Chương 1: Giới thiệu đề tài 1.1 Lí do chọn đề tài - Hiện nay ngành công nghiệp ô tô đã có những bước phát triển vượt bậc, trên xe ô tô nay đã xuất hiện những hệ thống như: Hệ thống điều khiển động cơ bằng điện tử, hệ thống chống bó cứng phanh (ABS), bộ phận phân bố lực phanh điện tử (EBD)… và đặc biệt là hệ thống điều khiển động cơ. - Nhưng khi một động cơ đốt trong hoạt động bình thường thì không thể nào không sinh ra nhiệt, vì thế nên các nhà thiết kế đã phải tính toán chuẩn xác về nhiệt độ trên khối động cơ TOYOTA 1NZ-FE này. - Để giúp chúng em tiếp cận đến kiến thức dùng cho những tính toán ấy đã được ứng cho không chỉ riêng cho khối động cơ TOYOTA 1NZ-FE trên mà còn đươc ứng dụng trong rất nhiều khối động cơ khác, thầy Phạm Bá Khiển đã đưa vào hướng dẫn chúng em làm đồ án. Cuốn đồ án viết về đề tài “ Tính toán nhiệt trên động cơ TOYOTA 1NZ-FE “ 1.2 Mục tiêu đề tài - Dù đề tài chỉ giới hạn ở việc tính toán nhiệt trên động cơ TOYOTA 1NZ- FE, nhưng cũng giúp người học củng cố lại toàn bộ kiến thức đã được học trong suốt chương trình học.
Đồng thời tiếp cận với những công nghệ mới nhất đã được ứng dụng trên xe ô tô ngày nay, đó là những kiến thức thực tế rất cần thiết của người kĩ sư công nghệ kỹ thuật ô tô.3 Nội dung đề tài. - Khái quát về động cơ 1NZ-FE là gì, cấu tạo cũng như nguyên lí hoạt động. - Các phương pháp tính toán nhiệt trên động cơ TOYOTA 1NZ-FE.4 Phương pháp nghiên cứu. - Để đề tài được hoàn thành, chúng em đã kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu.
Trong đó đặc biệt là phương pháp tham khảo tài liệu, thu thập thông tin từ nhiều nguồn khác nhau từ đó tìm ra những ý tưởng mới để hình thành đề cương của đề tài. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG.1 Giới thiệu động cơ 1NZ-FE.1: Động cơ 1NZ-FE nhìn từ bên ngoài 2.1 Giới thiệu chung. - Động cơ 1NZ-FE được sử dụng rộng rãi trên các loại xe của TOYOTA như: - Đặc tính kỹ thuật. - Các điểm đặc biệt: Hệ thống phân phối khí: động cơ mạnh với trục cam kép và trang bị hệ thống VVT-i danh tiếng của Toyota 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.2: Hệ thống VVT-i Hệ thống Nạp – Xả + Đường ống góp nạp bằng nhựa.3: Ống góp nạp + Hệ thống bướm ga điện tử thông minh ETSC-i.
+ Ống góp xả và ống xả bằng thép không gỉ.4: Ống góp xả + Hai bộ TWC – bộ lọc khí xả 3 thành phần TWC: vách ngăn siêu mỏng, lắp phần tử lọc TWC cao cấp, giúp lọc sạch khí xả tối ưu.5: Bộ lọc khí xả Hệ thống nhiên liệu: + Vòi phun 12 lỗ điều khiển cắt nhiên liệu khi túi khí bị kích hoạt.6: Vòi phun + Đường ống dẫn nhiên liệu với các jack nối nhanh Hình 2.7: Jack nối nhanh + Bơm xăng dạng module bao gồm lọc than hoạt tính lắp trong thùng xăng tiết kiệm không gian động cơ Hệ thống làm mát: Kỳ bảo dưỡng được kéo dài do sử dụng nước làm mát siêu bền của Toyoto (SLLC) Hình 2.8: Nước làm mát SLLC Hệ thống đánh lửa độc lập DIS Hệ thống nạp với mát phát loạt thanh dẫn gọn nhẹ Hệ thống điều khiển quạt làm mát hai chế độ Hi và Low Điều khiển máy khởi động (Cranking hold): Ngay khi công tắc điện xoay sang vị trí Start, chức năng này sẽ điều khiển motor khởi động mà không cần giữ tay ở vị trí START.2 Cấu tạo chung 2. - Động cơ 1NZ-FE thân máy dạng thẳng hang Hình 2. - Thân động cơ là thành phần chính của động cơ, là giá đỡ để bắt các chi tiết, bộ phận của động cơ. - Chịu bộ phận lực của động cơ.
