Luận văn Khai thác động cơ 2TRFE

MỤC LỤC
Phần 1: Khai thác động cơ 2TR-FE...............................................................trang 1.
Chương 1: Phân tích đặc điểm, kết cấu của động cơ....................................trang 1.
I/ Giới thiệu động cơ 2TR-FE........................................................................trang 1.
1/ Giới thiệu..............................................................................................trang 1.
2/ Một vài thông về động cơ 2TR-FE......................................................trang 2.
II/ Nhóm chi tiết cố định................................................................................trang 2.
1/ Nắp quy lát............................................................................................trang 2.
2/ Thân máy...............................................................................................trang 3.
3/ Đế máy...................................................................................................trang 4.
4/ Các te.....................................................................................................trang 4.
III/ Nhóm cơ cấu piston – trục khuỷu – thanh truyền...................................trang 5.
1/ Piston.....................................................................................................trang 5.
2/ Thanh truyền..........................................................................................trang 8.
3/ Trục khuỷu..........................................................................................trang 10.
IV/ Cơ cấu phân phối khí VVT-i.................................................................trang 11.
1/ Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cơ cấu
phân phối khí – hệ thống VVT-i.............................................................trang 11.
2/ Trục phân phối khí..............................................................................trang 13.
3/ Xupap...................................................................................................trang 15.
V/ Hệ thống bôi trơn....................................................................................trang 17.
1/ Nhiệm vụ.............................................................................................trang 17.
2/ Cấu tạo, nguyên lý hoạt động.............................................................trang 17.
VI/ Hệ thống làm mát..................................................................................trang 20.
1/ Nhiệm vụ.............................................................................................trang 20.
2/ Yêu cầu................................................................................................trang 21.
3/ Nguyên lý hoạt động...........................................................................trang 21.
4/ Một số chi tiết trong hệ thống làm mát...............................................trang 22.
VII/ Hệ thống nhiên liệu..............................................................................trang 23.
1/ Giới thiệu.............................................................................................trang 23.
2/ Một số chi tiết chính............................................................................trang 24.

VIII/ Hệ thống đánh lửa...............................................................................trang 25.
Chương 2: Bảo dưỡng, sửa chữa động cơ 2TR-FE.....................................trang 28.
I/ Công tác bảo dưỡng chung.......................................................................trang 28.
1/ Những dấu hiệu cho thấy cần phải kiểm tra,
bảo dưỡng động cơ..................................................................................trang 28.


2/ Một số lưu ý khi thực hiện công tác bảo dưỡng.................................trang 28.
3/ Lịch bảo dưỡng động cơ 2TR-FE.......................................................trang 29.
II/ Một số công tác kiểm tra cơ bản.............................................................trang 30.
1/ Kiểm tra mức dầu động cơ..................................................................trang 30.
2/ Kiểm tra nước làm mát động cơ.........................................................trang 31.
3/ Thay thế lọc nhớt.................................................................................trang 31.
4/ Kiểm tra bougie...................................................................................trang 32.
5/ Kiểm tra accu.......................................................................................trang 33.
III/ Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống phân phối khí........................................trang 33.
1/ Kiểm tra lọc gió...................................................................................trang 33.
2/ Kiểm tra khe hở xupap........................................................................trang 34.
3/ Kiểm tra con đội thủy lực....................................................................trang 34.
4/ Kiểm tra lò xo xupap, xupap...............................................................trang 35.
5/ Kiểm tra và bảo dưỡng trục cam.........................................................trang 36.
IV/ Kiểm tra thân máy, cơ cấu piston
trục khuỷu thanh truyền...........................................................................trang 38.
1/ Kiểm tra thân máy...............................................................................trang 38.
2/ Kiểm tra piston – chốt piston..............................................................trang 39.
3/ Kiểm tra bộ xéc măng.........................................................................trang 42.
4/ Kiểm tra thanh truyền..........................................................................trang 43.
5/ Kiểm tra trục khuỷu.............................................................................trang 44.
V/ Kiểm tra hệ thống làm mát.....................................................................trang 46.
1/ Kiểm tra rò rỉ nước làm mát động cơ..................................................trang 46.

2/ Kiểm tra mực nước làm mát...............................................................trang 46.
3/ Kiểm tra chất lượng nước làm mát.....................................................trang 46.
4/ Kiểm tra các ống, đầu nối hệ thống làm mát......................................trang 47.
5/ Kiểm tra van hằng nhiệt......................................................................trang 47.
VI/ Kiểm tra hệ thống bôi trơn....................................................................trang 48.
1/ Kiểm tra mức dầu bôi trơn..................................................................trang 48.
2/ Kiểm tra bơm dầu................................................................................trang 48.
VII/ Kiểm tra hệ thống đánh lửa..................................................................trang 50.
1/ Kiểm tra accu.......................................................................................trang 50.
2/ Kiểm tra bougie...................................................................................trang 50.
Phần 2: Thiết kế, lắp đặt mô hình động cơ diesel.......................................trang 51.
I/ Phương án thiết kế....................................................................................trang 51.
1/ Phương án 1.........................................................................................trang 51.


2/ Phương án 2.........................................................................................trang 51.
3/ Phương án 3.........................................................................................trang 52.
4/ Phương án lựa chọn.............................................................................trang 53.
II/ Lắp đặt mô hình......................................................................................trang 53.
1/ Chuẩn bị...............................................................................................trang 53.
2/ Thực hiện.............................................................................................trang 55.
III/ Ý nghĩa mô hình....................................................................................trang 57.
IV/ Bài tập áp dụng.................................................................................trang 57.


