thuyết minh đồ án tốt nghiệp khai thác động cơ 1URFE

68 1,071 27
  • Loading ...
    Loading ...
    Loading ...

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Tài liệu liên quan

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 06/05/2015, 22:40

1 Mục lục Mục lục 1 LỜI NÓI ĐẦU 5 CHƯƠNG 1 6 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ 1UR-FE 6 1.1.Giới thiệu về xe LX570 6 1.2.Giới thiệu về động cơ 1UR-FE 8 CHƯƠNG 2 10 PHÂN TÍCH KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 1UR-FE 10 2.1.Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền 10 2.1.1.Nắp che 10 2.1.2.Đệm (gioăng) nắp máy 11 2.1.3.Nắp máy 12 2.1.4.Thân máy 13 2.1.5.Pit tông 15 2.1.6.Thanh truyền 16 2.1.7.Trục khuỷu 17 2.1.8.Các te dầu 18 2.2.Cơ cấu phối khí 19 2.2.1.Tổng quát về cơ cấu phối khí của động cơ 1UR-FE 19 2.2.2.Trục cam 20 2.2.3.Cơ cấu điều chỉnh khe hở giữa vấu cam và cò mổ 21 2.3.Hệ thống bôi trơn 22 2.3.1.Tổng quát về hệ thống bôi trơn động cơ 1UR-FE 22 2.3.2.Bơm dầu 22 2.3.3.Vòi phun dầu 23 2.3.4.Lọc dầu 24 2.4.Hệ thống làm mát 25 2.4.1.Tổng quát về hệ thống làm mát của động cơ 1UR-FE 25 2 2.4.2.Bơm nước 27 2.4.3.Đường phân phối nước làm mát cho động cơ 27 2.5.Hệ thống nạp và thải 28 2.5.1.Tổng quát về hệ thống nạp và thải của động cơ 1UR-FE 28 2.5.2.Bộ lọc khí 29 2.5.3.Cổ họng gió 29 2.5.4.Ống dẫn khí nạp 30 2.5.5.Hệ thống tuần hoàn khí thải 30 2.5.6.Ống góp khí xả 31 2.5.7.Ống xả 33 2.6.Hệ thống cung cấp nhiên liệu 33 2.6.1.Tổng quát 33 2.6.2.Vòi phun và ống dẫn nhiên liệu 34 2.7.Hệ thống đánh lửa 35 2.7.1.Tổng quát về hệ thống đánh lửa động cơ 1UR-FE 35 2.7.2.Bô bin 36 2.7.3.Bugi 37 CHƯƠNG 3 38 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM ĐỘNG CƠ 1UR-FE 38 Ở CHẾ ĐỘ Nemax 38 3.1.Mục đích tính toán 38 3.2.Lựa chọn các số liệu ban đầu 38 3.3.Tính toán các quá trình của chu trình công tác 40 3.3.1.Tính toán quá trình trao đổi khí 40 3.3.2.Tính toán quá trình nén 40 3.3.3.Tính toán quá trình cháy 41 3.3.4.Tính toán quá trình dãn nở 44 3.3.5.Kiểm tra kết quả tính toán 45 3 3.4.Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác và sự làm việc của động cơ 45 3.4.1.Các thông số chỉ thị 45 3.4.2.Các thông số có ích 46 3.5.Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác 48 3.5.1.Khái quát 48 3.5.2.Dựng đồ thị công chỉ thị lý thuyết 48 3.5.3.Hiệu chỉnh đồ thị công chỉ thị lý thuyết thành đồ thị công chỉ thị thực tế 50 3.6.Dựng đường đặc tính ngoài của động cơ 51 CHƯƠNG 4 55 KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VAN BIẾN THIÊN THÔNG MINH KÉP (DUAL VVT-i) TRÊN ĐỘNG CƠ 1UR-FE 55 4.1.Tổng quát về hệ thống Dual VVT-i 55 4.2.Cấu tạo của hệ thống Dual VVT-i 58 4.2.1.Bộ điều khiển VVT-i 58 4.2.2.Van dầu điều khiển phối khí trục cam 60 4.3.Nguyên lý làm việc 60 4.3.1.Làm sớm thời điểm phối khí 60 4.3.2.Làm muộn thời điểm phối khí 61 4.3.3.Giữ nguyên vị trí của pha phối khí 62 4.4.Các hư hỏng thường gặp ở cơ cấu phân phối khí 62 4.4.1.Các hư hỏng chung 62 4.4.2.Các hư hỏng của hệ thống VVT-i 64 4.5.Cách kiểm tra và sửa chữa các hư hỏng 64 4.5.1.Kiểm tra sửa chữa cơ cấu phối khí 64 4.5.2.Kiểm tra sửa chữa các cảm biến 66 4.5.3.Kiểm tra sửa chữa van dầu điều khiền phối khí trục cam 66 KẾT LUẬN 67 4 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 5 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, ngành