- Bố trí tương quan các bộ phận, chi tiết của động cơ: Trục khuỷu, trục cam xi lanh… - Chứa các đường ống nước áo nước làm mát cho động cơ.2 Cấu tạo - Thân động cơ được đúc thành một khối liền, trong có các lỗ xi lanh (lỗ lắp ống lót xi lanh), có các đường nước làm mát đi qua, đường ống dẫn dầu bôi trơn, vị các vị trí để lắp đặt các bộ phận khác. - Ống lót xi lanh làm bằng gang đúc mỏng, có độ chính xác gia công cao. - Vật liệu chế tạo thân động cơ là hợp kim nhôm.3 Kiểm tra – bảo dưỡng.1 Kiểm tra bề mặt thân máy. - Dùng thước thẳng và căn lá kiểm tra sự cong vênh của bề mặt lắp ghép với máy.
- Độ cong vênh tối đa ko vượt quá tiêu chuẩn cho phép là 0,05mm, nếu vượt quá thì phải thay thế.11: Kiểm tra bề mặt thân máy 2.2 Kiểm tra tính trạng xi lanh - Dùng dụng cụ đo kiểm tra xi lanh - Kiểm tra đường kính xi lanh ở 2 vị trí A, B và kiểm tra các kích thước vuông góc với chúng - Nếu trị số lớn nhất và nhỏ nhất của 4 đường kính xi lanh đo được chênh lệch quá 0.10mm thì ta phải thay mới piston cho phù hợp.12: Kiểm tra bề mặt thân máy 2.2 Nắp máy - Được bố trí trên thân máy, là phần chịu áp lực và nhiệt độ cao trong suốt quá trình sử dụng.13: Nắp máy - Piston và nắp máy tạo thành một góc vát hinh côn làm tăng tốc độ lan truyền trong quá trình cháy và giảm tiếng gõ.14: Đặc điểm của nắp máy 2.1 Chức năng - Cùng với xilanh tạo thành buồng đốt động cơ - Làm giá đỡ để bắt các bộ phận khác. - Chịu lực - Bố trí các cị tiết tương quan: trục cam, xupap, buông cháy, bougie. - Chứa các đường nước làm mát, dầu bối trơn động cơ 2.2 Cấu tạo - Nắp máy được đúc liền khối với động cơ xilanh thẳng hàng - Giữa nắp máy và thân máy có lắp joint làm kín Hình 2.15: Các chi tiết bố trí trên nắp máy 2.3 Kiểm tra – bảo dưỡng 2.1 Kiểm tra bề mặt nắp máy - Dùng thước thăng và căn lá kiểm tra kiếm tra sự cong vênh của bê mặt lắp ghép với máy Hình 2.16: kiểm tra bề mặt nắp máy - Độ cong vênh tối đa không vượt quá tiêu chuân cho phép, nếu vượt quá thì phải thay thế.17: Kiểm tra bề mặt nắp máy và các bề mặt cổ góp 2.2 Kiểm tra các vết nứt của nắp máy - Dùng bột màu, kiểm tra vết nứt của các bề mặt buồng đốt, cổng nạp và cổng xả và thân máy. Nếu bị nứt, hãy thay thế nắp máy.18: kiểm tra vết nứt nắp máy 2.3 Kiểm tra các bulong nắp máy - Dùng một thước kẹp kiểm tra chiều dài của bulong, nếu nó lớn hơn mức cho phép thì phải thay thế.19: Kiểm tra chiều dài bulong 2.1 Chức năng - Cacte được nối bên dưới hộp trục khuyu qua trung gian của một đệm làm kín.