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, nền công nghiệp ô tô thế giới nói chung và nền công nghiệp ô tô Việt
Nam nói riêng ngày càng lớn mạnh. Nhiều hãng xe, thương hiệu, nhiều mẩu mã,
chủng loại với kỹ thuật tiên tiến lần lượt được ra đời. Bên cạnh đó, hoa học kỹ thuật,
kinh tế không ngừng phát triển, làm cho cuộc sống người dân được nâng lên rõ rệt.

Nhu cầu đi lại, vận chuyển hàng hóa tăng cao. Điều đó buộc các nhà sản xuất và cung
cấp các phương tiện giao thông phải cho ra đời nhiều sản phẩm đa dạng và
hoàn thiện hơn.
Cùng với những nhu cầu đòi hỏi ngày càng cao của con người thì tính tiện nghi
của ô tô ngày càng phải được hoàn thiện. Trong đó phải kể đến khả năng vận hành êm
dịu và thoải mái của người lái khi ngồi trên một chiếc ô tô. Đối với những xe có khả
năng chuyên chở được nhiều người thì tính êm dịu và thoải mái càng được chú ý đến.
Để có được sự êm dịu và thoải mái khi phương tiện vận hành thì ngoài những
yêu cầu kỹ thuật trong quá trình chết tạo, lắp ráp thì cách để khai thác một chiếc ô tô
hiệu quả cũng là một vấn đề không kém quan trọng. Một trong những yêu cầu đặt ra là
làm thế nào để khai thác hiệu quả nhất động cơ hiện đại của một chiếc ô tô thế hệ mới.
Ngày nay nền công nghiệp ô tô thế giới đã tiến xa trong việc phát triển động cơ.
Dựa trên sự kết hợp giữa khoa học, công nghệ với sự ứng dụng các thành tựu về điện
tử, công nghệ thông tin mà một động cơ ô tô hiện nay càng ngày càng hoàn thiện về độ
chính xác cũng nhưng khả năng vận hành êm dịu, tiết kiệm nhiên liệu.
Động cơ với hệ thống điều khiển điện tử là xu hướng phát triển của động cơ ô
tô hiện nay và trong tương lai. Nó làm việc dựa trên nguyên lý: dùng cảm biến thu
thập các thôn tin trong quá trình vận hành của xe sau đó được mà hóa đưa về ECU, từ
ECU sẽ lựa chọn những phương án thích hợp nhất đã được cài sẵn từ trước, sau đó
truyền tín hiệu ngược lại để điều khiển động cơ. Do đó việc tìm hiểu, khai thác, sử
dụng các động cơ hiện đại này là một yêu cầu tất yêu của các nước tiêu thụ ô tô
như Việt Nam.
Hiện nay có rất nhiều động cơ trang bị hệ thống điều khiển điện tử. Trong đó
Toyota Fortuner 2.7 với động cơ 2TR-FE là một trong những động cơ sử dụng công
nghệ này. Điều này không chỉ đáp ứng nhu cầu sử dụng của con người mà còn đáp


ứng nhu cầu chung của thế giới đó là làm sao để lượng khí thải ô nhiễm môi trường
thấp nhất. Do đó việc khai thác động cơ 2TR-FE là hoàn toàn cần thiết. Đó chính là lý
do em chọn đề tài tốt nghiệp này.

GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI.
I/ Lý do chọn đề tài.
Với sự phất triển nhanh và mạnh như thị trường ô tô Việt Nam, một yêu cầu
được đặt ra là làm thế nào để khai thác được hiểu quả của một chiếc xe cao nhất, khai
thác mọi tính năng, ưu điểm của từng loại động cơ để có thể sử dụng tối ưu và đem lại
hiệu quả kinh tế, kỹ thuật cao nhất.
Đây là lý do em chọn đề tài "Khai thác động cơ 2TR-FE, Thiết kế, lắp đặt động
cơ Diesel". Trong phạm vi của một đề tài khó để nói hết được những việc cần phải làm
để khai thác hết tính năng của một động cơ ô tô, tuy nhiên đây sẽ là nền tảng lấy cơ sở
để có thể khai thác những động cơ tương tự một cách hiểu quả nhất, kinh tế nhất.
II/ Mục tiêu của đề tài.
Mục tiêu của đề tài là làm thế nào để có thể tiến hành khai thác động cơ
2TR-FE một cách có hiệu quả, nắm được nguyên lý làm việc của từng hệ thống trên
động cơ. Từ đó có thể so sánh, rút ra các kết luận về ưu nhược điểm của động cơ sở
với các động cơ khác. Ngoài ra, ta còn có thể xác định được công tác bảo dưỡng, sửa
chữa chung trên các loại động cơ. Nhờ những hiểu biết này mà ta có thể khai thác
được các loại động cơ tương tự một cách có hiệu quả nhất.
III/ Mục đích của đề tài.
Trong quá trình nghiên cứu, bản thân sinh viên nhận được cơ hội để cũng cố
kiến thức đã được học, ngoài ra sinh viên còn có thể biết thêm thực tế mà trong nhà
trường không thể truyền tải hết được. Việc thực hiện đồ án sinh viên có cơ hội nâng
cao kỹ năng nghề nghiệp, khả năng nghiên cứu và giải quyết vấn đề. Có thể ứng sử với
các tình huống cá nhân tốt, giúp cho sinh viên có kỹ năng nghề nghiệp để chuẩn
bị ra trường.
Cuối cùng, việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp sẽ giúp cho sinh viên có tinh thần
trách nhiệm, tính tự giác, sự đam mê và khả năng tự nghiên cứu tài liệu để nâng
cao tay nghề.

