Khai thác động cơ 1MZ-FE V6 trên xe Lexus RX-300

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, nền kinh tế của nước ta đã đạt những
thành tựu to lớn, diện mạo đất nước đã có nhiều thay đổi. Hiện nay, rất
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. Chính vì vậy việc tìm hiểu, đánh giá, kiểm nghiệm các hệ thống,
cụm, cơ cấu cho xe là hết sức cần thiết nhằm đưa ra phương thức khai thác
và sử dụng xe tối ưu.
Đồ án tốt nghiệp là một nội dung quan trọng cho việc củng cố, hoàn
thiện những kiến thức đã được trang bị trong suốt quá trình học, từ đó nâng
cao khả năng áp dụng lý thuyết vào thực tế công việc, khả năng tư duy
khoa học, khả năng làm việc đòi hỏi cường độ cao, có kế hoạch. Qua đó
giúp sinh viên hệ thống lại các kiến thức chuyên ngành đã học, đồng thời
bổ sung những kiến thức mà bản thân còn thiếu sót trong quá trình học.
Sau 5 năm học tập tại Học viện kỹ thuật quân sự , em đã được giao đồ
án tốt nghiệp đại học với đề tài :
“ Khai thác động cơ 1MZ-FE V6 trên xe Lexus RX-300 ”.
Với điều kiện thời gian có hạn và cả những khó khăn trong việc tìm
kiếm tài liệu nên bản đồ án của em chắc chắn vẫn còn nhiều thiếu sót.
Qua đây em xin được bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy giáo trong
Khoa Động lực và đặc biệt là thầy giáo TS Nguyễn Trung Kiên đã tận
tình hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án. Em rất mong nhận được những
đóng góp và chỉ bảo của các thầy giáo cùng toàn thể các bạn sinh viên để
đồ án của em hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn.
Hà nội ngày …./…./2011
Sinh viên
Đỗ Đắc Huyến
1
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG

1.1. Giới thệu chung về xe và động cơ
1.1.1 Giới thiệu xe Lexus RX-300
Lexus RX-300 thuộc phân khúc crossover SUV cỡ trung hạng sang, 4
cửa, dẫn động 2 cầu. RX-300 chính là phiên bản đầu tiên của Lexus RX
( sau đó là RX-330, RX-350, RX-400h, RX-450h ). Được ra mắt lần đầu
năm 1998, Lexus RX-300 đã trở thành một trong những chiếc xe crossover
SUV đầu tiên trên thị trường
Hình 1.1. Hình ảnh bên ngoài Lexus RX -300
Thương hiệu Lexus đã không ngừng nổi tiếng về chất lượng và độ tin
cậy trong những đợt khảo sát, Lexus RX-300 dành được danh tiếng xứng
đáng với một dòng xe sang trọng và tao nhã. Với những tính năng êm nhẹ,
cabin thiết kế tốt, ghế bọc nhung lông và kiểu dáng trang nhã kết hợp với
động cơ khỏe và tĩnh. Nó luôn mang lại sự hào hứng và cảm giác rất dễ
chịu cho người điều khiển.
Lexus RX-300 là một chiếc xe sang trọng, đạt tới các tiêu chuẩn về tiện nghi
và trang thiết bị kèm theo mà khách hàng mong chờ ở một nhãn hiệu hàng đầu.
Xe lắp động cơ V6 3 lít với cơ cấu phối khí thông minh VVT-i (variable valve
timing intelligent) và hộp số tự động 4 cấp.
2
Hình 1.2. Nội thất bên trong Lexus RX-300
Nội thất bên trong cũng được thiết kế ấn tượng và tương xứng với tên
tuổi của một dòng xe hạng sang: điều hòa, túi khí airbag, bộ phận giới hạn
tốc độ, máy đổi CD, khóa tự động, ghế điện, đèn sương mù, ghế có sưởi
ấm, nội thất bọc da, ghế da, có kèm theo lốp mùa đông trên xe, gương điện,
cửa sổ điện, ổ đĩa CD và DVD, bánh xe dự phòng, và nhiều trang thiết bị
tiện nghi khác.
Bảng 1.1 thông số cơ bản của xe RX-300
Thông số cơ bản
Số cửa 4
Hộp số Tự động

