Giới thiệu chung về động cơ 1ur fe xe lx 570 hay còn được gọi là land cruiser j200

MỤC LỤC
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ 1UR-FE.......................3
I.1. Giới thiệu về động cơ 1UR-FE.................................................................5
I.2. Phân tích kết cấu động cơ 1UR-FE.........................................................6
I.2.1. Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền...........................................................7
I.2.2. Cơ cấu phối khí..................................................................................15
I.2.3. Hệ thống bơi trơn...............................................................................18
I.2.4. Hệ thống làm mát...............................................................................21
I.2.5. Hệ thống nạp và thải..........................................................................24
I.2.6. Hệ thống cung cấp nhiên liệu............................................................29
I.2.7. Hệ thống đánh lửa..............................................................................30
CHƯƠNG II: TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ Nemax................................................33
II.1. Tính tốn chu trình cơng tác của động cơ...........................................33
II.1.1. Chọn các số liệu ban đầu..................................................................33
II.1.2. Q trình tính tốn nhiệt.................................................................35
II.1.3. Các thơng số đánh giá chu trình cơng tác và sự làm việc của động
cơ.................................................................................................................41
II.1.4. Dựng đường công chỉ thị của chu trình cơng tác.............................44
II.1.5. Dựng đường đặc tính ngồi của động cơ.........................................46
II.2. Tính tốn động lực học.........................................................................49
II.2.1. Triển khai đồ thị công chỉ thị p -v thành đồ thị cơng lực khí thể Pk
tác dụng lên piston, theo góc quay ..........................................................49
II.2.2. Quy dẫn khối lượng chuyển động.....................................................52
II.2.3. Lực quán tính và tổng lực, lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến............53
II.2.4. Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu.........................58
II.2.5. Đồ thị mài mòn cổ khuỷu..................................................................59
II.2.6. Đồ thị tổng lực tiếp tuyến và mômen tổng........................................61
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ Memax................................................63
III.1. Tính tốn chu trình cơng tác..............................................................63
III.1.1. Chọn các số liệu ban đầu................................................................63
III.1.2. Q trình tính tốn nhiệt................................................................64

III.1.3. Các thơng số đánh giá chu trình cơng tác và sự làm việc của động
cơ.................................................................................................................69
III.1.4. Dựng đường cơng chỉ thị của chu trình cơng tác ...........................72
1

Tieu luan


III.1.5. Dựng đường đặc tính ngồi của động cơ........................................74
III.2. Tính tốn động lực học........................................................................78
III.2.1. Triển khai đồ thị cơng chỉ thị p – V thành đồ thị lực khí thể Pk tác
dụng lên Piston, theo góc quay ................................................................78
III.2.2. Quy dẫn khối lượng chuyển động....................................................79
III.2.3. Lực quán tính và tổng lực, lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến..........80
III.2.4. Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu........................85
III.2.5. Đồ thị mài mòn cổ khuỷu.................................................................87
III.2.6. Đồ thị tổng lực tiếp tuyến và momen tổng.......................................93

2

Tieu luan


CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ 1UR-FE
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 tồn

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 ngồi 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.
3

Tieu luan


Bảng 1.1. Các thông số cơ bản của xe LX570
Chiều dài
Chiều rộng
Chiều cao
Khoảng cách giữa 2 lốp xe
Khoảng sáng gầm xe
Cơng thức bánh xe
Loại lốp
Số cửa
Số chỗ ngồi

Dung tích thùng nhiên liệu
Loại nhiên liệu sử dụng

5005 mm
1971 mm
1920 mm
2950 mm
226 mm
4x4
285/50R20
5 cửa
8 chỗ
93L
Xăng

Ngồi ra LX570 cịn 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 thơng 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.