IV/ Phương pháp nghiên cứu.
Trong quá trình làm đồ án, em có một số phương pháp nghiên cứu sau:
+ Nhờ giáo viên hướng dẫn giải thích.
+ Nghiên cưu tài liệu, sách vở về động cơ đốt trong và đặc biệt là cẩm nang sửa
chữa của Toyota.
+ Sử dụng internet, các diễn dàn công nghệ ô tô, các group xe Toyota Fortuner.
+ Tham khảo cách khai thác của một số động cơ tương tự.
V/ Bố cục đề tài:
Phần 1: Khai thác động cơ 2TR-FE.
Phần 2: Thiết kết, lắp đặt mô hình hệ thống động cơ Diesel.


PHẦN 1: KHAI THÁC ĐỘNG CƠ
2TR-FE.
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM, KẾT CẤU CỦA
ĐỘNG CƠ.
I/ Giới thiệu động cơ 2TR-FE.
1/ Giới thiệu.
Động cơ 2TR-FE được sử dụng trên xe Toyota Fortuner của Toyota. Ngoài ra,
động cơ này còn được sử dụng trên động cơ Toyota Hiace, Toyota Tacoma, Toyota
Hilux Surf. Động cơ 2TR-FE được sản xuất vào tháng 8 năm 2004, xuất hiện đầu tiên
tại Thái Lan vào năm 2005.
Toyota Fortuner là dòng xe SUV (xe thể thao đa dụng) được bán chạy ở thị
trường Việt Nam và một số nước Đông Nam Á.
2TR-FE là động cơ xăng, có dung tích công tác là 2694 CC (xấp xỉ 2.7l).
Giải thích về ký hiệu động cơ 2TR-FE.
“2” Ký hiệu đầu cho ta biết về thế hệ của thân động cơ, cũng là ký hiệu của thế
hệ động cơ.
“TR” là ký tự cho ta biết về chủng loại động cơ. Ở đây 2TR có nghĩa là động cơ

thế hệ 2, cam đôi nằm trên nắp máy, dung tích công tác 2.7l, được sản xuất
vào năm 2004.
“FE”: ký tự nằm sau dấu gạch ngang cho ta biết về đặc điểm của động cơ, “F”:
Economy narrmow – angel DOHC (kiểm soát chặt chẽ góc mở cam, nâng cao tính
kinh tế trong sử dụng nhiên liệu). “E”: Electronic Fuel Injection (phun
xăng điện tử).

8


2/ Một vài thông số về động cơ 2TR-FE.
Động cơ 2.7l, 4 xylanh thẳng hàng, 16 xupap, cam kép với hệ thống VVT-i.
Dung tích công tác (lít)
2.7
Công suất tối đa (hp/rpm)
158/5200
Moment xoắn tối đa (Nm/rpm)
241/3800
Tiêu chuẩn khí thải
Euro 2
Điều khiển cam nạp, cam xả
Hệ thống biến thiên VVT-i

II/ Nhóm chi tiết cố định:
Nhóm chi tiết cố định có nhiệm vụ bao kín động cơ, làm bệ đỡ cho các chi tiết
chuyển động bên trong. Đặc trưng của nhóm chi tiết cố định là có trọng lượng lớn.

1/ Nắp quy lát.

Hình 1.1: Nắp quy lát.

Nắp quy lát đậy kín một đầu xy lanh, kết hợp với piston tạo thành buồng đốt.
Nắp máy có cấu tạo tương đối phức tạp, được đúc liền cho cả dãy của động cơ. Nhiều
chi tiết cũng được đặt trên nắp máy như bougie, xupap, cam,… Ngoài ra còn có các
đường ống dẫn dầu, nước làm mát, các đường xã – nạp, lỗ để lắp vòi phun nhiên liệu.
Nắp quy lát được bắt chặt với thân máy bằng các bu lông cấy và các bu lông.
Giữa nắp máy và thân máy có tấm đệm được gọi là ron quy lát, ron quy lát có nhiệm
9


vụ làm kín buồng đốt, đường nước và đường dầu. Ron quy lát ngoài khả năng làm kín
còn phải có khả năng chịu nhiệt cao do tiếp xúc trực tiếp với buồng đốt. Ron quy lát
được làm từ amiăng (khoáng thạch tự nhiên) và có mép bằng đồng. Bề mặt bôi bột chì
chống dính, độ vênh của nắp quy lát tối đa là 0,5mm.

2/ Thân máy.

Hình 1.2: Thân máy.
Thân máy là nơi chứa và lắp đặt các cơ cấu và hệ thống của động cơ. Thân máy
có kết cấu rất phức tạp, nó được đúc bằng gang hợp kim nhẹ. Thân máy có nhiệm vụ
làm bệ đỡ lắp đặt xylanh, duy trì áp suất nén, tiếp nhận lực cháy khí thể.
Một số kích thước của xylanh:
Thông số
Đường kính xy lanh
Kích thước O/S
(lên cốt sửa chửa)

Nhỏ nhất
94.990mm

Lớn nhất

95.003mm
0.5mm

3/ Đế máy

10


Hình 1.3: Đế máy.
Đế máy là nơi làm nhiệm vụ lắp ghép trục khuỷu của động cơ. Trên đế máy có
các đường ống dẫn dầu, đường ống làm mát. Ngoài ra còn có các mặt bích lắp ghép
lọc dầu, bơm dầu.
4/ Các te:

Hình 1.4: Các te.
Các te có nhiệm vụ bao kín và chứa dầu bôi trơn động cơ, Các te được dập từ
thép tấm, được gia cố bằng các gân cường lực. Các te có lỗ tháo dầu bôi trơn, được lắp
ghép với đế máy bằng bu lông.