Dẫn động
4WD
Nhiên liệu Xăng
Fuel Type Phun xăng điện tử
Tiêu thụ nhiên liệu 13.1lít / 100km
Số chỗ ngồi 5
3
Bảng 1.2 các thông số chi tiết
Thông số chi tiết
Phanh - Giảm xóc - Lốp Phanh - Giảm xóc - Lốp
Phanh trước Đĩa/ABS
Phanh sau Đĩa/ABS
Giảm sóc trước Độc Lập
Giảm sóc sau Độc Lập
Lốp xe 235/60 R18
Vành mâm xe Đúc hợp kim
Kích thước/Trọng lượng Kích thước/Trọng lượng
Dài x Rộng x Cao (mm) 4770x 1885x 1684
Chiều rộng cơ sở (mm) 1670
Chiều dài cơ sở (mm) 2741
Khoảng sáng gầm xe (mm) 160
Trọng lượng không tải (kg) 2000
Trọng lượng toàn tải (kg) 2505
Bán kính quay vòng tối thiểu (m)
5.4
Dung tích bình nhiên liệu (lít) 72
Tốc độ tối đa (km/h) 225
Thời gian tăng tốc (0->100km) 8.7 giây
4
1.1.2 Giới thiệu về động cơ 1MZ-FE

Lexus RX-300 là dòng xe đa dụng thể thao nên yêu cầu về công suất và
khả năng tăng tốc lớn. Động cơ được dùng trên xe là động cơ 1MZ-FE.
1MZ-FE là loại động cơ V6, 6 xy lanh xếp thành hình chữ V, lệch nhau 60
độ. Dung tích xy lanh 3 lít, với 2 trục cam được bố trí trên nắp máy
(DOHC), 24 van xả và van nạp ( 2 van xả và 2 van nạp cho mỗi xy lanh ).
Công suất 160 mã lực, 3.0V có tốc độ tối đa 225 km/h và đạt tới 100 km/h
trong vòng 8,7 giây.
Các xy lanh được đánh số 1,2,3,4,5,6. Bên phải là các xy lanh 1-3-5,
bên trái là các xy lanh 2-4-6. Thứ tự đánh lửa là 1-2-3-4-5-6. Đỉnh xy lanh
và pít tông làm bằng hợp kim nhôm nên có khả năng chịu được nhiệt độ
cao, các bugi được bố trí ở trung tâm các buồng đốt
Bảng 1.3 Các thông số cơ bản của động cơ:
TT Tên gọi Đơn vị Tính năng kỹ thuật
1 Kiểu động cơ V6
2 Số xy lanh 6
3 Đường kính xy lanh(D) mm 87
4 Hành trình pít tông (S) mm 83
6 Thể tích công tác dm
3
2.995
7 Tỷ số nén 10.5:1
8
Công suất lớn nhất của
động cơ
kW/(vg/ph)
213HP/5400 v/p
117/5400
9
Mô men xoắn lớn nhất

tại số vòng quay
Nm/(vg/ph) 210/4400
10 Phun nhiên liệu EFI
Các mặt cắt của động cơ được cho trên hình 1.3 và 1.4.
5
Hình 1.3. Mặt cắt dọc động cơ 1MZ-FE
Hình 1.4. Mặt cắt ngang động cơ 1MZ-FE
6
1.2 Phân tích đặc điểm kết cấu động cơ
Các cơ cấu chính của động cơ gồm:
- Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền
- Cơ cấu phối khí.
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 xu páp
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.
1.2.1 Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền
a. 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 mô men
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 chuyển động gồm nhóm pít
tông, thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà. Nhóm chi tiết cố định gồm thân

máy, nắp xy lanh, ống lót xy lanh và các te dầu.
b. Các chi tiết chính
+ Thân máy
Thân máy cùng với nắp xy lanh là nơi nắp đặt và bố trí hầu hết các cụm,
các chi tiết của động cơ. Cụ thể trên thân máy bố trí xy lanh, hệ trục khuỷu,
và các bộ phận truyền động để dẫn động các cơ cấu và hệ thống khác của
động cơ như trục cam, bơm nhiên liệu, bơm nước, bơm dầu, quạt gió…
7
Thân máy động cơ 1MZ–FE được giới thiệu trên hình 1.5.
Hình 1.5. Thân máy
Thân máy của động cơ là loại thân xy lanh - 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 xy lanh chịu lực.
Thân máy của động cơ được chế tạo bằng gang đúc, có tính dẫn nhiệt
tốt.
+ Nắp xy lanh
Nắp xy lanh của động cơ 1MZ-FE là một dạng nắp chung một khối cho
6 xy lanh. 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.
8
Hình 1.6 nắp xy lanh
Nắp xy lanh cùng với pít tông và xy lanh tạo thành buồng cháy, buồng
cháy động cơ 1MZ-FE có dạng đỉnh lõm. Nhiều bộ phận của động cơ được
nắp trên nắp xy lanh như bugi, vòi phun, cụm xu páp… Ngoài ra trên nắp
xy lanh còn bố trí các đường nạp, đường thải, đường nước làm mát, đường
dầu bôi trơn… Do đó kết cấu của nắp xy lanh rất phức tạp.
Điều kiện làm việc của nắp xy lanh 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.