công nghiệp ô tô đang dần đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của ngành kinh tế xã hội. Nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật tiên tiến đã được nhanh chóng áp dụng trong công nghiệp chế tạo ô tô. Các tiến bộ khoa học được áp dụng nhằm mục đích giảm cường độ lao động cho người lái, tăng tính an toàn cho người lái và hàng hóa, tăng vận tốc cũng như tính kinh tế nhiên liệu cho xe. Nền kinh tế nước ta đang trên đà phát triển, nhiều loại xe hiện đại đã và đang được sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam, với các thông số kỹ thuật phù hợp với điều kiện khí hậu, địa hình Việt Nam. Ở nước ta hiện tại chủ yếu là khai thác và sử dụng các thế hệ xe sản xuất tại nước ngoài với nhiều chủng loại khác nhau. Do vậy việc tìm hiểu, đánh giá, kiểm nghiệm các hệ thống, cụm, cơ cấu cho xe là hết sức cần thiết để có được biện pháp khai thác xe hiệu quả nhất. Theo sự phân công của bộ môn Động cơ - Khoa Động lực - Học viện Kỹ thuật Quân sự, em được giao nhiệm vụ làm đồ án tốt nghiệp “Khai thác động cơ Toyota 1UR-FE lắp trên xe Lexus LX570”. Trong quá trình làm đồ án em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo và các bạn cùng lớp, đặc biệt là TS. Nguyễn Trung Kiên. Do thời gian làm đồ án có hạn và kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế nên trong quá trình làm đồ án vẫn còn tồn tại nhiều thiếu sót. Vì vậy, em rất mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo của các thầy giáo để em có thể hoàn thiện đồ án hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 04 năm 2014 Sinh viên thực hiện Nguyễn Minh Hiệp 6 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ 1UR-FE 1.1.Giới thiệu về xe LX570 Xe LX 570 hay còn được gọi là Land Cruiser J200 được ra mắt vào ngày 4/4/2007 ở triển lãm ô tô quốc tế tại New York. LX570 là một thiết kế lại hoàn chỉnh của dòng xe LX, và là phiên bản đầu tiên của chiếc SUV lớn nhất của Lexus ra mắt, mẫu xe LX570 được thiết kế bởi Shinichi Hiranaka. LX570 là thế hệ thứ ba của dòng xe LX, được tăng đáng kể về hiệu suất và tính năng an toàn so với phiên bản LX 470 nó thay thế. Điểm đặc biệt của LX570 là chứng nhận ULEV II cho động cơ 4,6L 1UR-FE V8 với công suất 310HP và momen xoắn cực đại 443N.m giúp cho xe có thể mang tải tới 3900kg. Động cơ được nối với hộp số tự động 6 cấp với hệ thống dẫn động 4 bánh sử dụng vi sai điện tử Torsen kiểu trung tâm. Hình 1.1. Hình ảnh bên ngoài xe LX 570 Về hệ thống treo, LX570 được trang bị một hệ thống điện – thủy lực điều khiển linh hoạt chiều cao của 4 bánh (Active High Control – AHC) và hệ thống treo biến thiên (Adaptive Variable Suspension – AVS) phản ứng nhanh hơn, có phạm vi thay đổi lớn hơn so với hệ thống nó thay thế. Sự nâng cấp này cho hệ thống treo đã nâng cao sự thoải mái và hiệu quả của xe khi đi trên đường cao tốc hay đường bình thường. Hệ thống AHC được nâng cấp với 6 cấp điều khiển có thể nâng chiều cao xe lên 76mm hoặc hạ xuống 51mm so với chiều cao bình thường bằng cách sử dụng một núm nằm ở giữa cần điều khiển. 