III/ Nhóm cơ cấu piston – trục khuỷu – thanh truyền – bánh đà.
Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền bao gồm Piston và các vong xéc măng, chốt
piston, thanh truyền và trục khuỷu. Nhóm cơ cấu này có nhiệm vụ tiếp nhận năng
lượng của khí cháy và biến thành cơ năng quay trục khuỷu.
1/ Piston.

11


Hình 1.5: Piston – chốt piston.
Piston là một trong những chi tiết quan trọng nhất đối với động cơ. Piston phải

chịu làm việc ở điều kiện nặng nhọc: áp lực lớn của khí cháy, nhiệt độ cao của buồng
đốt, ma sát liên tục với thành xylanh. Piston chuyển động liên tục trong xylanh nên
giữa piston và xylanh cần phải có khe hở dầu. Giá trị khe hở dầu nằm trong khoảng
0.019mm – 0.052mm.
Piston gồm có nhiều chi tiết: piston, chốt piston, vòng chặn chốt piston, xéc
măng dầu (1 cọng), xéc măng khí (2 cọng).
Đỉnh piston kết hợp với nắp máy tạo thành buồng đốt của động cơ. Đỉnh piston
có kết cấu lõm để tạo độ xoáy lốc cho nhiện liệu giúp quá trình cháy đạt
hiệu quả cao.
Đầu piston: có các rãnh để lắp xéc măng, làm nhiệm vụ bao kín buồng đốt.
Đầu piston tiếp xúc trực tiếp với khí cháy ở nhiệt độ cao nên có sự giãn nở nhiệt lớn
 đầu piston thường được gia công nhỏ hơn đường kính của thân piston nhằm tránh
hiện tượng kẹt piston.

Thân piston: có nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động trong xylanh.
Trên thanh piston còn có bệ đỡ chốt piston. Để tránh hiện tượng kẹt do biến dạng nhiệt
không đều theo chu vi, thân piston có dạng ovan, trục lớn nằm vuông góc với trục của
piston. Theo chiều cao, thân piston có độ côn, phần trên có đường kính nhỏ
hơn phần dưới.
Thông số kỹ thuật Piston:
12


Thông số
Đường kính piston tiêu chuẩn
Đường kính piston khi lên cốt
o/s: 0.5mm

Nhỏ nhất
94.94 mm

Lớn nhất
94.95 mm

95.44 mm

95.45 mm

Chốt piston: chốt piston có hình trụ rỗng, chế tạo bằng thép. Bề mặt ngoài của
chốt được gia công chính xác và tôi thấm để có độ bền và khả năng chịu mài mòn cao.
Trong động cơ 2TR-FE, chốt piston được gắn theo kiểu bơi. Sau khi lắp vào piston, ắc
được cố định ở 2 đầu bằng các vòng chặn.
Thông số kỹ thuật của chốt piston:
Thông số
Đường kính chốt piston dấu A
Đường kính chốt piston dấu B
Đường kính chốt piston dấu C

Nhỏ nhất
21.997 mm
22.001 mm
22.004 mm

Lớn nhất
22 mm
22.003 mm
22.006 mm

Vòng xéc măng: được chế tạo từ thép hợp kim có độ đàn hồi cao, hình vòng
tròn không khép kín, đoạn hở gọi là miệng xéc măng. Xéc măng có 2 tác dụng để làm

kín xylanh và truyền nhiệt ra thân máy. Piston có 2 loại xéc măng: xéc măng dầu và
xéc măng khí.

Hình 1.6: Xéc măng.
1,2 – Xéc măng khí, 3,4,5 – Xéc măng dầu.
Xéc măng khí được lắp ở phần làm kín của piston, có nhiệm vụ làm kín khoang
làm việc của xylanh, không cho không khí lọt xuống các te và dẫn nhiệt từ piston
13


truyền sang cho thành xylanh. Xéc măng khí có tiết diện hình chữ nhật. Khi lắp xéc
măng lên piston, cần lưu ý không được để trùng các miệng xéc măng, phải lắp cho các
miệng xéc măng nằm lệch khoảng 900-1200, tránh để miệng của xéc măng không tỳ
vào mặt chịu lực của xylanh, miệng xéc măng không trùng với đường tâm
của chốt piston.
Hình 1.7: Hướng lắp miệng xéc măng.

Xéc măng dầu có nhiệm vụ ngăn không cho dầu bôi trơn đi lên buồng đốt.
Trong quá trình làm việc do vung tóe và phun cưỡng bức, dầu bôi trong động cơ sẽ lên
thành xylanh (ma sát tới hạn) để giảm ma sát cho các chi tiết làm việc (piston – xylanh
– xéc măng) đồng thời làm mát cho các chi tiết này. Tuy nhiên cần tránh không để cho
dầu lọt buồng đốt làm ảnh hưởng đến quá trình cháy. Xéc măng dầu còn có nhiệm vụ:
đưa dầu qua các lỗ trên thân piston chảy về đáy các te. Xéc măng dầu là loại kép, 2
vòng thép mỏng và vòng lò xo ở giữa.
Thông số kỹ thuật của xéc măng:
Thông số
Khe hở rãnh xéc mắng khí số 1
Khe hở miệng xéc măng khí số 1 tiêu chuẩn
Khe hở miệng xéc măng khí số 1 tối đa
Khe hở rãnh xéc măng khí số 2

Khe hở miệng xéc măng khí số 2 tiêu chuẩn
Khe hở miệng xéc măng khí só 2 tối đa
Khe hở rãnh xéc măng dầu
Khe hở miệng xéc măng dầu tiêu chuẩn
Khe hở miệng xéc măng dầu tối đa

