Đồ án Khai thác động cơ toyota 7M-GE

CHƯƠNG 1  GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ TOYOTA 7M-GE Giới thiệu động cơ toyota 7M-GE: Động cơ toyota 7M - GE được sản suất từ năm 1986 đến 1992 nắp trên các xe Toyota Celica Supra, Toyota Cressida. Động cơ toyota 7M-GE là động cơ một hàng 6 xylanh, thứ tự đánh lửa 1-5-3-6-2-4, dung tích xylanh 3,0l sử dụng 24 supap (4 supap cho một xylanh) cho phép tăng hiệu quả trao đổi khí nhưng không làm tăng đường kính xylanh quá lớn. Nắp máy được làm từ hợp kim nhôm Sử dụng hệ thống cung cấp nhiên liệu phun xăng điện tử EFI,Xylanh được đúc liền thân máy, thân máy thuộc nhóm vỏ thân chịu lực. Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật của động cơ Toyota 7M-GE Thông số  Ký hiệu  Đơn vị  Giá trị  Ghi chú   Đường kính pistong  D  mm  83    Hành trình pistong  S  mm  91    Công suất cực đại  Nemax  kw  142-152  Tại 5600v/p   Mômen xoắn cực đại  Memax  Nm  250-260  Tại 4800v/p   Khối lượng toàn bộ  m  Kg  119,5    Góc mở sơm supap thải  (3  độ  -580    Góc đóng muộn supap thải  (4  độ  100    Góc mở sớm supap nạp  (1  độ  -180    Góc đóng muộn supap nạp  (2  độ  500    Chiều cao  h  mm  600    Chiều rộng  b  mm  760    Mặt cắt dọc động cơ được thể hiện trên hình 1.1
Hình 1.1 Mặt cắt dọc động cơ Toyota 7M-GE Các hệ thống trên động cơ bao gồm: - Hệ thống làm mát bằng nước cưỡng bức một vòng tuần hoàn kín. - Hệ thống đánh lửa điện tử(ESA), tự động điều chỉnh góc đánh lửa sớm nhờ tín hiệu ECU của động cơ. - Hệ thống bôi trơn - Hệ Thống tự động chuẩn đoán ODB được tích hợp với hệ thống cung cấp nhiên liệu EFI và hệ thống tự động điều chỉnh đánh lửa sớm ESA giúp người sử dụng nhanh chóng phát hiện tình trạng hỏng hóc của động cơ. - Hệ thống nhiên liệu phun xăng điện tử gián tiếp một điểm trước supap nạp EFI, tích hợp với hệ thống đánh lửa điện tử ESA giúp động cơ đạt hiệu suất lớn nhất ở mọi chế độ làm việc. Các cơ cấu chính của động cơ gồm: - Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền - Cơ cấu phối khí. CHƯƠNG 2 CÁC CƠ CẤU CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ 2.1 Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền. 2.1.1 Nhiệm vụ: Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền là cơ cấu chính trong động cơ nó có nhiệm vụ nhận và biến đổi lực khí thể do đốt cháy nhiên liệu thành momen quay của trục khuỷu, nó bao gồm hai nhóm chi tiết là nhóm chi tiết cố định và nhóm chi tiết chuyển động. Nhóm chi tiết cố định gồm thân máy nắp xylanh và các te dầu. Nhóm chi tiết chuyển động gồm nhóm piston, thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà. 2.1.2 Các chi tiết chính a,Thân máy Thân máy cùng với nắp xylanh là nơi nắp đặt và bố trí hầu hết các cụm các chi tiết của động cơ. Cụ thể trên thân máy bố trí xylanh, hệ trục khuỷu, và các bộ phận truyền động để dãn động các cơ cấu và hệ thống khác của động cơ như trục cam, bơm nhiên liệu, bơm nước, bơm dầu, quạt gió… Thân máy động cơ 7M-GE được giới thiệu trên hình 2.1.