7 Ngoài ra LX570 còn được trang bị một hệ thống rađa linh hoạt, LX570 là dòng xe đầu tiên Lexus cung cấp khả năng quan sát rộng ở đằng trước và 2 bên để sử dụng trong môi trường đô thị như nhà để xe. Với các camera được gắn ở lưới tản nhiệt và dưới gương phía người lái, người lái có thể kiểm tra các điểm mù một cách đơn giản khi chỉ việc bấm nút trên bảng điều khiển và xem hình ảnh trên màn hình hệ thống định vị chuẩn. Các tính năng hữu hiệu khác như hệ thống thu thập thông tin (Crawl Control) sẽ giúp người lái ít kinh nghiệm trên đường off-road vượt qua dễ dàng các trở ngại ở cả phía trước và phía sau ở tốc độ thấp bằng cách tự động cung cấp lượng ga và phanh cần thiết. Hệ thống chống bó cứng phanh đa địa hình cho phép dừng xe với quãng đường ngắn hơn trên các bề mặt như cát và sỏi. Hệ thống điều khiển HAC (Hill-start Assist Control) ngăn xe lăn về phía sau khi ở trên đồi hay các bề mặt trơn trượt. Thiết kế nội thất của xe LX570 bao gồm các tiện nghi sang trọng tiêu chuẩn như ghế ngồi bọc da, 4 vùng kiểm soát khí hậu độc lập tốt nhất, hệ thống kích hoạt ổ cứng bằng giọng nói. Điều đặc biệt của LX570 là hệ thống điều hòa trên xe được thiết kể để có thể làm mát ngay cả ở thời tiết khắc nghiệt. Với tổng cộng 28 cửa làm mát, hệ thống điều hòa khiến cho người ngồi có cảm giác thoải mái như được chìm trong không khí mát mẻ chứ không chỉ đơn giản là thổi luồng không khí vào họ. Hình 1.2. Nội thất xe LX570 8 1.2.Giới thiệu về động cơ 1UR-FE Hình 1.4. Mặt cắt dọc và mặt cắt ngang động cơ 1UR-FE Động cơ 1UR-FE là động cơ V8 với thể tích buồng cháy là 4,6L, trục cam bố trí kiểu treo với 32 xupáp. Các hệ thống được sử dụng trong động cơ như hệ thống điều khiển van biến thiên thông mình kép (Dual VVT-i), hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp (Direct Ignition System – DIS), hệ thống điều khiển biến thiên chiều dài đường ống nạp (ACIS), hệ thống điều khiển bướm ga điện tử - thông minh (ETCS-i), hệ thống bơm khí (air injection system) và hệ thống tuần hoàn khí thải (EGR). Các hệ thống trên giúp tăng hiệu suất của động cơ, tăng tính kinh tế nhiên liệu và làm sạch khí thải. • Bảng 1.1. Các thông số cơ bản của xe LX570 Chiều dài 5005 mm Chiều rộng 1971mm Chiều cao 1920 mm Khoảng cách giữa 2 lốp xe 2950 mm Khoảng sáng gầm xe 226 mm Công thức bánh xe 4x4 Loại lốp 285/50R20 Số cửa 5 cửa Số chỗ ngồi 8 chỗ Dung tích thùng nhiên liệu 93 L Loại nhiên liệu sử dụng Xăng 9 Động cơ 1UR-FE ngoài được sử dụng trên xe LX570 còn được sử dụng trên các xe Lexus LS460 và LS460L (2007 đến nay), xe Lexus GS460 (2005-2011), xe Lexus GX460 (2010 đến nay), xe Toyota Land Cruiser (năm 2012), xe Toyota Sequoia (2010 đến nay), xe Toyota Tundra (2010 đến nay). • Bảng 1.2. Thông số kỹ thuật động cơ 1UR-FE Số xy lanh và cách bố trí 8 xy lanh, kiểu chữ V Cơ cấu phối khí 32 xupáp DOHC, dẫn động trục cam bằng xích với cơ cấu Dual VVT-i Kiểu buồng đốt Buồng cháy kiểu vát nghiêng (pentroof type) Dạng đường ống Dòng ngang (Cross-flow) Hệ thống nhiên liệu SFI Hệ thống đánh lửa DIS Dung tích, [cm 3 ] 4608 Đường kính x hành trình, [mm] 94 x 83 Tỷ số nén 10,2 : 1 Công suất tối đa 231 kW tại 5600v/ph Momen xoắn tối đa 443 N.m tại 3400v/ph Thời điểm phối khí Nạp Mở 22 0 trước ĐCT đến 18 0 sau ĐCT Đóng 30 0 đến 70 0 sau ĐCD Xả Mở 30 0 đến 62 0 trước ĐCD Đóng 8 0 trước ĐCT đến 24 0 sau ĐCT Thứ tự đánh lửa 1 – 8 – 7 – 3 – 6 – 5 – 4 – 2 Trị số Octan RON ≥ 91 Quy định khí thải ống xả LEVII-ULEV, SFTP Quy định khí thải bay hơi LEVII, ORVR Khối lượng động cơ, [kg] 216,1 10 CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 1UR-FE Trong chương 2, các cơ cấu, hệ thống lắp trên động cơ sẽ được trình bày khái quát về công dụng, kết cấu chi tiết và nguyên lý hoạt động của chúng. Các cơ cấu chính của động cơ gồm có: - Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền; - Cơ cấu phối khí. Các hệ thống của động cơ bao gồm: - Hệ thống bôi trơn; - Hệ thống làm mát; - Hệ thống nạp và thải; - Hệ thống nhiên liệu; - Hệ thống đánh lửa. 2.1.Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền là cơ cấu chính trong động cơ có nhiệm vụ tiếp nhận và biến đổi lực khí thể do đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt thành momen quay của trục khuỷu. Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền gồm hai nhóm chi tiết chính là nhóm chi tiết cố dịnh và nhóm chi tiết chuyển động. Nhóm chi tiết cố định gồm có nắp xy lanh, thân máy và các te dầu. Nhóm chi tiết chuyển động gồm có nhóm pít tông, thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà. 2.1.1. Nắp che Nắp che có công dụng làm kín, bao phủ bên ngoài nắp xy lanh. Nắp che của động cơ 1UR-FE được làm bằng nhôm chịu lực để vừa đảm bảo độ bền lại giảm được khối lượng. Một đường dẫn dầu được đặt trong nắp che nhằm bôi trơn cho các chi tiết của cơ cấu phối khí để giảm mài mòn,tăng độ tin cậy và độ chính xác khi làm việc. Ngoài ra, một tấm ngăn lớn được đặt trên nắp che giúp làm giảm tốc độ của dòng khí thoát (khí sót còn lại sau quá trình đốt cháy thoát ra từ buồng [...]... lanh bên phải 2.7.Hệ thống đánh lửa 2.7.1 Tổng quát về hệ thống đánh lửa động cơ 1UR-FE Động cơ 1UR-FE sử dụng hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) Sử dụng hệ thống này giúp cải thiện thời gian đánh lửa chính xác hơn, giảm mất mát của dòng điện cao áp, và nâng cao độ tin cậy của hệ thống đánh lửa bằng cách không sử dụng bộ chia điện Hệ thống đánh lửa trực tiếp là một hệ thống đánh lửa độc lập, bởi mỗi xy... cò mổ, người ta sử dụng một con đội thủy lực hoạt động thông qua áp lực của dầu và lò xo ép 20 Để đảm bảo thời gian đóng mở van có độ chính xác cao, các trục cam nạp ở 2 phía của động cơ được dẫn động bởi 2 xích cam riêng biệt Trục cam xả được dẫn động qua trục cam nạp tương ứng bởi xích cam phụ Động cơ sử dụng hệ thống điều khiển van biến thiên thông minh kép (Dual VVT-i) để điều khiển các trục cam... tiếng ồn phát ra trong quá trình xupáp đóng và mở, dẫn tới giảm được tiếng ồn của động cơ 22 2.3.Hệ thống bôi trơn Hệ thống bôi trơn của động cơ có chức năng lọc sạch rồi đưa dầu bôi trơn đến các bề mặt cần bôi trơn 2.3.1 Tổng quát về hệ thống bôi trơn động cơ 1UR-FE Hình 2.15 Hệ thống bôi trơn Dầu bôi trơn cung cấp tới động cơ theo một chu kỳ hoàn toàn khép kín và qua bộ lọc dầu Bơm dầu sử dụng rôto dạng... quá tải nhiệt Ngoài ra làm mát động cơ còn có tác dụng duy trì nhiệt độ dầu bôi trơn trong một phạm vi nhất định để duy trì các chỉ tiêu kỹ thuật của chất bôi trơn 2.4.1 Tổng quát về hệ thống làm mát của động cơ 1UR-FE Hệ thống làm mát của động cơ 1UR-FE là một hệ thống tuần hoàn cưỡng bức và có bình chứa phụ thông với két nước làm mát Đường phân phối nước làm mát cho động cơ được đặt giữa hai dãy xy... thống nạp và thải của động cơ 1UR-FE Hình 2.24 Hệ thống nạp, xả Cổ họng gió của động cơ 1UR-FE không sử dụng dây cáp để nối giữa bàn đạp ga và bướm ga mà sử dụng hệ thống điều khiển bướm ga điện tử - Thông minh (ETCS-i) để kiểm soát độ mở của