đồ án tốt nghiệp khảo sát động cơ toyota 1URFE lắp trên xe lexus lx570

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
• 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
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.
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
11
đốt lọt vào các te chứa dầu qua khe hở giữa pít tông và xy lanh) ra ngoài, qua đó
giảm được lượng dầu thoát ra bởi dòng khí này.
Hình 2.1. Nắp che
2.1.2. Đệm (gioăng) nắp máy
Hình 2.2. Đệm nắp máy

Đệm nắp máy có công 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
12
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.
2.1.3. Nắp máy
Hình 2.3. Nắp máy
Nắp máy được đặt trên khối xy lanh, mặt dưới nắp máy cùng với ống lót
xy lanh và pít tông 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.
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 bơm không khí được thiết kế cho hệ thống
bơm không khí.
13
Hình 2.4. Dạng cửa nạp
2.1.4. Thân máy
a. Tổng quan
Hình 2.5. Thân máy
Thân máy của động cơ 1UR-FE được làm từ hợp kim nhôm. Thân máy
dạng chữ V, góc nhị diện 90
0
, độ lệch tâm 2 xy lanh ở 2 phía là 21mm, khoảng

14
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 khô 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.
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 dòng
chảy của nước làm mát để luôn 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 thông khí, chế tạo như vậy giúp cho không 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 công suất của động cơ.
b. Ống lót xy lanh
Hình 2.6. Ống lót xy lanh
Ống lót xy lanh là kiểu ống lót khô khi đúc người ta chế tạo mặt ngoài 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
15
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
Hình 2.7. 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.
2.1.5. Pit tông
Pit tông cùng với xy lanh và nắp máy tạo thành buồng đốt. Pit tông ở
động cơ 1UR-FE được làm từ hợp kim nhôm. Đỉnh pit tông 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.
16
Hình 2.8. Pit tông
Đỉnh pit tông dạng lõm, xung quanh có các gờ côn để tăng khả năng
chống kích nổ và tăng hiệu quả của quá 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.
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 mòn. Nhờ việc tăng độ chính xác khi lắp ráp nên khi chế tạo chỉ yêu
cầu duy nhất một kích thước của pit tông.
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 tông 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.
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
17
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.
Hình 2.9. Thanh truyền
Bulông 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.
2.1.7. Trục khuỷu
Hình 2.10. Trục khuỷu
Trục khuỷu có công 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
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 đối trọng.
2.1.8. Các te dầu
Hình 2.11. Các te
Các te là có công 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 bôi trơn. Qua đó nâng cao được
19
sự tách biệt của dòng chảy dầu bôi trơn và sự thông 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; đóng kín, xupáp thải không tự mở trong quá 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 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 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 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.
2.2.2. Trục cam
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 xupáp.
21
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 xupáp bắt đầu
mở và đóng hoàn toàn giúp nâng cao công suất đầu ra của động cơ.
2.2.3. Cơ cấu điều chỉnh khe hở giữa vấu cam và cò mổ
Hình 2.14. Con đội thủy lực
Con đội thủy lực được đặt ở điểm tựa của cò mổ, bao gồm các chi tiết
chính là chốt đẩy, lò xo chốt đẩy, bi điều chỉnh và lò xo bi điều chỉnh.
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 cò mổ luôn tiếp xúc với vấu cam, qua đó điều chỉnh khe hở giữa vấu cam và
cò mổ. Nhờ vậy mà giảm được 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 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.
2.3.2. Bơm dầu
Bơm dầu sử dụng rôto dạng xicloit, được dẫn động trực tiếp từ trục
khuỷu của động cơ.
23
Hình 2.16. Bơm dầu
Bơm dầu sử dụng phương pháp tự bổ sung dầu với vòng tuần hoàn của
dầu thông 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 không khí lẫn ở trong dầu.
2.3.3. Vòi phun dầu

Hình 2.17. Vòi phun dầu
Ở giữa 2 dãy xy lanh của thân máy có đặt 4 vòi phun dầu có nhiệm vụ
làm mát và bôi trơn các pit tông. Trong mỗi vòi 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.
24
2.3.4. Lọc dầu
Hình 2.18. Lọc dầu
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 môi 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 toàn bộ dầu còn lại bên trong. Qua đó ngăn việc dầu
bị văng tung tóe ra ngoài khi thay thế phần tử lọc và giúp các kỹ thuật viên
không phải tiếp xúc với dầu nóng.
25
Hình 2.19. Vòng tuần hoàn của dầu bôi trơn
2.4.Hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát có chức năng giải nhiệt từ các chi tiết nóng (pít tông,
xy lanh, nắp xy lanh, xupáp, …) để chúng không bị 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 lanh ở thân máy.
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.