Hình 2.1 Thân máy Thân máy của động cơ loại thân xylanh - hộp trục khuỷu. Khối thân xy lanh của động cơ được chế tạo liền với nửa trên hộp trục khuỷu theo hình thức vỏ thân xylanh chịu lực. Thân máy của động cơ được chế tạo bằng gang đúc, có tính dẫn nhiệt tốt. b.Nắp xylanh Nắp xylanh đậy kín một đầu xylanh, cùng với piston và xylanh tạo thành buồng cháy, buồng cháy động cơ Toyota 7MGE có dạng đỉnh lõm. Nhiều bộ phận của động cơ được nắp trên nắp xylanh như bugi, vòi phun, cụm supap… Ngoài ra trên nắp xylanh còn bố trí các đường nạp, đường thải, đường nước làm mát, đường dầu bôi trơn… Do đó kết cấu của nắp xylanh rất phức tạp. Lắp xylanh động cơ 7M-GE được giới thiệu trên hình 2.2
Hình 2.2Nắp xy lanh và đệm nắp máy Điều kiện làm việc của nắp xylanh rất khắc nhiệt như nhiệt độ cao,áp suất khí thể rất lớn và bị ăn mòn hoá học bởỉ các chất ăn mòn trong sản phẩm cháy. Nắp xylanh của động cơ Toyota 7MGE là một dạng nắp chung một khối cho 6 xylanh. Nó được chế tạo bằng hợp kim nhôm, có ưu điểm là nhẹ, tản nhiệt tốt, giảm được khả năng kích nổ. Nắp được lắp với thân máy qua đệm nắp máy bằng các gu giông. c.Nhóm Piston Các chi tiết của piston bao gồm: Piston, các xecmăng khí, xécmăng dầu, chốt piston và các chi tiết khác. nhóm piston của động cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 2.4
Hình1.4. Nhãm Piston 1.Pistong; 2.Chèt pistong; 3.Vßng h·m; 4.XÐc m¨ng khí; 5 Xec m¨ng dÇu 6 .Thanh truyền; 7 b¹c ®Çu nhá thanh truyÒn. Piston : Vai trò: chủ yếu của piston là cùng với các chi tiết khác như xylanh, nắp xylanh bao kín tạo thành buồng cháy, đồng thời truyền lực khí thể cho thanh truyền cũng như nhận lực từ thanh truyền để nén khí. Điều kiện làm việc: Điều kiện làm việc của piston rất khắc nhiệt. Trong quá trình làm việc piston phải chịu tải trọng cơ học lớn có chu kỳ,nhiệt độ cao. Piston của động cơ được chế tạo bằng hợp kim nhôm chịu nhiệt. Piston có dạng đỉnh lõm, do đó có thể tạo xoáy lốc nhẹ tạo thuận lợi cho quá trình hình thành khí hỗn hợp và cháy. Trên phần đầu piston có xẻ 3 rãnh để lắp các xéc măng khí và xécmăng dầu. Khe hở giữa phần đầu piston và thành xylanh nằm trong khoảng 0,4
0,6 mm. Thân piston có dạng hình côn tiết diện ngang hình ôvan và có hai bệ để đỡ chốt piston, trên thân có phay rãnh phòng nở để tránh bó kẹt piston. Thân piston có nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động trong xylanh. Để đảm bảo cho piston chuyển động dễ dàng trong xylanh, khe hở giữa phần thân piston và thành xylanh ở chế độ khi nước làm mát 80
900C nằm trong khoảng 0,004
0,008 mm. Xécmăng: Xéc măng của động cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 2.5 Trên piston có 2 loại xécmăng là xécmăng khí và xecmăng dầu.
Hình 2.5. Xécmăng 1.Xécmăng dầu, 2.Xécmăng khí Xécmăng khí có nhiệm vụ bao kín buồng cháy của động cơ và dẫn nhiệt từ đỉnh piston ra thành xylanh và tới nước làm mát. Mỗi piston được lắp 2 xécmăng khí vào hai rãnh trên cùng của đầu piston. Để xécmăng rà khít với thành xylanh nó được mạ một lớp thiếc. Xécmăng khí phía trên được mạ crôm để giảm mài mòn. Khi lắp khe hở miệng của xécmăng nằm trong khoảng 0,25
0,6 mm để giảm hiện tượng lọt khí xuống các te khi lắp đặt miệng xécmăng phải lệch nhau 1800. Vật liệu chế tạo xécmăng khí là thép hợp kim cứng. Xécmăng dầu được làm từ thép chống gỉ. Xéc măng dầu có nhiệm vụ san đều lớp dầu trên bề mặt làm việc và gạt dầu bôi trơn thừa từ thành xylanh về cácte. Xécmăng dầu có các lỗ dầu và được lắp vào rãnh dưới cùng của piston. Trong rãnh có lỗ nhỏ ăn thông với khoang trống phía trong piston. Khi lắp khe hở miệng xécmăng nằm trong khoảng 0,25
0,6. Chốt piston Chốt piston là chi tiết nối piston và đầu nhỏ thanh truyền. Tuy có kết cấu đơn giản nhưng chốt piston có vai trò rất quan trọng để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của động cơ. Trong quá trình làm việc của mình chốt piston chịu lặc va đập tuần hoàn, nhiệt độ cao và điều kiện bôi trơn khó khăn. Chốt pistong của động cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 2.6
Hình 2.6 Chốt piston 1.Vòng hãm, 2.Chốt piston Chốt piston được chế tạo bằng thép hợp kim có các thành phần hợp kim như crôm, măng gan với thành phần cacbon thấp. chốt pistong được sử lý tăng cứng và được mài bóng. Chốt piston co dạng hình trụ rỗng. Các mối ghép giữa chốt piston và piston, thanh truyền theo hệ trục để đảm bảo lắp ghép dễ dang. Chốt piston được lắp tự do ở cả hai mối ghép. Khi lắp ráp mối ghép giữa chốt và bạc đầu nhỏ thanh truyền là mối ghép lỏng, còn mối ghép với bệ chốt là mối ghép trung gian, có độ dôi. Phương pháp lắp này làm cho chốt mòn đều hơn và chịu mỏi tốt hơn nhưng khó bôi trơn mối ghép phải có kết cấu hạn chế di chuyển dọc trục của chốt. d.Thanh truyền Thanh truyền là chi tiết nối giữa piston và trục khuỷu. Trong quá trình làm việc thanh truyền chịu lực khí thể, lực quán tính của nhóm piston và lực quán tính của bản thân thanh truyền. Các lực trên đều là các lực tuần hoàn va đập. Trong qúa trình làm việc của động cơ thanh truyền thực hiện hai chuyển động phức tạp: Chuyển động tịnh tiến dọc theo thân xylanh và chuyển động lắc tương đố so với trục của chốt piston. Thanh truyền được chế tạo bằng thép thép hợp kim, trong thân thanh truyền có khoan rãnh dẫn dầu bôi trơn nên bề mặt bạc đầu nhỏ và chốt piston. Trên thanh truyền và có đánh dấu ở nửa trên đầu to thanh truyền và nửa dưới đầu to thanh truyền, cùng với dấu ở pistong khi nắp các dấu này phải cùng phí và quay về phía đầu động cơ. Trên hình 2.7 giới thiệu dấu định vị trên nhóm pistong thanh chuyền.
Hình 1.7 vạch dấu định vị trên nhóm pistong thanh truyền Bạc đầu nhỏ thanh truyền bằng đồng thanh có dạnh hình trục rỗng, trên bạc có lỗ dẫn dầu tương ứng với lỗ trên dầu nhỏ thanh truyền. Bạc đầu to là loại thanh mỏng và lắp lẫn được. Bạc lót gồm hai nửa được dập ghép từ thép mềm và được phủ một lớp chịu mòn là hợp kim nhôm có hàm lượng thiếc cao, chiều dầy của bạc lót sau khi phủ là 1,6mm, chiều rộng là 25mm, bạc có gờ khớp với rãnh ở nửa trên và nắp dưới của đầu to để chống xoay. Để đảm bảo cân bằng cơ cấu khủy trục – thanh truyền, khối lượng của thanh truyền lựa chọn khi lắp không chênh lệch quá 6-8 gam e.Trục khuỷu Vai trò của trục khuỷu: trục khuỷu nhận lực tác dụng từ piston tạo mômen quay kéo các máy công tác và nhận năng lượng của bánh đà; sau đó truyền cho thanh truyền và piston thực hiện quá trình nén cũng như trao đổi khí trong xylanh. Điều kiện làm việc của trục khuỷu hết sức khắc nhiệt nó phải chịu lực T, Z do lực khí thể và lực quán tính của nhóm piston thanh truyền gây ra. Ngoài ra trục khuỷu còn chịu lực quán tính ly tâm của các khối lượng quay lệch tâm của bản thân trục khuỷ và của thanh truyền. Những lực này gây uốn xoắn dao động xoắn và dao động ngang của trục khuỷu trên các ổ đỡ. Trục khuỷu của động cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 2.8.