Nhỏ nhất
0.02 mm
0.22 mm
0.2 mm
0.45 mm
0.02 mm
0.1 mm

Lớn nhất
0.075 mm
0.34 mm
0.9 mm
0.065 mm
0.57 mm
1.36 mm
0.07 mm
0.4 mm
0.75 mm

2/ Thanh truyền.
Thanh truyền có nhiệm vụ truyền lực từ piston cho trục khuỷu và nối liền
piston với trục khuỷu. Thanh truyền được chế tạo bằng thép dập, có cấu tạo dạng
14

thanh, tiết diện chữ I với 2 đầu: đầu nhỏ và đầu to. Chuyển động của thanh truyền khá
phức tạp, đầu nhỏ thanh truyền có chuyện động dạng tịnh tiến với piston, đầu to thanh
truyền có dạng chuyển động quay cùng trục khuỷu.
Đầu nhỏ của thanh truyền có lỗ để lắp với chốt piston. Chốt piston được gắn
theo kiểu bơi nên trong đầu nhỏ thanh truyền có bạc đỡ bằng đồng. Trên đỉnh thanh
truyền có một lỗ nhỏ hình phễu, có nhiệm vụ hứng dầu nhờn bị vung lên đáy piston và
rơi xuống để dẫn vào bôi trơn cho chốt piston. Chốt piston được bôi trơn bằng dầu dẫn
từ cổ trục khuỷu đi qua lỗ khoan trong thân của thanh truyền.
Đầu to của thanh truyền có lắp bạc nối với cổ khuỷu, có lỗ phun dầu bôi trơn
trên lên thành xylanh. Để có thể tháo lắp được, đầu to thanh truyền được chế tạo thành
2 nửa, nửa trên liền với thanh truyền, nửa dưới tháo rời được bắt với nửa trên bằng 2
bu lông. Đầu của bu lông có cấu tạo chống xoay, còn êcu thì phải được chống tự nới
lỏng bằng long đền hãm.
Chú ý: khi tháo rời đầu to thanh truyền, phải gá 2 nửa lại với nhau theo dấu có
sẵn. Tránh trường hợp lấy lộn chiều hoặc lắp lẫn với nhau.

Hình 1.8: Cấu tạo thanh truyền.
1 – Bạc đầu nhỏ thanh truyền, 2 – Thân thanh truyền, 3 – Bạc đầu to thanh truyền,
4 – Nắp đầu to thanh truyền, 5 – Bu lông lắp thanh truyền.
Thông số kỹ thuật của thanh truyền
15


Thông số
Khe hở dọc trục tiêu chuẩn
Khe hở dọc trục lớn nhất
Khe hở dầu tiêu chuẩn
Chiều dày thành giữa bạc dấu 4
Chiều dày thành giữa bạc dấu 5

Chiều dày thanh giữa bạc dấu 6
Độ cong lớn nhất
Độ xoắn lớn nhất
Đường kính trong của bạc dấu A
Đường kính trong của bạc dấu B
Đường kính trong của bạc dấu C
Khe hở dầu tiêu chuẩn
Khe hở dầu lớn nhất

Nhỏ nhất
0.15 mm
0.039 mm
1.484 mm
1.488 mm
1.491 mm
2.005 mm
22.008 mm
22.011 mm
0.001 mm

Lớn nhất
0.35 mm
0.04 mm
0.066 mm
1.487 mm
1.49 mm
1.493 mm
0.03 mm trên 100 mm chiều dài
0.15 mm trên 100 mm chiều dài
22.008 mm

22.011 mm
22.014 mm
0.007 mm
0.01 mm

3/ Trục khuỷu:
Trục khuỷu động cơ là một chi tiết lớn, nặng, quan trọng, chiếm 20-25% giá
thành động cơ. Trục khuỷu làm việc trong điều kiện chịu tải lớn và thay đổi. Lực quán
tính, lực cháy khí thể, chịu ma sát và mài mòn lớn. Các lực này có trị số rất lớn và thay
đổi theo chu kỳ nên va đập rất mạnh. Trục khuỷu tiếp nhận lực tác dụng lên piston
truyền qua thanh truyền và biến chuyển động tinh tiến của piston thành chuyển động
quay của trục để đưa công suất ra ngoài. Các lực tác dụng gây nên ứng suất uốn và
xoắn trục, đồng thời gây ra các hiện tượng dao động xoắn. Các lực còn gây ra hao mòn
lớn trên bề mặt ma sát ở cổ trục và chốt khuỷu.

Hình 1.9: Trục khuỷu động cơ.
16


Thông số kỹ thuật của trục khuỷu động cơ:
Thông số
Khe hở dọc trục tiêu chuẩn
Khe hở dọc trục lớn nhất
Độ dầy của đệm dọc trục
Khe hở dầu tiêu chuẩn cổ trục số 3
Khe hở dầu tiêu chuẩn cổ trục khác
Khe hở lớn nhất
Độ đảo lớn nhất
Đường kính cổ trục số 3
Đườn kính cổ trục khác

Độ côn và độ đảo lớn nhất của cổ khuỷu
Đường kính cổ biên
Độ côn và độ đảo lớn nhất của cổ biên

Lớn nhất
0.02 mm
2.44 mm
0.03 mm
0.024 mm
59.981 mm
59.987 mm
52.989 mm

Nhỏ nhất
0.22 mm
0.3 mm
2.49 mm
0.055 mm
0.049 mm
0.1 mm
0.03 mm
59.994 mm
60 mm
0.005 mm
53.002 mm
0.003 mm

IV/ Cơ cấu phân phối khí VVT-i.
Động cơ 2TR-FE sử dụng cơ cấu phân phối khí đóng mở xupap thông minh
VVT-i kiểu xupap nằm trên, ngay trong nắp máy. Động cơ có 2 trục cam nằm phía

trên có ký hiệu DOHC (double overhead camshaft).
1/ Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cơ cấu phân phối khí – hệ thống VVT-i.
Thông thường, thời điểm phân phối khí được cố định, trên động cơ 2TR-FE hệ
thống VVT-i sử dụng áp suất thủy lực để xoay trục cam nạp và làm thay đổi thời điểm
phân phối khí. Điều này có thể làm tăng công suất, cải thiện tính kinh tế nhiên liệu và
làm giảm khí xả ô nhiễm.

