, động cơ hoạt động bình thường; khi kích hoạt ở mức 100%, động cơ rung giật ở chế độ không tải hoặc chết máy (tiêu chuẩn đánh giá van hoạt động tốt).
    • Đo kiểm tra điện trở cuộn dây van OCV: Tại nhiệt độ $20^\circ\text{C}$, điện trở tiêu chuẩn giữa chân 1 và chân 2 là từ $6,9\ \Omega$ trở lên (nếu sai lệch phải thay thế van).
    • Kiểm tra chuyển động cơ khí van OCV: Nối cực (+) ắc quy vào chân 1, cực (-) vào chân 2; van phải dịch chuyển sang trái mượt mà không bị kẹt; khi ngắt điện, lò xo phải hồi vị van sang phải.
    • Quy trình tháo/lắp van OCV: Tháo nắp che động cơ, tách giắc cắm, tháo bulông định vị, thay gioăng chữ O mới bôi dầu động cơ; lực xiết bulông đạt mô-men tiêu chuẩn $10\text{ N}\cdot\text{m}$ ($102\text{ kgf}\cdot\text{cm}$).
  • Quy trình kiểm tra, sửa chữa nắp quy lát và cơ cấu phối khí:
    • Kiểm tra nắp quy lát: Đo độ phẳng bề mặt tiếp xúc bằng thước thẳng và căn lá; kiểm tra vết nứt buồng cháy bằng dung dịch thẩm thấu.
    • Kiểm tra lò xo xupáp: Đo chiều dài tự do và kiểm tra độ lệch vuông góc của lò xo.
    • Đo kiểm xupáp và ống dẫn hướng: Dùng panme đo đường kính thân xupáp, độ dày nấm, chiều dài tổng thể xupáp nạp/xả; đo khe hở dầu bạc dẫn hướng xupáp.
    • Kiểm tra trục cam: Đo khe hở dầu cổ trục cam bằng dây đo nhựa (Plastigage); đo khe hở dịch chuyển dọc trục cam bằng đồng hồ so.
    • Quy trình gia công, thay thế: Quy trình tháo/đóng bạc dẫn hướng xupáp bằng dụng cụ chuyên dùng và doa lỗ bạc; quy trình rà sửa chữa đế xupáp và mặt côn xupáp bằng dụng cụ rà chuyên dụng theo đúng góc độ vát tiêu chuẩn.

Thiết kế quy trình kỹ thuật và kiểm nghiệm sức bền

Dưới đây là bảng tổng hợp các bước kiểm tra chẩn đoán và thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của van điều khiển dầu phối khí trục cam (OCV) trên động cơ 2AR-FE:

Bước thực hiện Nội dung thao tác Thiết bị / Dụng cụ Điều kiện & Thông số tiêu chuẩn Xử lý khi sai lệch
1. Kích hoạt Active Test Kết nối giắc DLC3, vào menu: Powertrain / Engine and ECT / Active Test / Control the VVT Linear (Bank 1) Máy chẩn đoán chuyên dụng - Mức 0%: Động cơ chạy bình thường.
- Mức 100%: Động cơ rung giật hoặc chết máy.		 Để nguội động cơ (nước $< 50^\circ\text{C}$) thử lại; nếu không đạt chuyển sang kiểm tra phần cứng.
2. Đo điện trở cuộn dây Ngắt giắc van OCV, đo điện trở giữa chân cực 1 và chân cực 2 Đồng hồ vạn năng VOM Nhiệt độ $20^\circ\text{C}$: Điện trở tiêu chuẩn từ $6,9\ \Omega$ Thay thế cụm van OCV mới nếu điện trở đứt hoặc chập.
3. Thử hoạt động cơ khí Cấp nguồn 12V ắc quy vào chân 1 (+), chân 2 (-) Bình ắc quy 12V và dây nối - Cấp điện: Lõi van dịch chuyển sang trái tự do.
- Ngắt điện: Lõi van hồi vị sang phải, không kẹt.		 Vệ sinh cặn dầu hoặc thay mới cụm van nếu bị kẹt/rò rỉ.
4. Lắp đặt và siết lực Thay gioăng chữ O mới, bôi dầu động cơ, siết bulông định vị Cần xiết lực, đầu khẩu Mô-men xiết tiêu chuẩn: $10\text{ N}\cdot\text{m}$ ($102\text{ kgf}\cdot\text{cm}$) Đảm bảo không bám bẩn trên bề mặt phớt chắn dầu.