Hình2.8 Cấu tạo trục khuỷu Trục khuỷu của động cơ được chế tạo bằng thép hợp kim có các thành phần mănggan, vômphram… Phôi trục khuỷu chế tạo bằng phương pháp rèn khuôn hoặc rèn tự do. Sau đó phôi được ủ và thường hoá trước khi gia công cơ. Tiếp theo gia công cơ trục khuỷu được nhiệt luyện và xử lý bề mặt rồi gia công lần chính sác các bề mặt làm việc, cổ trục chính và cổ khuỷu. Trên trục khuỷu gồm có đầu trục, các cổ khuỷu, má khuỷu, đối trọng và đuôi trục. Trục khuỷu gồm có 6 chốt khuỷu và 4 cổ trục. Trục khuỷu của động cơ toyota 7M-GE có 8 đối trọng đúc liền. Trên đầu trục có then để lắp puli dẫn động quạt gió, bơm nước cho hệ thống làm mát, có bánh răng trục khuỷu để dẫn động trục cam, bơm dầu. Cổ trục khuỷu được gia công và xử lý bề mặt đạt độ cứng và độ bóng cao. Các cổ trục đều có chung một đường kính.Cổ khuỷu được làm rỗng để làm rãnh dần dầu bôi trơn đến các cổ và chốt khác của trục khuỷu. Chốt khuỷu cũng được gia công và xử lý bề mặt để đạt độ cứng và độ bóng cao. Đường kính chốt nhỏ hơn đường kính cổ. Chốt khuỷu cũng được làm rỗng để giảm trọng lượng và chứa dầu bôi trơn. Các đối trọng được làm liền với má. Đuôi trục khuỷu có mặt bích để lắp bánh đà và được làm rỗng để lắp vòng bi đỡ trục sơ cấp của hộp số. Bánh đà Bánh đà của động cơ có kết cấu dạng đĩa như hình 2.9
Hình 2.9 Bánh đà Bánh đà giữ cho độ chuyển động không đồng đều của trục khuỷ động nằm trong giới hạn cho phép và dự trữ động năng cho quá trình nén và thải, la nơi nắp các chi tiết của cơ cấu khởi động như vành răng khởi động và là nơi đánh dấu tương ứng với điểm chết và khắc vạch chia độ góc quay trục khuỷu. Bánh đà được chế tạo từ gang xám và được cân bằng động cùng với trục khuỷu. 2.2 cấu phối khí: 2.2.1 Nhiệm vụ - Yêu cầu: Cơ cấu phối khí (hình 2.8) bao gồm tất cả các cụm, các chi tiết và các kết cấu với chức năng đảm bảo quá trình trao đổi khí giữa xylanh động cơ với môi trường bên ngoài trong các quá trình nạp khí vào xylanh và thải các sản phẩm cháy từ xylanh ra môi trường bên ngoài. Yêu cầu đối với cơ cấu phối khí đó là: Nạp đầy và thải sạch ở mọi chế độ làm việc của động cơ; Tiếng ồn thấp, khả năng bao kín tốt; Độ bền và độ tin cậy làm việc cao; Dễ dàng lắp ráp thay thế chi tiết và sửa chữa bảo dưỡng điều chỉnh. Cơ cấu phối khí dùng trong động cơ là cơ cấu phối khí dùng xupáp treo. Cơ cấu phối khí của động cơ Toyota 7M-GE được gới thiệu trên hình 2.10
Hình 2.10 Cơ cấu phối khí 1.Phớt chắn dầu đầu trục cam, 2 .Nắp Trục cam, 3. Trục cam, 4, Bạc tì vấu cam 5. Chụp đuôi supap, 6. Móng hãm, 7. Đĩa lò xo, 8. Lò xo supap, 9. Phớt chắn dầu bôi trơn, 10. Đế lò xo, 11. Ống dẫn hướng, 12. Đế đặt supap, 13.Supap. 12.Móng hãm, 16.Phớt chăn dầu. 2.2.2 Các chi tiết chính a, Trục cam Trục cam dùng để dẫn động supáp đóng mở theo quy luật nhất định phù hợp với thứ tự làm việc của động cơ. Điều kiện làm việc: Về mặt tải trọng trục cam không phải chịu điều kiện làm việc nặng nhọc. Các bề mặt làm việc của cam tiếp xúc thường ở dạng trượt nên dạng hỏng chủ yếu là mài mòn. Trục cam được chế từ thép hợp kim, các bề mặt làm việc của cam và các cổ trục được thấm than và tôi cứng với độ thấm cứng tôi khoảng 0,7
2 mm đạt độ cứng 52