Hình 1.2. Nội thất xe LX570

4

Tieu luan


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 sốt
khí hậu độc lập tốt nhất, hệ thống kích hoạt ổ cứng bằng giọng nói. Điều đặc
biệt của LX570 là hệ thống điều hịa 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 khơng khí
mát mẻ chứ khơng chỉ đơn giản là thổi luồng khơng khí vào họ.
I.1. Giới thiệu về động cơ 1UR-FE

Hình 1.3. 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 minh 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 thơng minh (ETCS-i), hệ thống bơm khí (air injection system) và hệ thống tuần
hồn 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.
5

Tieu luan


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 (20052011), 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
Cơ cấu phối khí
Kiểu buồng đốt
Buồng cháy kiểu vát nghiêng
(pentroof type)
Hệ thống nhiên liệu
Hệ thống đánh lửa
Dung tích, [cm3]
Đường kính x hành trình,
[mm]
Tỷ số nén
Cơng suất tối đa
Momen xoắn tối đa
Mở
Nạp
Thời
Đóng
điểm
Mở
phối khí Xả
Đóng
Thứ tự đánh lửa
Trị số Octan RON
Quy định khí thải ống xả
Quy định khí thải bay hơi
Khối lượng động cơ, [kg]

8 xy lanh, kiểu chữ V
32 xupáp DOHC, dẫn động trục cam bằng

xíchvới cơ cấu Dual VVT-i
Buồng cháy kiểu vát nghiêng (pentroof type)
Dòng ngang (Cross-flow)
SFI
DIS
4608
94 x 83
10,2
231 kW tại 5600v/ph
443 N.m tại 3400v/ph
220 trước ĐCT đến 180 sau ĐCT
300 đến 700 sau ĐCD
300 đến 620 trước ĐCD
80 trước ĐCT đến 240 sau ĐCT
1–8–7–3–6–5–4–2
91
LEVII-ULEV, SFTP
LEVII, ORVR
216,1

I.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 qt về cơng 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;
6

Tieu luan


- Hệ thống làm mát;
- Hệ thống nạp và thải;
- Hệ thống nhiên liệu;
- Hệ thống đánh lửa.
I.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 định 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 tơng, thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà.
I.2.1.1. Nắp che
Nắp che
bên phải

Ống dẫn
dầu

Tấm ngăn

Ống dẫn
dầu

Đệm nắp
vỏ xy

Nắp che

bên trái

Tấm ngăn

Đệm nắp vỏ xy lanh
Hình 2.1. Nắp che

Nắp che có cơng 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 mịn, tăng độ tin cậy và độ chính xác khi làm
việc. Ngồi ra, một tấm ngăn lớn được đặt trên nắp che giúp làm giảm tốc độ
7

Tieu luan


của dịng khí thốt (khí sót cịn lại sau q trình đốt cháy thốt ra từ buồng đốt
lọt vào các te chứa dầu qua khe hở giữa pít tơng và xy lanh) ra ngồi, qua đó
giảm được lượng dầu thốt ra bởi dịng khí này.
I.2.1.2. Đệm (gioăng) nắp máy

Phía
trước

Vịng
đệm

Đệm nắp

máy bên

Mặt cắt
A–A

Đệm nắp
máy bên
Hình 2.2. Đệm nắp máy
Đệm nắp máy có cơng dụng làm kín buồng cháy của động cơ và ngăn
không cho nước làm mát hay dầu bôi trơn vào xy lanh. Như một phần của buồng
cháy, đệm nắp máy cũng cần phải có độ bền như các bộ phận khác của buồng
cháy.
Đệm nắp máy của động cơ 1UR-FE được cấu tạo bởi 3 lớp thép cán
mỏng. Ở mỗi tấm đệm nắp máy, có một miếng đệm mỏng bao quanh đường
kính các xy lanh để tăng khả năng làm kín và tuổi thọ của đệm nắp máy. Phủ
trên bề mặt của đệm nắp máy là lớp cao su tổng hợp chứa nguyên tử flo có độ
bền và khả năng chịu nhiệt cao.
I.2.1.3. Nắp máy
Nắp máy được đặt trên khối xy lanh, mặt dưới nắp máy cùng với ống lót xy lanh
và pít tơng tạo nên buồng đốt. Cấu trúc của nắp máy được đơn giản hóa bằng
cách tách các phần cổ trục cam ra khỏi nắp máy.

8

Tieu luan


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 ngồi. Các cửa bơm khơng khí được thiết kế cho hệ thống
bơm khơng khí.

Hình 2.3. Nắp máy

9

Tieu luan


I.2.1.4. Thân máy

Hình 2.4. Dạng cửa nạp

a. Tổng quan
Thân máy của động cơ 1UR-FE được làm từ hợp kim nhôm. Thân máy
dạng chữ V, góc nhị diện 900, độ lệch tâm 2 xy lanh ở 2 phía là 21mm, khoảng
cách giữa 2 tâm xy lanh ở cùng dãy là 105,5mm. Với cách bố trí xy lanh này đã
làm giảm đáng kể chiều dài và chiều rộng của thân máy.
Động cơ sử dụng ống lót xy lanh kiểu khơ có gai nhám ở mặt lưng để tăng
khả năng bám giữa bề mặt ống lót và khối xy lanh. Đường dẫn nước làm mát
cho động cơ được được đặt giữa 2 dãy xylanh. Nước làm mát được bơm qua
đường dẫn tới nắp máy và các áo nước làm mát bao quanh các xy lanh. Đường
dẫn nước làm mát cũng đồng thời làm mát dầu bôi trơn động cơ trong đường
ống dẫn dầu chính đặt ngay dưới đường dẫn nước.

10

Tieu luan


Hình 2.5. Thân máy
Ở vách ngăn giữa 2 xy lanh có một ống dẫn nước ngầm để dẫn nước làm
mát vào. Cấu trúc này đảm bảo giữ được nhiệt độ đều ở thành xy lanh. Các vòng
đệm bằng plastic được đặt trong các áo nước làm mát. Chúng điều chỉnh dịng
chảy của nước làm mát để ln giữ được nhiệt độ đồng nhất quanh buồng đốt.
Việc lắp các cảm biến kích nổ ở phía trong của các dãy xy lanh cũng làm
tăng thêm độ chính xác của các cảm biến. Trên vách ngăn giữa các xy lanh có
các lỗ thơng khí, chế tạo như vậy giúp cho khơng khí ở dưới đáy các xy lanh di
chuyển một cách nhẹ nhàng, tổn thất khi chuyển động lên của pit tông sẽ được
giảm để tăng cơng suất của động cơ.
b. Ống lót xy lanh

11

Tieu luan


Hình 2.6. Ống lót xy lanh
Ống lót xy lanh là kiểu ống lót khơ khi đúc người ta chế tạo mặt ngồi có
độ nhám cao để nâng cao khả năng bám giữa bề mặt ống lót và khối xy lanh
bằng nhôm. Làm như vậy sẽ trợ giúp cho việc hấp thụ nhiệt, giảm nhiệt độ và sự
biến dạng do nhiệt ở thành các xy lanh. Bề mặt của ống lót xy lanh có khía nhám
nhằm tăng khả năng lưu lại của dầu trên bề mặt ống lót để làm giảm ma sát.
c. Vòng đệm ở các áo nước làm mát
Nhiệt độ ở bên nạp của thành xy lanh thường có xu hướng thấp hơn do
một miếng đệm rộng đã bao lấy thành xy lanh để chặn dòng chảy của nước làm
mát và ngăn không cho giảm nhiệt độ quá mức. Mặt khác, nhiệt độ ở bên xả của

thành xy lanh thường cao hơn, miếng đệm bao quanh phần dưới của thành xy
lanh để dẫn nước làm mát lên khu vực phía trên của thành xy lanh có nhiệt độ
cao hơn. Với các tấm đệm này, nhiệt độ xung quanh thành xy lanh được đồng
đều hơn. Do vậy mà chỉ số độ nhớt của dầu động cơ giảm nên làm giảm ma sát
giữa thành xy lanh và pit tông.