+ Nhóm Pít tông
Các chi tiết của pít tông bao gồm: Pít tông, các xéc măng khí, xéc măng
dầu, chốt pít tông và các chi tiết khác.
9
Cấu tạo của pít tông được thể hiện trên hình 1.7
Hình1.7. Nhóm pít tông
1. Pít tông; 2. Chốt pít tông; 3. Vòng hãm; 4. Xéc măng khí;
5. Xéc măng dầu; 6 . Thanh truyền; 7. Bạc đầu nhỏ thanh truyền
• Pít tông :
Hình 1.8. Pít tông
Vai trò: vai trò chủ yếu của pít tông là cùng với các chi tiết khác như xy
lanh, nắp xy lanh 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 pít tông rất khắc nhiệt.
Trong quá trình làm việc, pít tông phải chịu tải trọng cơ học lớn có chu kỳ,
nhiệt độ cao.
Pít tông của động cơ được chế tạo bằng hợp kim nhôm chịu nhiệt.
10
Trên phần đầu pít tông có xẻ 3 rãnh để lắp các xéc măng khí và xéc
măng dầu. Khe hở giữa phần đầu pít tông và thành xy lanh nằm trong
khoảng 0,4
÷
0,6 mm.
Thân pít tông có dạng hình côn tiết diện ngang hình ôvan và có hai
bệ để đỡ chốt pít tông, trên thân có phay rãnh phòng nở để tránh bó kẹt
pít tông. Thân pít tông có nhiệm vụ dẫn hướng cho pít tông chuyển
động trong xy lanh.
Để đảm bảo cho pít tông chuyển động dễ dàng trong xy lanh, khe hở
giữa phần thân pít tông và thành xy lanh ở chế độ khi nước làm mát 80
÷

90
0
C nằm trong khoảng 0,004
÷
0,008 mm.
• Xéc măng:
Trên pít tông có 2 loại xéc măng là xéc măng khí và xéc măng dầu.
Hình 1.9. Xéc măng
1.Xéc măng dầu, 2.Xéc măng khí
Xéc măng khí có nhiệm vụ bao kín buồng cháy của động cơ và dẫn
nhiệt từ đỉnh pít tông ra thành xy lanh và tới nước làm mát. Mỗi pít tông
được lắp 2 xéc măng khí vào hai rãnh trên cùng của đầu pít tông. Để xéc
măng rà khít với thành xy lanh nó được mạ một lớp thiếc. Xéc măng khí
phía trên được mạ crôm để giảm mài mòn. Khi lắp khe hở miệng của xéc
măng nằm trong khoảng 0,25
÷
0,6 mm để giảm hiện tượng lọt khí xuống
các te khi lắp đặt miệng xéc măng phải lệch nhau 180
0
. Vật liệu chế tạo xéc
măng khí là thép hợp kim cứng.
Xéc măng 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 xy
lanh về cácte. Xéc măng dầu có các lỗ dầu và được lắp vào rãnh dưới cùng
11
của pít tông. Trong rãnh có lỗ nhỏ ăn thông với khoang trống phía trong pít
tông. Khi lắp khe hở miệng xéc măng nằm trong khoảng 0,25
÷
0,6 mm.