65 HRC Trong động cơ Toyota 7M-GE có hai trục cam được lắp ở trên nắp xylanh, các cam được làm liền với trục. Trên mỗi trục có 12 cam có dạng cam lồi. Trục cam được dẫn động từ trục khủy, thông qua truyền động đai răng các bánh răng đai đẫn động cần phải ăn khớp với puly ở vị trí xác định đã được đánh dấu để đảm bảo pha phối khí và thứ tự làm việc của động cơ. Cổ trục và cam được bôi trơn bằng dầu bôi trơn được dẫn từ ống dầu bên trong trục cam qua cửa dầu. b, Supap Supap là chi tiết trực tiếp đóng mở các cửa nạp và thải để thực hiện quá trình nạp thải và bao kín buồng cháy theo yêu cầu làm việc của từng xylanh, trên động cư sử dụng hai supap nạp và hai supap thải cho mỗi xylanh. Supap là chi tiết làm việc trong điều kiện nặng nề nhất của cơ cấu phối khí. Do tiếp xúc trực tiếp với khí cháy nên các Supap chịu áp lực rất lớn và nhiệt độ cao nhất là đối với supap thải. Khi supap đóng mở nấm supap va đập với đế nên nấm dễ bị biến dạng cong vênh và mòn rỗ bề mặt nấm. Do vận tốc lưu động của môi chất qua supap rất lớn. Đối với supap thải vận tốc này có thể đạt 400
600 m/s gây ăn mòn cơ học bề mặt nấm và đế. supap thải của động cơ được chế tạo bằng thép hợp kim chịu nhiệt có các thành phần như silic, crôm, mănggan. Đối với supap nạp cũng sử dụng thép hợp kim crôm, mănggan. Tuy nhiên khả năng chịu nhiệt không cao như đối với supap thải. Theo kết cấu supap được chia làm 3 phần: nấm, thân và đuôi Xuppa động cơ Toyota 7M-GE được gới thiệu trên hình 2.11
Hình 2.11 Kết cấu các phần của supap và lắp ghép suppa với đế 1.Đuôi supap, 2.Thân supap, 3.Nấm supap Nấm supap có chức năng là đóng kín vì vậy phần quan trọng nhất của nấm là bề mặt làm việc của nấm với góc vát
= 450. Cả supap thải và nạp của động cơ đều có kết cấu dạng nấm bằng. Ưu điểm của nấm bằng là đơn giản dễ chế tạo và có diện tích chịu nhiệt nhỏ. Độ cứng vững của tán nấm khá cao nên có thể giảm bán kính góc lượn từ phần tán nấm tới phần thân để giảm khối lượng. Thân supap có tiết diện ngang là hình tròn. Thân supap có nhiệm vụ dấn hướng và tản nhiệt cho nấm supap. Phần nối tiếp giữa nấm và thân được làm nhỏ lại để dễ gia công và tránh bị kẹt supap trong ống dẫn hướng vì phần dưới của thân có nhiệt độ cao hơn phần trên. Phần đuôi supap có chỗ thắt để ăn khớp với các gờ của móng hãm. Có lắp chụp và bạc tì để nhận chuyền động từ trục cam qua các vấu cam. Để tránh hiện tượng giãn nở làm kênh supap nên có khe hở nhiệt. Khe hở nhiệt được xác định bằng căn lá có độ dày
bằng khe hở quy định đặt vào đuôi supap khi điều chỉnh. Phương pháp điều chỉnh khe hở nhiệt đối với động cơ Toyota 7M-GE là thay đổi chiều dày của bạc tì ở phía trên chụp đuôi supap cho phép thay thế bạc mà không cần phải tháo trục cam, khi điều chỉnh khe hở nhiệt supap phải đảm bảo đóng kín. Khi khe hở nhiệt quá lớn, các supap mở không hoàn toàn, do đó làm giảm chất lượng quá trình nạp và thải, gây ra va đập, ngược lại khi khe hở nhiệt quá nhỏ, các supap đóng không hoàn toàn do đó dẫn đến lọt khí, tạo muội trên mặt đế supap, khe hở nhiệt cần phải đảm bảo từ 0,25 – 0,3 mm đối với supap thải, 0,15 - 0,2 mm đối với supap nạp. Đế supap là một chi tiết mặt côn để đảm bảo đóng kín supap. Yêu cầu đối với đế supap là phải có tuổi thọ cao, khả năng tạo ra sự kín khít