bướm ga một cách tuyệt hảo ở mọi chế độ hoạt động Hệ thống nạp có chiều dài hiệu dụng thay đổi (ACIS) được sử dụng nhằm tăng hiệu suất của động cơ ở mọi khoảng tốc... trình nạp; ít mòn, tiếng ồn nhỏ, dễ dàng điều chỉnh, sửa chữa, giá thành chế tạo thấp 2.2.1 Tổng quát về cơ cấu phối khí của động cơ 1UR-FE Hình 2.12 Cơ cấu phân phối khí Mỗi xy lanh của động cơ đều có 2 xupáp nạp và 2 xupáp thải, qua đó hiệu quả của quá trình nạp và thải đều được tăng lên Động cơ sử dụng cò mổ kiểu con lăn có gắn với ổ đũa kim Qua đó giảm được ma sát xảy ra giữa các vấu cam và cò... tách các phần cổ trục cam ra khỏi nắp máy Nắp máy của động cơ 1UR-FE được làm từ nhôm, có kết cấu buồng đốt kiểu vát nghiêng Các bugi đánh lửa được đặt ở trung tâm các buồng đốt để tăng khả năng chống va đập của động cơ Kết cấu của các cửa nạp-xả được thiết kế dạng dòng ngang mang lại hiệu quả cao, các cửa nạp hướng vào phía trong của khối động cơ trong khi các cửa xả hướng ra phía bên ngoài Các cửa... bộ phận công tác và nhận năng lượng từ bánh đà truyền lại 18 cho pit tông để thực hiện các quá trình sinh công Trong quá trình làm việc, trục khuỷu chịu tác động của các lực khí thể, lực quán tính và lực ly tâm Trục khuỷu của động cơ 1UR-FE được chế tạo từ thép bằng phương pháp rèn để tăng độ cứng vững và khả năng chống mài mòn cho trục khuỷu Trục khuỷu của động cơ có 5 cổ trục chính, 4 cổ biên và 6... hơi khí ga, giảm được ma sát và tăng cường hiệu quả bôi trơn 2.2 .Cơ cấu phối khí Cơ cấu phân phối khí có nhiệm vụ điều khiển quá trình đóng mở của các xupáp nạp và thải trong quá trình động cơ làm việc Cơ cấu phân phối khí phải chịu tải trọng cơ học cao, nhiệt độ cao, tải trọng va đập lớn trong quá trình làm việc Các yêu cầu đối với cơ cấu phân phối khí: đóng mở đúng quy luật và thời điểm; độ mở lớn;... nước làm mát tới đường phân phối nước làm mát cho động cơ ở giữa hai dãy xy lanh của thân máy 2.4.3 Đường phân phối nước làm mát cho động cơ Hình 2.23 Đường phân phối nước làm mát cho động cơ 28 Bơm nước luân chuyển nước làm mát qua đường phân phối nước làm mát cho động cơ nằm ở giữa 2 dãy xy lanh Từ đây, nước làm mát được phân bố đều tới từng xy lanh, và cũng trực tiếp cung cấp nước tới các nắp xy lanh . đường đặc tính ngoài của động cơ 51 CHƯƠNG 4 55 KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VAN BIẾN THIÊN THÔNG MINH KÉP (DUAL VVT-i) TRÊN ĐỘNG CƠ 1UR-FE 55 4.1.Tổng quát về hệ thống Dual VVT-i 55 4.2.Cấu tạo. đồ án hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 04 năm 2014 Sinh viên thực hiện Nguyễn Minh Hiệp 6 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ 1UR-FE 1.1.Giới thiệu về xe LX570 Xe LX 570 hay. khiển biến thiên chiều dài đường ống nạp (ACIS), hệ thống điều khiển bướm ga điện tử - thông minh (ETCS-i), hệ thống bơm khí (air injection system) và hệ thống tuần hoàn khí thải (EGR). Các
- Xem thêm -

Xem thêm: thuyết minh đồ án tốt nghiệp khai thác động cơ 1URFE, thuyết minh đồ án tốt nghiệp khai thác động cơ 1URFE, thuyết minh đồ án tốt nghiệp khai thác động cơ 1URFE, GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ 1UR-FE, PHÂN TÍCH KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 1UR-FE, Ở CHẾ ĐỘ Nemax, KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VAN BIẾN THIÊN THÔNG MINH KÉP (DUAL VVT-i) TRÊN ĐỘNG CƠ 1UR-FE

Mục lục

Xem thêm