17


Hình 1.10: Hệ thống VVT-i.
1 – Bộ chấp hành VVT-i, 2 – Tăng cam tự động, 3 – Ray trượt, 4 – Ray đỡ xích,
5 – Trục cam, 6 – Vấu cam.
Hệ thống VVT-i được thiết kế điều khiển thời điểm phối khí bằng cách xoay
trục cam trong phạm vi 430 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.
Thời điểm phối khí được điều khiển như sau.
Khi nhiệt độ thấp, tốc độ thấp hay khi tải nhẹ, thời điểm phối khí của trục cam
nạp được làm trễ lại và độ trùng lặp xupap giảm đi để giảm khí xả chạy ngược lại phía
nạp. Điều này làm ổn định chế độ không tải và cải thiện tính kinh tế nhiên liệu và
tính khởi động.
Khi tải trung bình hay ở tải nặng, thời điểm phối khí được làm sớm lên và độ
trùng lặp xupap tăng lên để tăng EGR nội bộ và giảm mất mát do bơm. Điều này cải
thiện ô nhiễm khí xả và tính kinh tế nhiên liệu. Ngoài ra, thời điểm đóng xupap nạp
được đẩy sớm lên để giảm hiện tượng quay ngược khí nạp lại đường nạp và cải thiện
hiệu quả nạp.
Ngoài ra, điều khiển phản hồi được sử dụng để giữ thời điểm phối khí xupap
nạp thực tế ở đúng thời điểm tính toán bằng cảm biến vị trí trục cam.

18

Cơ cấu phân phối khí bao gồm những bộ phận chính sau: Các bánh răng dẫn
động 1 và 2, trục cam, xích cam, xupap, lò xo, ống dẫn hướng xupap và
hệ thống VVT-i.

Hình 1.11: Trục cam, bánh dẫn động cam.
1 – Bánh răng dẫn động cam, 2 – Trục cam nạp, 3 – Trục cam xã.

2/ Trục phân phối.
Trục phân phối được dẫn động quay từ trục khuỷu của động cơ nhờ bộ truyền
động xích. Trên trục phân phối có các vấu cam có biên dạng được thiết kế để đảm bảo
mở đúng chu trình phối khí, mỗi vấu cam điều khiển một xupap. Khi trục cam quay,
nếu vấu cam không tiếp xúc với xupap thì xupap đang ở vị trí cao nhất, lúc này xupap
bị đóng chặt nhờ lực của các lò xo. Khi vấu cam tỳ vào xupap thì xupap bị đẩy xuống,
lò xo bị ép lại và xupap mở ra. Khi đỉnh của vấu cam đi qua khỏi xupap thì với lực đàn
hồi của lò xo đẩy xupap lên đóng xupap lại. Khi xupup đang đóng thì giữa đồng tiền
và mặt tiếp xúc ở đuôi xupap phải có khe nhở nhiệt nhất định để đảm bảo xupap đóng
hoàn toàn. Khe hở nhiệt xupap từ 0.2 mm – 0.3 mm. Trong các động cơ hiện đại, khe
hở nhiệt không cần phải điều chỉnh vì sử dụng con đội thủy lực.

19


Hình 1.12: Con đội thủy lực.

Thông số kỹ thuật của trục cam:
Thông số
Độ đảo lớn nhất
Chiều cao vấu cam tiêu chuẩn

Chiều cao vấu cam nhỏ nhất
Trục cam số Đường kính cổ trục số 1
1
Đường kính cổ trục khác
Khe hở dọc trục tiêu chuẩn
Khe hở dọc trục lớn nhất
Khe hở dầu tiêu chuẩn trục số 1
Khe hở dầu tiêu chuẩn các cổ trục khác
Khe hở dầu lớn nhất
Độ đảo lớn nhất
Chiều cao vấu cam tiêu chuẩn
Chiều cao vấu cam nhỏ nhất
Đường kính cổ trục số 1
Trục cam số Đường kính cổ trục khác
2
Khe hở dọc trục tiêu chuẩn
Khe hở dọc trục lớn nhất
Khe hở dầu tiêu chuẩn trục số 1
Khe hở dầu tiêu chuẩn các cổ trục khác
Khe hở dầu lớn nhất

Nhỏ nhất
42.885 mm
42.885 mm
35.949 mm
26.959 mm
0.1 mm
0.035 mm
0.025 mm
42.854 mm

42.854 mm
35.949 mm
26.959 mm
0.1 mm
0.035 mm
0.025 mm

Lớn nhất
0.03 mm
42.995 mm
35.965 mm
26.975 mm
0.24 mm
0.26 mm
0.072 mm
0.062 mm
0.08 mm
0.03 mm
42.954 mm
35.965 mm
26.975 mm
0.24 mm
0.26 mm
0.072 mm
0.062 mm
0.08 mm