tốt với mặt côn tán nấm supap để tránh lọt khí cũng như phải dẫn nhiệt tốt để giảm được nhiệt độ phần tán nấm. Đế supap của động cơ được chế tạo rời bằng thép hợp kim rồi nắp vào nắp máy. c, Ống dẫn hướng supap Để thuận lợi cho việc gia công, đại tu, sửa chữa và kéo dài tuổi thọ lắp xylanh giữa thân supap và nắp xylanh có một chi tiết trung gian là ống dẫn hướng. Ống dẫn hướng lắp lỏng với thân supap và có chức năng dẫn hướng cho supap chuyển động tịnh tiến qua lại khi đóng mở. Ống được ép căng vào lỗ gia công trong nắp xylanh. Ống được chế tạo bằng gang hợp kim hoặc gang dẻo nhiệt luyện. Ống có kết cấu hình trụ rỗng có vát mặt đầu để dễ lắp ráp. d, Lò xo supap Supap tì chặt lên đế đóng kín đường thông là nhờ lực đẩy của lò xo. Trên mỗi supap có lắp một lò xo. Lò xo supap được chế tạo bằng thép lò xo (thép crom sillic) sau đó được ram cứng. Giúp cho lò xo supap đảm bảo ngay cả ở tốc độ động cơ cao. Lò xo supap có kết cấu hình trụ, hai đầu mài phẳng để lắp ráp với đĩa supap. CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG LÀM MÁT, BÔI TRƠN ĐÁNH LỬA, XỬ LÝ KHÍ THẢI 3.1 Hệ thống làm mát 3.1.1 Nhiệm vụ hệ thống làm mát: Khi động cơ làm việc, các chi tiết của động cơ nhất là các chi tiết trong buồng cháy tiếp xúc với khí cháy nên có nhiệt độ rất cao. Nhiệt độ đỉnh piston có thể đến 6000C còn nhiệt độ supap thải có thể lên đến 9000C. Nhiệt độ các chi tiết cao có thể dẫn đến các tác hại đối với các động cơ: Giảm sức bền, độ cứng vững và tuổi thọ các chi tiết Bó kẹt giữa các cặp chi tiết chuyển động như piston – xylanh, trục khuỷ - bạc lót… Giảm hệ số nạp nên giảm công suất động cơ Kích nổ trong động cơ Hệ thống làm mát có tác dụng tản nhiệt khỏi các chi tiết, giữ cho nhiệt độ của các chi tiết không vượt quá giới hạn cho phép và do đó bảo đảm điều kiện làm việc của động cơ. Tuy nhiên nếu cường độ làm mát lớn quá, nhiệt độ các chi tiết thấp dẫn đến hiện tượng hơi nhiên liệu ngưng tụ và đọng bám trên bề mặt các chi tiết, rửa trôi dầu bôi trơn nên các chi tiết bị mài mòn dữ dội. Đồng thời độ nhớt của dầu bôi trơn thấp nên ma sát giữa các chi tiết chuyển động tăng. 3.1.2 Các chi tiết chính: Trên động cơ Toyota sử dụng hệ thống làm mát bằng nước lưu thông tuần hoàn cưỡng bức nhờ bơm nước có các chi tiết chính trên hình 3.1 Trong hệ thống này tốc độ lưu động của nước chủ yếu do bơm quyết định. Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm mát bằng nước của động cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 3.1
Hình 3.1. Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng 1.Thân máy, 2.Náp xylanh, 3. Đường nước ra khỏi động cơ, 4. Ống dẫn bọt nước,5.Van hằng nhiệt, 6.Nắp rót nước, 7.Két làm mát, 8.Quạt gió, 9.puli, 10. Ống nước nối tắt về bơm, 11. Đường nước vào động cơ, 12.Bơm nước, 13.két làm mát dầu, 14. Ống phân phối nước a.Bơm nước và quạt gió Bơm nước trên hệ thống làm mát của động cơ là bơm ly tâm có nhiệm vụ cung cấp nước tuần hoàn cưỡng bức trong hệ thống làm mát của động cơ. Được dẫn động bằng đai từ trục khuỷ động cơ. Quạt gió có nhiệm vụ tạo ra dòng khí hút đi qua két nước để tăng hiệu quả làm nguội nước nóng sau khi đã làm mát cho động cơ. Quạt gió được lắp trên đầu phía trước của trục bơm nước. Các cánh quạt được chế tạo bằng thép lá. Để nâng cao năng suất và tạo hướng cho dòng khí vành quạt gió có hom khí. b.Két nước làm mát Két nước là thiết bị trao đổi nhiệt dùng để truyền nhiệt từ nước làm mát cho dòng không khí chuyển động qua. Két làm măt nước của động cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 3.2