12

Tieu luan


Hình 2.7. Áo nước làm mát
I.2.1.5. Pit tơng
Pit tơng cùng với xy lanh và nắp máy tạo thành buồng đốt. Pit tông ở
động cơ 1UR-FE được làm từ hợp kim nhơm. Đỉnh pit tơng có cấu tạo kiểu lõm
nhằm đạt được sự cháy ổn định. Cùng với kết cấu buồng đốt kiểu vát nghiêng
của nắp máy và đỉnh pit tông dạng lõm đã nâng cao được tỷ số nén và tăng cả về
hiệu suất lẫn tính kinh tế nhiên liệu của động cơ.

Hình 2.8. Pit tơng
Đỉnh pit tơng dạng lõm, xung quanh có các gờ cơn để tăng khả năng
chống kích nổ và tăng hiệu quả của q trình nạp. Qua đó hiệu suất của động cơ
và tính kinh tế nhiên liệu cũng được tăng. Để giảm khối lượng của pit tông,
trong khi đúc người ta đã tạo ra một lỗ hổng ở phần đáy của đỉnh pit tông gần
với chốt pit tông.
13

Tieu luan

Phần thân dưới của pit tông được phủ bởi lớp nhựa dẻo để giảm sự mất
mát do ma sát. Áp dụng phương pháp bay hơi lắng đọng vật lý (PVD) để phủ lên
bề mặt của các xéc măng khí thứ nhất và xéc măng dầu nhằm tăng khả năng
chống mài mịn. Nhờ việc tăng độ chính xác khi lắp ráp nên khi chế tạo chỉ yêu
cầu duy nhất một kích thước của pit tông.
I.2.1.6. Thanh truyền
Thanh truyền là bộ phận trung gian liên kết pit tông với trục khuỷu và cho
phép biến chuyển động tính tiến của pit tơng thành chuyển động quay của trục
khuỷu. Thanh truyền của động cơ 1UR-FE làm từ thép tốt, được chế tạo bằng
phương pháp rèn vừa có độ bền cao lại có thể giảm được tải trọng.

Miệng phun dầu

Chốt định vị

Lớp phủ nhựa dẻo

Bulong có đầu bọc nhựa
Hình 2.9. Thanh truyền
Thanh truyền có cấu tạo gồm 3 phần: đầu nhỏ, thân và đầu to. Đầu nhỏ,
thân và nửa trên của đầu to thanh truyền được rèn liền thành một chi tiết. Nửa
dưới của đầu to được liên kết với nửa trên bởi các bulông. Để hạn chế sự dịch
chuyển của bạc biên khi lắp vào đầu to thanh truyền, người ta dùng chốt định vị
ở bề mặt ăn khớp giữa bạc biên và thanh truyền.
Bulơng thanh truyền có đầu bọc nhựa được dùng để ghép 2 nửa của đầu to
thanh truyền. Bạc lót của thanh truyền được làm từ nhôm và được phủ lớp nhựa
đặc biệt lên bề mặt, chiều rộng của bạc lót được giảm đi để hạn chế ma sát.
14

Tieu luan

I.2.1.7. Trục khuỷu
Đối trọng

Đối trọng

Mặt trước
động cơ

Cổ trục
Cổ trục
chính số 1Cổ trục
chính số 3
chính số 2

Cổ trục
Cổ trục
chính số 5
chính số 4

Hình 2.10. Trục khuỷu
Trục khuỷu có cơng dụng nhận lực từ pit tông để tạo ra momen quay sinh
công đưa ra các bộ phận công tác và nhận năng lượng từ bánh đà truyền lại cho
pit tông để thực hiện các q trình sinh cơng. Trong q 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 mịn cho trục khuỷu. Trục
khuỷu của động cơ có 5 cổ trục chính, 4 cổ biên và 6 đối trọng.
I.2.1.8. Các te dầu

Các te là có cơng dụng bảo vệ và chứa dầu bôi trơn động cơ. Phần các te
dầu số 1 của động cơ 1UR-FE được chế tạo bằng hợp kim nhôm, được gắn cố
định với khối xy lanh và hộp số để tăng độ bền vững.
Tấm ngăn giữa các te và thân máy được tối ưu hóa để đảm bảo khoảng
cách chính xác giữa trục khuỷu và bề mặt dầu bơi trơn. Qua đó nâng cao được
sự tách biệt của dịng chảy dầu bơi trơn và sự thơng hơi khí ga, giảm được ma
sát và tăng cường hiệu quả bôi trơn.