• Chốt pít tông
Chốt pít tông là chi tiết nối pít tông và đầu nhỏ thanh truyền. Tuy có kết
cấu đơn giản nhưng chốt pít tông 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 pít tông chịu lực va đập tuần hoàn, nhiệt độ cao và điều kiện bôi trơn
khó khăn.
Hình 1.10. Chốt pít tông
1.Vòng hãm, 2.Chốt pít tông
Chốt pít tông được chế tạo bằng thép hợp kim có các thành phần hợp
kim như crôm, măng gan với thành phần cacbon thấp. chốt pít tông được sử
lý tăng cứng và được mài bóng.
Chốt pít tông có dạng hình trụ rỗng. Các mối ghép giữa chốt pít tông và
pít tông, thanh truyền theo hệ trục để đảm bảo lắp ghép dễ dàng. Chốt pít
tông 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.
12
+ Thanh truyền
Hình 1.11. Thanh truyền.
Thanh truyền là chi tiết nối giữa pít tông và trục khuỷu. Trong quá trình
làm việc thanh truyền chịu lực khí thể, lực quán tính của nhóm pít tông và
lực quán tính của bản thân thanh truyền. Các lực trên đều là các lực tuần
hoàn va đập.
Trong quá trình làm việc của động cơ, thanh truyền thực hiện hai
chuyển động phức tạp: Chuyển động tịnh tiến dọc theo thân xy lanh và
chuyển động lắc tương đối so với trục của chốt pít tông. Thanh truyền được
chế tạo bằng thép hợp kim, trong thân thanh truyền có khoan rãnh dẫn dầu
bôi trơn lên bề mặt bạc đầu nhỏ và chốt pít tông.

Đầu to thanh truyền được chia làm hai nửa với mặt phẳng phân chia
vuông góc với đường tâm thanh truyền. Dấu ở nửa trên đầu to thanh truyền
và nửa dưới đầu to thanh truyền, cùng với dấu ở pít tông khi lắp các dấu
này phải cùng phí và quay về phía đầu động cơ.
13
Trên hình 1.12 giới thiệu dấu định vị trên nhóm pít tông thanh truyền.
Hình 1.12. Vạch dấu định vị trên nhóm pít tông thanh truyền
Bạc đầu nhỏ thanh truyền bằng đồng có dạng hình trụ rỗng, trên bạc có
lỗ dẫn dầu tương ứng với lỗ trên đầu 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 khuỷu trục – thanh truyền, khối lượng của
thanh truyền lựa chọn khi lắp không chênh lệch quá 6-8 gam.
+ Trục khuỷu
Vai trò của trục khuỷu: trục khuỷu nhận lực tác dụng từ pít tông tạo
mômen quay kéo các máy công tác và nhận năng lượng của bánh đà; sau đó
truyền cho thanh truyền và pít tông thực hiện quá trình nén cũng như trao
đổi khí trong xy lanh.
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 pít tông thanh truyền gây ra.
Ngoài ra trục khuỷu còn chịu lực quán tính ly tâm của các khối lượng quay
14
lệch tâm của bản thân trục khuỷu và thanh truyền. Những lực này gây uốn
xoắn dao động xoắn và dao động ngang của trục khuỷu trên các ổ đỡ.
Cấu tạo trục khuỷu được thể hiện trên hình 1.13.
Hình 1.13. Cấu tạo trục khuỷu
Trục khuỷu của động cơ được chế tạo bằng thép hợp kim có các thành

phần măng gan, vômphram….
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 dẫn 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 khuỷu. 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.
15
+ Bánh đà
Hình 1.14. bánh đà
Bánh đà giữ cho độ chuyển động không đồng đều của trục khuỷu động
nằm trong giới hạn cho phép và dự trữ động năng cho quá trình nén và thải,
là 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.
1.2.2. Cơ cấu phối khí
Cơ cấu phối khí được dùng là cơ cấu phối khí dùng xu páp treo. Động
cơ 1MZ-FE sử dụng cơ cấu phối khí thông minh VVT-i. Hệ thống VVT-i
(Variable Valve Timing Intelligent) sử dụng áp suất thủy lực để xoay trục
cam nạp và làm thay đổi thời điểm phối khí. Điều này có thể làm tăng công
suất, cải thiện tính tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí xả ô nhiễm.
16
Hình 1.15. cơ cấu VVT-i
Như trong hình minh họa, hệ thống này được thiết kế để điều khiển thời
điểm phối khí bằng cách xoay trục cam trong một phạm vi 40 độ so với góc

quay của trục khuỷu để đạt được thời điểm phối khí tối ưu cho các điều
kiện hoạt động của động cơ dựa trên tín hiệu từ các cảm biến.
* Nhiệm vụ - yêu cầu:
Cơ cấu phối khí bao gồm tất cả các cụm, các chi tiết và các kết cấu với
chức năng đảm bảo quá trình trao đổi khí giữa xy lanh động cơ với môi
trường bên ngoài trong các quá trình nạp khí vào xy lanh và thải các sản
phẩm cháy từ xy lanh 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.
17
-Dễ dàng lắp ráp thay thế chi tiết và sửa chữa bảo dưỡng điều chỉnh.
Hình 1.16. Cơ cấu dẫn động phối khí
Với cơ cấu phối khí xu páp treo bảo đảm cho buồng cháy nhỏ gọn,
chống cháy kích nổ tốt nên có thể tăng được tỉ số nén và làm cho dạng
đường thải, nạp thanh thoát, khiến sức cản khí động giảm nhỏ, đồng thời
do có thể bố trí xu páp hợp lí hơn nên có thể tăng được tiết diện lưu thông
của dòng khí khiến hệ số nạp tăng. Cấu tạo cơ cấu phối khí gồm các chi
tiết chính sau : trục cam, xu páp
18
a, Xu páp
Trên động cơ 1MZ-FE gồm 12 xu páp nạp và 12 xu páp xả. Các xu páp
được dẫn động trực tiếp từ trục cam. Các xu páp làm việc trong điều kiện
rất xấu; chịu tải động và phụ tải nhiệt rất lớn nhất là đối với xu páp thải.
Hình 1.17: Kết cấu các phần của xu páp và lắp ghép xu páp với đế
1.Đuôi xu páp; 2.Thân xu páp; 3.Nấm xu páp
* Xu páp nạp
Xu páp nạp làm bằng thép. Giữa thân và tán nấm có bán kính góc lượn
lớn để cải thiện tình trạng lưu thông của dòng khí nạp vào xi lanh, đồng

thời tăng độ cứng vững cho xu páp, giảm được trọng lượng. Phần đuôi
được tôi cứng.
* Xu páp thải
Xu páp thải làm bằng thép chịu nhiệt. Phần đuôi được tôi cứng để tránh
mòn và có rãnh để lắp móng hãm giữa đuôi xu páp và lò xo xu páp. Móng
hãm hình côn gồm 2 nửa với kiểu lắp này có kết cấu đơn giản, độ an toàn
cao, và không gây nên ứng suất tập trung trên đuôi xu páp. Để dễ sửa và
tránh hao mòn cho nắp xi lanh ở chỗ lắp xu páp người ta lắp ống dẫn
hướng.ống dẫn hướng có dạng hình trụ rỗng được đóng ép vào nắp xi lanh
đến một khoảng cách nhất định.
+ Đế xu páp hình ống, mặt trong được vát góc theo góc vát của tán
nấm và được đóng trên nắp máy
+ Lò xo xu páp hình trụ hai đầu được quấn sít với nhau và mài phẳng.
19
b, Trục cam
Trục cam được chế tạo bằng thép hợp kim thành phần các bon thấp.
Trên trục cam có 12 cam nạp và 12 cam thải. Các cam nạp và các cam thải
được làm liền trục, trên trục cam còn có bánh lệch tâm để dẫn động bơm xăng.
Trục cam được dẫn động từ trục khuỷu bằng bộ truyền đai.
Hình 1.18. Cơ cấu dẫn động trục cam
c, Ống dẫn hướng xu páp:
Để thuận lợi cho việc gia công, đại tu, sửa chữa và kéo dài tuổi thọ lắp
xy lanh giữa thân xu páp và nắp xy lanh có một chi tiết trung gian là ống
dẫn hướng. Ống dẫn hướng lắp lỏng với thân xu páp và có chức năng dẫn
hướng cho xu páp chuyển động tịnh tiến qua lại khi đóng mở. Ống được ép
căng vào lỗ gia công trong nắp xy lanh. 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 xu páp:
Xu páp tì chặt lên đế đóng kín đường thông là nhờ lực đẩy của lò xo. Trên

mỗi xu páp có lắp một lò xo. Lò xo xu páp được chế tạo bằng thép lò xo
(thép crom sillic) sau đó được ram cứng, giúp cho lò xo xu páp đảm bảo
20
ngay cả ở tốc độ động cơ cao. Lò xo xu páp có kết cấu hình trụ, hai đầu mài
phẳng để lắp ráp với đĩa xu páp.
1.2.3. Các hệ thống chính của động cơ
Hệ thống cung cấp nhiên liệu sẽ được trình bày riêng trong chương 3, vì
thế trong phần này tác giả ĐATN chỉ mô tả các hệ thống chính còn lại của
động cơ.
1.2.3.1. Hệ thống làm mát
a, 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 pít
tông có thể đến 600
0
C còn nhiệt độ xu páp thải có thể lên đến 900
0
C. 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 pít tông - xy lanh, trục
khuỷu - 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. Trên động cơ 1MZ-FE sử dụng hệ thống
làm mát bằng nước, kiểu kín tuần hoàn cưỡng bức nhờ bơm nước.
21
Nguyên lí của hệ thống làm mát được trình bày trên (hình 1.19).

Hình 1.19. Hệ thống làm mát
1.Van xả nước; 2. đường nước từ két mát ra bơm nước;3. trục bơm nước;
4.Buli nước; 5. Van hằng nhiệt; 6. Két mát; 7.quạt gió; 8. đường dẫn
nước ra két làm mát; 12.thân máy; 13. van tháo nước.
* Nguyên lí làm việc của hệ thống:
Khi động cơ làm việc thông qua cơ cấu dẫn động làm cho bơm nước
làm việc. Nước lạnh từ két mát được bơm nước đẩy vào các đường dẫn
vào các khoang trong nắp máy rồi theo các đường dẫn trên nắp máy trở về
két mát và bơm nước.
Để duy trì nhiệt độ nước làm mát trong hệ thống được ổn định trên hệ
thống làm mát có bố trí van hằng nhiệt 5.
Khi nhiệt độ nước trong hệ thống nhỏ hơn 70
0
C van hằng nhiệt 5 đóng
đường nước ra két mát. Nước được tuần hoàn cưỡng bức từ bơm nước đến
các khoang trên nắp máy để làm mát cho hệ thống.
Khi nhiệt độ nước làm mát lớn hơn 80
0
C, dưới tác dụng của nhiệt độ
van hằng nhiệt mở hoàn toàn. Nước từ bơm nước vào các khoang trên lắp
22
máy.Khi ra khỏi nắp máy nước có nhiệt độ cao được dẫn vào trong két
mát nhờ van hằng nhiệt 5 mở . Sau khi qua két nước. Nước được làm mát
quay trở về bơm nước thực hiện chu trình tiếp theo
Để kiểm tra nhiệt độ của nước làm mát trên bảng đồng hồ có lắp đồng
hồ báo nhiệt độ nước. Ngoài ra còn lắp một bộ cảm biến báo lên đèn nguy
hiểm trên ca bin buồng lái, khi đèn sáng là báo hiệu động cơ quá nóng.
b, Các chi tiết chính
+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.
+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.
Hình 1.20. Két nước làm mát
1. Nắp két nước, 2. Ống nước hồi, 3. Ống nước đi.
23
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, van xả có tác dụng giảm áp khi áp suất trong
hệ thống cao (khoảng 1,15
÷
1.25 kG/cm
2
) do bọt hơi sinh ra trong hệ
thống, nhất là khi động cơ quá nóng. Còn van hút 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/cm
2
).

+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.
Khi nhiệt độ nước làm mát thấp hơn 75
0
C, hỗn hợp chất lỏng trong hộp
(1) chưa bị giãn nở, van đóng (5) và nước sẽ đi qua đường dẫn (2) trở về
bơm mà không qua két làm mát.
Khi nhiệt độ nước tăng cao hơn 75
0
C, hỗn hợp chất lỏng trong hộp giãn
nở, áp suất tăng nên đẩy cán lên làm mở van (5) và nước theo đường ống
đến két làm mát.
Khi nhiệt độ nước băng 90
0
c thì van được mở hoàn toàn.
1.2.3.2. Hệ thống bôi trơn
a, 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.
24
- 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 pít tông - xy lanh - xec măng
để giảm lọt khí.
Động cơ 1MZ-FE 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 đồ hệ thống bôi trơn được thể hiện trên hình 1.21
Hình 1.21. Sơ đồ hệ thống bôi trơn
1. Bơm dầu; 2. Nút xả dầu; 3. Phao hút dầu; 4. Van an toàn; 5. Két mát dầu; 6.
khoá két mát; 7. Bộ cảm biến áp suất dầu; 8. Bộ cảm biến báo hỏng; 9. Bầu lọc
dầu; 10. Lỗ dầu bôi trơn cho cặp bánh răng phân phối khí.
b, Nguyên lý làm việc
25