Hình 3.2. Két nước làm mát 1. Nắp két nước, 2. Ống nước hồi, 3. Ống nước đi. Két nước làm mát bao gồm các ống dẫn bằng đồng đỏ. Các ống này được hàn với các cánh tản nhiệt hình gợn sóng nhằm tăng tiết diện tiếp xúc với không khí để tăng khả năng toả nhiệt của két làm mát. Ngăn trên có miệng đổ nước và được đậy bằng nắp.. Nắp két nước có hai van (hình2.20). Van xả 1 có tác dụng giảm áp khi áp suất trong hệ thống cao (khoảng 1,15
1.25 kG/cm2) do bọt hơi sinh ra trong hệ thống, nhất là khi động cơ quá nóng. Còn van hút 2 sẽ mở để bổ sung không khí khi áp suất chân không trong hệ thống lớn hơn giá trị cho phép (khoảng 0,05
0,1 kG/cm2). Lắp két nước của động cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình
Hình 3.3. Nắp két nước 1.Van xả, 2.Van hút c.Van hằng nhiệt Van hằng nhiệt có nhiệm vụ rút ngắn thời gian sấy nóng khi động cơ bắt đầu khởi động và tự động duy trì chế độ nhiệt của động cơ trong giới hạn cho phép. Van hằng nhiệt của động cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 3.4.
Hình 3.4.Van hằng nhiệt 1.Hộp xếp, 2. Đường về bơm, 3.Van về bơm, 4.Van ra két, 5.Đường ra két, 6. Đường nước nóng đến từ động cơ, 7.Thân van Trên hệ thống làm mát của động cơ sử dụng van hằng nhiệt với chất giãn nở là hỗn hợp gồm 30% rượu Etylic và 70% nước cất. Khi nhiệt độ nước làm mát thấp hơn 750C, hỗn hợp chất lỏng trong hộp (1) chưa bị giãn nở, van đóng (4) và nước sẽ đi qua đường dẫn (2) trở về bơm mà không qua két làm mát. Khi nhiệt độ nước tăng cao hơn 750C, hỗn hợp chất lỏng trong hộp giãn nở, áp suất tăng nên đẩy cán lên làm mở van (4) và nước theo đường ống đến két làm mát. Khi nhiệt độ nước băng 900c thì van được mở hoàn toàn. 3.2 Hệ thống bôi trơn. 3.2.1 Nhiệm vụ hệ thống bôi trơn. Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa dầu bôi trơn đến các bề mặt làm việc của các chi tiết để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của động cơ cũng như tăng tuổi thọ của các chi tiết. Dầu bôi trơn có nhiều công dụng trong đó một số công dụng quan trọng nhất của dầu bôi trơn là: Bôi trơn các bề mặt có chuyển động trượt giữa các chi tiết nhằm giảm ma sát do đó giảm mài mòn tăng tuổi thọ các chi tiết. Rửa sạch bề mặt ma sát của các chi tiết. Trên bề mặt ma sát trong quá trình làm việc thường có các vẩy rắn tróc ra khỏi bề mặt. Dầu bôi trơn sẽ cuốn trôi các vảy tróc, sau đó được giữ lại trong các phần tử lọc của hệ thống bôi trơn, tránh cho bề mặt ma sát bị cào xước. Làm mát một số chi tiết. Bao kín khe hở giữa các chi tiết như cặp piston – xylanh – xecmăng để giảm lọt khí. Động cơ Toyota 7MGE sử dụng phương pháp bôi trơn cưỡng bức. Dầu trong hệ thống bôi trơn được bơm đẩy đến các bề mặt ma sát với áp suất nhất định, do đó hoàn toàn có thể đủ lưu lượng để bảo đảm bôi trơn làm mát và tẩy rửa các bề mặt ma sát. Sơ dồ cấu tạo HT bôi trơn của động cơ Toyota 7M-GE được gới thiệu trên hình 3.5.