15

Tieu luan


Hình 2.11. Các te
I.2.2. Cơ cấu phối khí
Cơ cấu phân phối khí có nhiệm vụ điều khiển q trình đóng mở của các
xupap 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; đóng kín, xupáp thải khơng tự mở trong q trình nạp; ít mịn,
tiếng ồn nhỏ, dễ dàng điều chỉnh, sửa chữa, giá thành chế tạo thấp.
16

Tieu luan


I.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 q 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 cị mổ, tăng tính kinh tế nhiên liệu. Để điều chỉnh khe hở giữa vấu cam và cò
mổ, người ta sử dụng một con đội thủy lực hoạt động thơng qua áp lực của dầu
và lị xo ép.
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 nạp và xả để tối ưu thời gian đóng mở các xupáp nạp, xả cho phù
hợp với điều kiện xe vận hành. Sử dụng hệ thống Dual VVT-i giúp giảm lượng
tiêu hao nhiên liệu, tăng hiệu suất của động cơ và giảm lượng phát xạ khí thải.
I.2.2.2. Trục cam
17

Tieu luan


Hình 2.13 Trục cam
Trục cam của động cơ 1UR-FE được làm từ hợp kim gang. Trong các trục
cam nạp và xả đều có các đường dẫn dầu để cung cấp dầu bôi trơn tới hệ thống
VVT-i. Cơ cấu điều khiển VVT-i được đặt trước mỗi trục cam nạp và xả để thay
đổi thời gian đóng và mở của các xupap.
Cùng với việc sử dụng cò mổ kiểu con lăn, kết cấu của vấu cam cũng
được cải tiến. Vấu cam được thiết kế để tăng được thời gian khi xupap bắt đầu
mở và đóng hồn tồn giúp nâng cao cơng suất đầu ra của động cơ.
I.2.2.3. Cơ cấu điều chỉnh khe hở giữa vấu cam và cò mổ
Con đội thủy lực được đặt ở điểm tựa của cò mổ, bao gồm các chi tiết
chính là chốt đẩy, lị xo chốt đẩy, bi điều chỉnh và lò xo bi điều chỉnh.

18

Tieu luan


Hình 2.14. Con đội thủy lực
Con đội thủy lực hoạt động nhờ dầu bôi trơn cung cấp từ nắp máy và các
lò xo gắn bên trong. Áp lực của dầu và lực đẩy từ lò xo đã tác động lên chốt đẩy,
ép cị mổ ln tiếp xúc với vấu cam, qua đó điều chỉnh khe hở giữa vấu cam và
cị mổ. Nhờ vậy mà giảm được tiếng ồn phát ra trong q trình xupáp đóng và
mở, dẫn tới giảm được tiếng ồn của động cơ.
I.2.3. Hệ thống bôi trơn
Hệ thống bơi trơn của động cơ có chức năng lọc sạch rồi đưa dầu bôi trơn
đến các bề mặt cần bôi trơn.
I.2.3.1. Tổng quát về hệ thống bôi trơn động cơ 1UR-FE
Dầu bôi trơn cung cấp tới động cơ theo một chu kỳ hồn tồn khép kín và
qua bộ lọc dầu. Bơm dầu sử dụng rôto dạng xicloit, bộ lọc dầu có thể thay thế
được phần tử lọc. Bộ làm mát dầu bằng nước được lắp đặt theo sự lựa chọn của
khách hàng.
I.2.3.2. Bơm dầu
Bơm dầu sử dụng rôto dạng xicloit, được dẫn động trực tiếp từ trục khuỷu
của động cơ. Bơm dầu sử dụng phương pháp tự bổ sung dầu với vịng tuần hồn
của dầu thơng qua một đường hút dầu ở trong bơm. Điều này giúp hạn chế sự
thay đổi mức dầu ở các te, giảm ma sát và giảm tỉ lệ khơng khí lẫn ở trong dầu.