Bộ dẫn động xích cam truyền chuyển động từ bánh xích trục khuỷu đến bánh
xích trục cam. Trên thân máy đầu trục khuỷu có lắp vòi phun dầu bôi trơn. Bộ dẫn
động xích có bộ tăng xích tự động. Khi tháo, lắp cơ cấu phân phối khí phải đưa piston

số 1 vào ĐCT cuối nén đầu nổ. Lúc đó vạch dấu trên puli phải trùng với dấu “0” trên
tấm vạch dấu góc mở xupap sớm. Chốt trên mặt bích trục cam quay về vị trí cao nhất.
Khi lắp xích cam phải lưu ý sao cho dấu chấm trên bánh xích cam nằm giữa 2 mắt xích
có mạ sáng, còn rãnh dầu trên bánh xích đầu trục khuỷu phải trùng với một mắt xích
có khắc dấu. Trục cam được đúc bằng gang, bề mặt làm việc của các cam và cổ trục
cam đều được tôi cao tần. Đầu trục cam có lắp bánh xích dẫn động trục cam. Dầu bôi
trơn được dẫn động từ nắp máy qua ổ đỡ thứ nhất vào trục cam rồi tới các ổ
đỡ tiếp theo.
3/ Xupap.
20


Xupap động cơ có vai trò đóng mở đường nạp và đường xả để thực hiện quá
trình trao đổi khí. Điều kiện làm việc của xupap rất khắc nghiệt. Xupap tiếp xúc trực
tiếp với khí cháy nên chịu áp lực lớn ở nhiệt độ cao. Nấm xupap va đập với đế xupap
nên dễ bị biến dạng, cong vênh và rỗ bề mặt nấm. Xupap nạp luôn có đường kính lớn
hơn xupap xả. Các xupap được đóng nhờ lực ép của lò xo xupap và được mở khi vấu
cam tỳ vào đồng tiền xupap.
Thông số kỹ thuật của xupap:

Xupap nạp

Xupap xã

Thông số
Chiều dài toàn bộ
Đường kính thân xupap
Độ dày nấm xupap tiêu chuẩn
Độ dày nấm xupap nhỏ nhất
Chiều dài toàn bộ

Đường kính thân xupap
Độ dày nấm xupap tiêu chuẩn
Độ dày nấm xupap nhỏ nhất

Nhỏ nhất
105.96 mm
5.47 mm
1.05 mm
0.5 mm
106.44 mm
5.465 mm
1.2 mm

Lớn nhất
106.26 mm
5.485 mm
1.45 mm
106.74 mm
5.48 mm
1.6 mm
0.5 mm

Hình 1.13: Kết cấu xupap.
1 – Đuôi xupap, 2 – Thân xupap, 3 – Nấm xupap,
4 – Mặt xupap, 5 – đầu xupap.
Kết cấu xupap chia làm ba phân:
Nấm xupap: là phần quan trọng, là bề mặt làm việc được vát góc 44.50.
Thân xupap: làm nhiệm vụ dẫn hướng và tản nhiệt cho nấm xupap. Phần tiếp
nối giữa đế và thân được làm nhỏ để tránh kẹt xupap do giãn nở nhiệt.
21

Đuôi xupap: Đuôi xupap có dạng rãnh vòng để lắp móng hãm định vị lò xo.
Đế xupap (chén xupap): đế xupap được làm riêng rồi ép vào nắp xylanh, tiếp
xúc với bề mặt làm việc của xupap khi đóng, đế xupap còn có nhiệm vụ tản nhiệt cho
xupap. Đế xupap có dạng côn 450. Chiều rộng tiếp xúc từ 1 – 1.4 mm.
Ống dẫn hướng xupap: ống dẫn hướng xupap là một trụ rỗng được ép vào
xylanh, có tác dụng dẫn hướng chuyển động cho xupap, bảo đảm cho bề mặt làm việc
của nấm và đế chồng khít lên nhau.
Thông số kỹ thuật của ống dẫn hướng xupap:
Thông số
Nhỏ nhất
Lớn nhất
Đường kính trong của bạc
5.510 mm
5.530 mm
Ống dẫn
Khe hở dầu tiêu chuẩn
0.025 mm
0.06 mm
hướng xupap
Khe hở dầu lớn nhất
0.08 mm
nạp
Đường kính ống lót xylanh
10.285 mm
10306 mm
Đường kính trong của bạc
5.51 mm
5.53 mm

Ống dẫn
Khe hở dầu tiêu chuẩn
0.03 mm
0.065 mm
hướng xupap
Khe hở dầu lớn nhất
0.1 mm
nạp
Đường kính ống lót xylanh
10.285 mm
10.306 mm
Lò xo xupap: có nhiệm vụ tạo ra lực căng làm đóng xupap. Lò xo xupap hoạt
động trong điều kiện nhiệt độ cao ngoài sức căng ban đầu, lò xo phải chịu lực ép thay
đổi đột ngột, tuần hoàn trong quá trình mở xupap.Trong động cơ 2TR-FE lò xo xupap
có chiều dài tự do 48.53 mm (độ lệch lớn nhất 1.5 mm), 2 đầu lò xo ở động cơ 2TR-FE
được mài bằng để lắp ráp với đế xupap.
V/ Hệ thống bôi trơn.
1/ Nhiệm vụ.
Trong khi động cơ hoạt động, các bề mặt tiếp xúc của các chi tiết của động cơ
như piston, xylanh, bạc đỡ, ổ lăn, cam, bánh răng,…, phải chịu ma sát rất lớn và bị mài
mòn liên tục. Việc ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc làm hao tổn công suất của động cơ.
Do đó việc bôi trơn các bề mặt làm việc là một yêu cầu tất yếu đối với tất cả các loại
động cơ đốt trong. Dầu bôi trơn tạo nên một lớp nêm dầu bao phủ bảo vệ các bề mặt
tiếp xúc làm giảm ma sát, đồng thời giảm nhiệt độ, nhờ đó mà giảm được tổn hao công
suất do ma sát của động cơ. Ngoài làm giảm ma sát, dầu bôi trơn còn có nhiệm vụ rửa
sạch bề mặt các chi tiết khỏi những vết bong tróc do bị ma sát lúc làm việc.
2/ Cấu tạo, nguyên lý hoạt động.