Kết quả và đóng góp

  1. Hệ thống hóa cơ sở kỹ thuật: Đồ án đã mô tả chi tiết sơ đồ bố trí, mối quan hệ lắp ghép và nguyên lý hoạt động của cơ cấu phối khí DOHC 16 xupáp tích hợp hệ thống điều khiển biến thiên góc mở VVT-i kép trên động cơ Toyota 2AR-FE.
  2. Cung cấp dữ liệu tính toán kiểm nghiệm: Xác lập được hệ thống bảng tính sức bền cho nhóm chi tiết piston - chốt piston chịu lực khí thể cực đại $P_z = 5,97\text{ MPa}$. Các giá trị ứng suất uốn đỉnh piston ($\sigma_u = 88,89\text{ MN/m}^2$), ứng suất kéo đầu piston ($\sigma_k = 4,296\text{ MN/m}^2$) và ứng suất nén ($\sigma_n = 21,46\text{ MN/m}^2$) đều nằm trong phạm vi an toàn của vật liệu hợp kim nhôm.
  3. Xây dựng quy trình chẩn đoán và sửa chữa thực hành: Thiết lập được tài liệu quy trình từng bước rõ ràng cho kỹ thuật viên bao gồm: chẩn đoán hệ thống VVT-i qua máy quét DLC3, kiểm tra điện trở và cơ cấu van OCV, đo khe hở dầu cổ trục cam bằng Plastigage, đo khe hở dọc trục bằng đồng hồ so, thay thế bạc dẫn hướng và gia công rà đế xupáp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Đồ án chủ yếu tập trung vào tính toán kiểm nghiệm sức bền tĩnh và động học gần đúng theo công thức Back cho nhóm chi tiết piston liên đới, chưa thực hiện mô phỏng số 3D hoặc phân tích phần tử hữu hạn (FEA) đối với toàn bộ cụm trục cam và dòng chảy khí nạp/xả. Quá trình kiểm tra chẩn đoán chủ yếu dựa trên các quy trình tiêu chuẩn của nhà sản xuất tại phòng thực hành.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu sang hệ thống điều khiển pha cam điện tử VVT-iE (sử dụng mô-tơ điện thay cho áp suất thủy lực); đo đạc thực nghiệm dạng sóng xung PWM và phân tích dữ liệu thực tế (Live Data) của hệ thống VVT-i khi xe vận hành trên bệ thử động năng (chassis dynamometer).

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo cho:

  • Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Kỹ thuật Cơ khí Động lực học trong các học phần: Kết cấu động cơ đốt trong, Tính toán thiết kế động cơ, Chẩn đoán và Bảo dưỡng sửa chữa ô tô.
  • Giảng viên và kỹ thuật viên xưởng thực hành ô tô sử dụng làm tài liệu hướng dẫn quy trình tháo lắp, đo đạc dung sai cơ khí chính xác và chẩn đoán hệ thống VVT-i.
  • Kỹ thuật viên tại các gara, trạm dịch vụ ô tô cần tra cứu thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của dòng động cơ 2AR-FE trang bị trên Toyota Camry 2.5Q.

Câu hỏi thường gặp

1. Động cơ 2AR-FE trên xe Toyota Camry 2.5Q có các thông số cơ bản về dung tích, công suất và tỷ số nén là bao nhiêu?
Động cơ 2AR-FE là loại 4 xylanh thẳng hàng, 16 xupáp DOHC VVT-i kép, dung tích công tác $2494\text{ cm}^3$, đường kính $\times$ hành trình piston là $80 \times 98\text{ mm}$, tỷ số nén đạt 10.4, công suất cực đại đạt $133\text{ kW}$ tại $6000\text{ rpm}$ và mô-men xoắn cực đại $231\text{ Nm}$ tại $4100\text{ rpm}$.

2. Tiêu chuẩn đánh giá van OCV khi kích hoạt Active Test bằng máy chẩn đoán qua giắc DLC3 là gì?
Khi kết nối máy chẩn đoán và chọn chức năng Control the VVT Linear (Bank 1): ở mức điều khiển 0%, động cơ phải hoạt động bình thường; ở mức điều khiển 100%, động cơ phải có hiện tượng rung giật ở chế độ không tải hoặc chết máy. Nếu phản ứng không đúng tiêu chuẩn, van OCV hoặc mạch dầu điều khiển đã gặp sự cố.

3. Giá trị điện trở tiêu chuẩn của cuộn dây van OCV và mô-men siết bulông lắp van là bao nhiêu?
Điện trở tiêu chuẩn đo giữa hai cực 1 và 2 của van OCV ở nhiệt độ $20^\circ\text{C}$ đạt từ $6,9\ \Omega$ trở lên. Mô-men xiết tiêu chuẩn của bulông bắt cụm van điều khiển dầu là $10\text{ N}\cdot\text{m}$ ($102\text{ kgf}\cdot\text{cm}$).

4. Kết quả kiểm nghiệm ứng suất uốn đỉnh piston và ứng suất kéo đầu piston đạt giá trị bao nhiêu?
Ứng suất uốn của đỉnh piston tính toán đạt $\sigma_u = 88,89\text{ MN/m}^2$, nhỏ hơn ứng suất cho phép $[\sigma_u] = 25 \div 180\text{ MN/m}^2$. Ứng suất kéo tại tiết diện suy yếu I-I của đầu piston đạt $\sigma_k = 4,296\text{ MN/m}^2$, nhỏ hơn giới hạn cho phép $[\sigma_k] = 10\text{ MN/m}^2$.

5. Cơ chế chốt hãm trong bộ điều khiển VVT-i có chức năng gì khi động cơ khởi động?
Khi động cơ mới khởi động và áp suất dầu bôi trơn chưa kịp truyền đến bộ điều khiển VVT-i, chốt hãm sẽ gài chặt các cánh gạt với vỏ bộ điều khiển để cố định vị trí trục cam, ngăn ngừa hiện tượng va đập cơ khí và tiếng gõ kim loại phát sinh.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Lê Công Hoàng Việt đã nghiên cứu toàn diện cơ cấu phân phối khí VVT-i trên động cơ 2AR-FE xe Toyota Camry 2.5Q, từ cơ sở lý thuyết kết cấu, tính toán kiểm nghiệm bền đến xây dựng quy trình kỹ thuật. Các kết quả tính toán cơ học và quy trình chẩn đoán, đo kiểm bằng thiết bị chuyên dụng được trình bày có căn cứ khoa học và thông số kỹ thuật rõ ràng. Công trình là nguồn tài liệu hữu ích phục vụ học tập, giảng dạy và thực hành sửa chữa chuyên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô.