Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT GVHD: PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG
DESCRIPTION 1.1D(D3FA) 1.5D(D4FA)
DISPLACEMENT(cc) 1,120 1,493
BORE X STROKE(mm) 75X84.5 75X84.5
MAX. POWER (ps/rpm) 75/4,000 110/4,000
MAX. TORQUE (kg.m/rpm) 15.5/2,000 24/2,000
DIMENSION (mm)
LENGTH 394 479
WIDTH 587 587
HEIGHT 644 634
WEIGHT IN DRY(kg) 140.4 157
CYCLE 4 4
NO. OF CYLINDER 3 4
CYLINDER ARRANGEMENT IN-LINE IN-LINE
FIRING ORDER 1-3-4-2 1-3-4-2
COMPRESSION RATIO 17.8 17.8
ASPIRATION VGT VGT
ALTERNATOR(V-A) 12-90 12-90
STARTER MOTOR(V-kw) 12-2.0 12-2.0
BSM(balance shaft module) IN OIL PAN Non
ETC(electronic throttle control) ECU ECU
TIMING TRAIN CHAIN CHAIN

Trang 1
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT GVHD: PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG
2. PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ CHON THAM KHẢO.
Dựa vào thông số kỹ thuật của động cơ đề cho, qua thời gian tìm kiếm và tra cứu
thông số kỹ thuật của nhiều động cơ, em tìm được động cơ HYUNDAI D4FA có thông
số kỹ thuật gần giống với động cơ đề yêu cầu. Các thông số kỹ thuật của động cơ
HYUNDAI D4FA được thể hiện trong bảng dưới đây.
2.1. THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ CHỌN TƯƠNG ĐƯƠNG.

Hệ thống làm mát
Cưỡng bức, sử
dụng môi chất
lỏng
Cưỡng bức, sử
dụng môi chất
lỏng
Hệ thống nạp
Turbo Charger
Intercooler
Turbo Charger
Intercooler
Hệ thống phối khí 16valve -,DOHC 16valve -,DOHC
Động cơ HYUNDAI D4FA lắp trên xe Hyundai Getz, Hyundai Accent, đây là
các loại xe của Hyundai, một hãng sản xuất xe của Hàn Quốc. Động cơ HYUNDAI
D4FA là động cơ 4 xi lanh được bố trí thẳng hàng, cơ cấu phân phối khí sử dụng trục
cam kép đặt trên nắp máy (DOHC) với 16 xupap, gồm bốn xupap cho mỗi xylanh, hai
xupap nạp và hai xupap thải. Đây là loại động cơ điesel tăng áp sử dụng hệ thống phun
Trang 2
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT GVHD: PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG
nhiên liệu trực tiếp dùng ống dẫn chung Commonrail điều khiển bởi ECU. Động cơ có
tổng dung tích xilanh 1.5l, công suất cực đại là 81kw ở vòng tua máy 4000v/ph.
Hình 2.1. Cấu tạo chung động cơ HYUNDAI D4FA
1-Vòi phun; 2-Giá kẹp vòi phun; 3-Nắp đậy; 4-Roan làm kín; 5-Máy phát điện;
6-Puly bơm nước; 7-Giá đở động cơ; 8-Căng đai; 9-Puly trục khuỷu ; 10-Then puly;
11-Cátte; 12-Lọc dầu bôi trơn; 13-Bơm nước làm mát;
14-Bơm cao áp; 15-Vỏ đậy xích cam
Trang 3
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT GVHD: PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG
2.2. CÁC CƠ CẤU CỦA ĐỘNG CƠ HYUNDAI D4FA.