22

Động cơ 2TR-FE sử dụng kết hợp cả 2 phương pháp bôi trơn vung tóe và bôi
trơn cưỡng bức. Những chi tiết làm việc nặng được bôi trơn cưỡng bức, còn các chi
tiết làm việc nhẹ thì bôi trơn bằng vung dầu.
Các chi tiết bôi trơn cưỡng bức: các ổ đỡ của trục khuỷu, các ổ ở đầu to thanh
truyền, cơ cấu phân phối khí, chốt piston.
Các chi tiết được bôi trơn bằng vung tóe: thành xylanh, piston, các vấu cam,
các bánh răng,…
Hệ thống bôi trơn bao gồm bơm dầu, bầu lọc, các thiết bị đo vào báo nhiệt độ/
áp suất dầu, các đường dầu khoan trong thân máy, trong trục khuỷu và một số chi tiết
khác, ống dẫn dầu.

Hình 1.14: Nguyên lý hoạt động hệ thống bôi trơn.
1 – Dầu bơi trơn chứa trong các te, 2 – Lọc thô, phễu hút dầu,
3 – Bơm dầu, 4 – Lọc tinh, 5 – Két làm mát, 6 – Đường ống chính,
7 – Đồng hồ báo nhiệt độ, áp suất,
8 – Nhánh bôi trơn bạc đỡ trục cam, bộ truyền xích, 9 – Van an toàn.

23


Hình 1.15: Đường dầu bôi trơn.

Đáy các te của động cơ là nơi chứa dầu bôi trơn, mức dầu phải được đảm bảo
đúng theo quy định của nhà sản xuất. Khi động cơ hoạt động, bơm dầu hút dầu từ đáy
các te qua lưới lọc thô rồi đẩy vào bầu lọc. Ra khỏi bầu lọc dầu đi tiếp vào đường dầu
chính rồi được chia tới các cổ trục theo các lỗ khoan trên thân máy. Từ các cổ trục dầu
đi theo các lỗ khoan tới các cổ biên (đầu to thanh truyền) và theo lỗ thanh truyền lên
bôi trơn cho bạc đầu nhỏ thanh truyền. Sau khi ra khỏi các ổ bạc đỡ cần bôi trơn, dầu
tự rơi xuống phía dưới, 1 phần rơi xuống các te, một phần vướng các chi tiết đang

quay và bị văng đi do lực ly tâm. Chính nhờ lượng dầu văng mà các chi tiết như
xylanh, chốt piston, vấu cam được bôi trơn.
Lọc dầu động cơ 2TR-FE kiểu toàn phần, lõi lọc giấy. Lọc gồm một vỏ bằng
kim loại mỏng bao bọc phần tử lọc, có cấu tạo từ giấy lọc hình trụ rỗng. Đầu vào của
lọc có 2 cửa, một cửa của dòng dầu vào và một cửa của dòng ra đã được lọc. Nếu lọc
dầu bị bẩn, đường dầu sẽ bị nghẹt và khả năng bơm dầu lên kém. Mã lọc dầu của
Toyota Fortuner là 90195 – YZZD2.
Van một chiều có tác dụng ngăn không cho chất bẩn của lọc chạy vào trong
động cơ khi động cơ ngừng hoạt động.
Bơm dầu là chi tiết quan trọng nhất của hệ thống bôi trơn, nó giúp tạo ra áp suất
dầu cần thiết trong hệ thống. Trên động cơ 2TR-FE sử dụng bơm dầu kiểu bánh răng
24


ăn khớp trong gồm 2 roto tiếp xúc trong, có trang bị van an toàn để tránh qua tải cho
hệ thống khi áp suất tăng vượt quá định mức. Khi áp suất ra quá cao hơn lục lò xo van
 mở cửa van, dầu xở bớt về các te. Van điều chỉnh áp suất dầu trược bố trí trên
bầu lọc dầu.
Hình 1.16: Bơm dầu.

Áp suất dầu tiêu chuẩn tại số vòng quay 3000 là 160 – 490 kPa. Roto trong
được dẫn động bởi trục cam quay làm xoay roto ngoài trong vỏ bơm.
Trong quá trình làm việc dầu nóng lên nhanh chóng do hấp thụ nhiệt của các
chi tiết được bôi trơn do đó cần phải có bộ phận làm mát dầu. Đáy các te có bề mặt
tiếp xúc với không khí bên ngoài lớn nên nó đảm nhận nhiệm vụ trao đổi nhiệt
làm mát dầu.
Để có thể thường xuyên kiểm tra nhiệt độ và áp suất dầu bôi trơn người ta bố trí
các đồng hồ nhiệt và đồng hồ đo áp suất. Để tránh làm đen dầu bởi khí cháy lọt từ
xylanh xuống các te, để cho các chất độc ô nhiễm không lọt ra ngoài, trên động cơ có
lắp đường ống hút khí cháy vào cụm ống nạp (van hệ thống tuần hoàn khí xả EGR).

VI/ Hệ thống làm mát.
1/ Nhiệm vụ.
Trong quá trình làm việc của động cơ, nhiệt truyền cho các chi tiết tiếp xúc với
khí cháy như: piston, xéc măng, xupap, nắp xylanh, thành xylanh chiếm khoảng 2535% nhiệt lượng do nhiên liệu cháy tỏa ra. Vì vậy các chi tiết đó thường bị đốt nóng
rất cao. Nhiệt độ tại đỉnh piston có thể lên tới 600 0C, còn nhiệt ở nấm xupap xả có thể
lên 9000C. Nhiệt độ của các chi tiết máy cao gây ra những hậu quả xấu như:
25