Hình 3.5 Sơ đồ cấu tạo hệ thống bôi trơn 1.Cốc lọc 2.Két làm mát dầu, 3.Bơm dầu, 4. Lưới lọc 3.2.2 nguyên lý làm việc: Dầu trong các te dầu được hút vào bơm qua phao hút dầu. Phao hút dầu có lưới chắn để lọc sơ bộ những tạp chất có kích thước lớn. Dầu được bơm đẩy qua bộ làm mát dầu 2, tại đây dầu được làm mát rồi tiếp tục đến đường dầu chính . rồi đến cốc lọc, dầu theo các nhánh đi bôi trơn trục khuỷ sau đó lên bôi trơn đầu to thanh truyền, chốt piston, và đi bôi trơn trục cam… 3.2.3 các chi tiết chính. a.Bơm dầu Bơm dầu có nhiệm vụ cung cấp dầu dưới áp suất cao vào đường dầu chính của động cơ và đến két làm mát. Hệ thống bôi trơn của động cơ Toyota 7MGE sử dụng kiểu bơm bánh răng ăn khớp ngoài. Bơm dầu của đông cơ Toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 3.6.
Hình3.6. Bơm bánh răng ăn khớp ngoài b.Bầu lọc dầu Bầu lọc dầu có nhiệm vụ lọc sạch các tạp chất cơ học do sự mài mòn cơ học các chi tiết của động cơ, các loại bụi từ không khí lẫn vào các sản vật cháy có chứa trong dầu. Hệ thống bôi trơn của động cơ Toyota 7M-GE sử dụng bầu lọc thô. Kiểu bầu lọc được dùng là kiểu bầu lọc cơ khí loại bầu lọc thấm dùng tấm kim loại. Cấu tạo bầu lọc dầu của động cơ toyota 7M-GE được giới thiệu trên hình 3.7.
Hình3.7 Bầu lọc thấm dùng tấm kim loại 1.Nắp bầu lọc, 2. Đường dầu ra, 3.Thân bầu lọc, 4. Đường dầu vào, 5.Phiến lọc, 6.Phiến gạt, 7.Phiến cách, 8. Trục của lưới lọc. Bầu lọc có lõi lọc gồm các phiến kim loại dập (5) và (7) sắp xếp xen kẽ nhau tạo thành khe lọc có kích thước bằng chiều dày của phiến cách (7) (khoảng 0,07 ( 0,08mm). Các phiến gạt cặn (6) có cùng chiều dày với phiến cách (7) và được lắp với nhau trên một trục cố định trên nắp bầu lọc. Còn các tấm (5) và (7) được lắp trên trục (8) có tiết diện vuông và có tay vặn nên có thể xoay được. Dầu bẩn theo đường dầu (4) vào bầu lọc, đi qua các khe hở giữa các tấm (5) để lại các cặn bẩn có kích thước lớn hơn khe hở rồi theo đường dầu (2) ra đi bôi trơn.Khi xoay tay vặn của trục (8), lõi lọc quay theo nên các phiến gạt (6) sẽ gạt cặn bẩn bám bên ngoài lõi lọc tránh cho lõi lọc bị tắc.