19

Tieu luan

Hình 2.15. Hệ thống bơi trơn

Hình 2.16. Bơm dầu
20

Tieu luan


I.2.3.3. Vịi phun dầu

Hình 2.17. Vịi phun dầu
Ở giữa 2 dãy xy lanh của thân máy có đặt 4 vịi phun dầu có nhiệm vụ làm
mát và bơi trơn các pit tơng. Trong mỗi vịi phun có van một chiều để ngăn
không cho dầu cung cấp thêm khi áp suất của dầu thấp. Điều này giữ cho áp suất
của toàn bộ dầu trong động cơ không bị tụt xuống quá thấp.
I.2.3.4. Lọc dầu

Hình 2.18. Lọc dầu
21

Tieu luan


Với công nghệ mới, bộ lọc dầu sử dụng một phần tử lọc có thể thay thế
được. Phần tử lọc này là một loại giấy lọc có khả năng lọc cao để cải thiện chất
lượng lọc dầu. Loại giấy lọc này cũng có thể đốt được để bảo vệ mơi trường sau
khi thay thế.
Nắp bộ lọc dầu được làm từ nhựa để giảm khối lượng. Bộ lọc dầu này có
cấu trúc để có thể rút được tồn bộ dầu cịn lại bên trong. Qua đó ngăn việc dầu
bị văng tung tóe ra ngồi khi thay thế phần tử lọc và giúp các kỹ thuật viên

không phải tiếp xúc với dầu nóng.

Hình 2.19. Vịng tuần hồn của dầu bơi trơn
I.2.4. Hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát có chức năng giải nhiệt từ các chi tiết nóng (pít tơng,
xy lanh, nắp xy lanh, xupap, …) để chúng không bị quá tải nhiệt. Ngồi ra làm
mát động cơ cịn có tác dụng duy trì nhiệt độ dầu bơi trơn trong một phạm vi
nhất định để duy trì các chỉ tiêu kỹ thuật của chất bôi trơn.
I.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 thơng với két nước làm mát. Đường phân phối nước
làm mát cho động cơ được đặt giữa hai dãy xy lanh ở thân máy.
22

Tieu luan


Van hằng nhiệt cùng với van thông được đặt ở đầu vào của bơm nước có
tác dụng duy trì sự phân bố nhiệt độ thích hợp trong hệ thống làm mát.
Lõi của bộ tản nhiệt được làm bằng nhôm để giảm khối lượng. Quạt làm
mát có 2 chế độ tùy theo nhiệt độ nước làm mát, có gắn với khớp chất lỏng. Khi
nhiệt độ thấp quạt sẽ quay ở tốc độ thấp để giảm tiếng ồn của quạt.
Dung dịch làm mát cho động cơ là dung dịch làm mát có tuổi thọ cao của
Toyota sản xuất, dung dịch này có màu đỏ.

Hình 2.20. Hệ thống làm mát

Hình 2.21. Vịng tuần hoàn của nước làm mát
23

Tieu luan


I.2.4.2. Bơm nước

Hình 2.22. Bơm nước
Rơto của bơm nước được làm từ thép khơng gỉ. Bơm nước có nhiệm vụ
ln chuyển nước làm mát tới đường phân phối nước làm mát cho động cơ ở
giữa hai dãy xy lanh của thân máy.
I.2.4.3. Đường phân phối nước làm mát cho động cơ

Hình 2.23. Đường phân phối nước làm mát cho động cơ
24

Tieu luan


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. Qua đó
hiệu quả làm mát của nắp xy lanh được đảm bảo và tính an tồn được cải thiện.
I.2.5. Hệ thống nạp và thải
I.2.5.1. Tổng quát về hệ 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 độ. Ống góp khí nạp được làm
bằng chất dẻo. Ống xả và các ống góp khí thải được làm bằng thép khơng gỉ.
Van tuần hồn khí thải sử dụng động cơ bước và cơ cấu làm mát khí thải tuần
hồn để tăng tính kinh tế nhiên liệu.
25

Tieu luan