Nó dùng để chứa nhớt bối trơn và che kín các chi tiết bên trong hộp trục khuỷu 2.2 Cấu tạo: - Được làm bằng tôn. - Bên dưới được bộ trí một nút xã nhớt. - Bên trong có bô trị vách ngăn giúp làm giảm dao động của dầu khi xe chuyển động, đồng thời đảm bảo được nhớt luôn ngập lưới lọc khi xe chuyên động ở mắt đường nghiêng.4 Joint làm kín - Joint nắp đậy nắp máy và Joint bougie được chế tạo liên khôi, chế tạo bằng cao su tông hợp chịu được nhiệt độ cao.1 Chức năng - Joint nắp máy được đặt giữa khôi xylanh và nắp máy - Chịu dược nhiệt độ và áp suất lớn. - Nó dùng để làm kín buồng đốt làm kín đường nước làm mát và đường dầu bôi trơn.2 Cấu tạo - Gồm một lớp thép mỏng đặt ở giữa.
- Hai bề mặt của tấm thép được phủ một lớp Cacbon và một lớp bột chì để ngăn cản được sự kết dính giữa joint với bê mặt khỏi xylanh và thân máy.1 Chức năng - Đỉnh Piston cùng với nắp máy tạo thành buồng đốt - Nén hỗn hợp trong kỳ nén - Tiếp nhận lực khi cháy làm quay trục khuỷu qua trung gian của thanh truyền và trục piston 2.2 Cấu tạo - Piston động cơ 1NZ- FE được chế tạo bằng nhôm, có khe xecmang cao, có độ chính xác cao và không được lắp chọn.22: Piston - Đỉnh Piston: Là phần trên cùng của Piston - Đầu Piston bao gồm đỉnh Piston và vùng chứa xecmáng. Trên đầu Piston có lắp các xecmang để làm kín buồng đốt. - Trong quá trình làm việc, một phân nhiệt từ Piston truyền qua Xecmâng đến xylanh và ra nước làm mát. Tình trạng chịu nhiệt của Piston là không đều, nhiệt độ của đầu Piston cao hơn phần thân rất nhiều nên nó giản nở nhiều khi làm việc.
Do đó, người ta chế tạo đường kính đầu Piston hơi nhỏ hơn thân một chút ở nhiệt độ bình thường.22: Cấu tạo piston - Đuôi Piston là phần còn lại của piston, nó dùng để dẫn hướng. Sự mài mòn nhiều nhất ở phần thân xảy ra theo phương vuông góc tâm trục Piston. - Thân Piston có đang hình oval, đường kính theo phương vuông góc với trục Piston hơi lớn hơn đường kính theo phương song song với trục Piston, đề bù lại sự giản nở nhiệt do phần kim loại bệ trục Piston dày hơn các chỗ khác.23: Hình dáng piston 2.3 Kiểm tra – bảo dưỡng 2.1 Kiểm tra đường kình piston - Dùng một panme, kiểm tra đường kính của Piston theo phương vuông góc với trục Piston rà các đầu Piston một khoảng như hình vẽ. - Nếu đường kinh Piston vượt quá tiêu chuẩn cho phép thì ta thay thế Piston.
- Đường kính tiêu chuẩn: 74.24: Kiểm tra đường kính piston 2.2 Kiểm tra đường kính lỗ trục piston - Dùng một thước kẹp để đo đường kinh lỗ Piston - Nếu đường kinh nó không đùng thi phải kiểm tra khe hở đầu giữa trục Piston và lỗ trụcPiston - Đường kính tiêu chuẩn: 18.3 Kiểm tra khe hở đầu piston với xylanh - Dùng dụng cụ kiểm tra đường kinh xylanh.25: kiểm tra đường kính xylanh - Dùng một panme, kiểm tra đường kinh của Piston theo phương vuông góc với trục Piston rà các đầu Piston một khoảng như hình vẽ.26: Kiểm tra đường kính piston - Lấy đường kính xylanh trừ đi đường kình của piston, nếu độ hở vượt quá mức cho phép thì ta phải thay piston hoặc thân máy mới.1 Chức năng - Được bố trí bên trong các rãnh của Piston, - Đường kính ngoài của xécmăng lớn hơn đường kính ngoài của Piston. Khi lắp cụm Piston - Xécmăng vào xylanh, lực đàn hỏi của xecmăng làm cho bề mặt làm việc của xécmăng áp sát vào vách xylanh.