trong quá trình đốt cháy nhiên liệu, làm việc trong môi trường có nhiệt độ rất cao và ma
sát mài mòn lớn, lực tác dụng và nhiệt độ cao do khí thể và lực quán tính sinh ra gây
nên ứng suất cơ học và ứng suất nhiệt trong piston, do làm việc ở môi trường có nhiệt
độ cao nên piston dễ bị mài mòn do không được bôi trơn đầy đủ. Piston có nhiệm vụ
quan trọng như sau:
Tiếp nhận lực khí thể và truyền cho thanh truyền (trong quá trình cháy và giản nở),
để làm quay trục khuỷu nén khí trong quá trình nén, đẩy khí thải ra khỏi xilanh trong
quá trình thải và hút khí nạp mới vào buồng cháy trong quá trình nạp. Trong động cơ
Trang 6
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT GVHD: PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG
hai kỳ, piston có tác dụng như một van trượt làm nhiệm vụ đóng mở lỗ lỗ quét và lỗ
thải. Ngoài ra, piston còn có chức năng dẫn hướng chuyển động trong xylanh.
Trên piston còn có các xéc măng, nhiệm vụ chính của các xéc măng này là đảm
bảo bao kín buồng cháy, giữ không cho khí cháy trong buồng cháy lọt xuống các te và
ngăn không cho dầu nhờn từ các te sục lên buồng cháy.
Khe hở cho phép của các secmăng cho dưới bảng:
Secmăng Điều kiện tiêu chuẩn
số 1 0,20 đến 0,35mm
số 2 0,35 đến 0,50mm
dầu 0,20 đến 0,40mm
Dưới đây là cấu tạo piston của động cơ Hyundai D4FA
Hình 2. 4. Piston động cơ HYUNDAI D4FA
1. Xéc măng khí 2.Xéc măng dầu 3.Piston
Piston được làm bằng hợp kim nhôm có kết cấu đặc biệt đỉnh piston lõm. Piston
có 3 rãnh xéc măng gồm 2 xéc măng khí và 1 xéc măng dầu. Trên đỉnh piston có đánh
đấu để khỏi nhầm lẫn trong quá trình lắp ráp.
Trang 7
1
3
2

1-Chốt khuỷu; 2-Lỗ dầu; 3-Má khuỷu; 4-Cổ trục chính;5-Bánh đà; 6-Bạc lót cổ trục
Trục khuỷu là một trong những chi tiết máy quan trọng nhất, thường được gọi là
cốt máy. Công dụng của trục khuỷu là tiếp nhận lực tác dụng trên piston truyền qua
thanh truyền và biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục
khuỷu để đưa công suất ra ngoài .Trạng thái làm việc của trục khuỷu là rất nặng. Trong
quá trình làm việc, trục khuỷu chịu tác dụng của lực khí thể, lực quán tính (quán tính
chuyển động tịnh tiến và quán tính chuyển động quay) những lực này có trị số rất lớn
thay đổi theo chu kỳ nhất định nên có tính chất va đập rất mạnh. Việc cân bằng trục
khuỷu cũng rất quan trọng. Ngoài ra các lực tác dụng nói trên còn gây ra hao mòn lớn
trên các bề mặt ma sát của cổ trục và chốt khuỷu.
Trang 9
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT GVHD: PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG
Trục khuỷu động cơ D4FA là trục khuỷu được chế tạo liền truc, là dạng trục khuỷu
đủ với 5 cổ trục chính, 4 cổ khuỷu, 8 má khuỷu. Kết cấu của một trục khuỷu gồm có :
Cổ trục khuỷu, chốt khuỷu, má khuỷu, đối trọng. Ngoài ra trên trục khuỷu còn có
đường ống dẫn dầu bôi trơn, chốt định vị, các bánh răng dẫn động trục cam, bơm đầu
bôi trơn và puly dẫn động quạt gió, máy nén khí.
Đầu trục khuỷu được lắp bộ giảm dao động xoắn và các bánh răng dẫn động bơm
dầu bôi trơn, bơm cao áp và puly dẫn động các cơ cấu phụ như quạt gió, máy nén. Bộ
giảm dao động xoắn có tác dụng thu năng lượng sinh ra do các mômen kích thích trong
hệ trục khuỷu do đó dập tắt dao động gây ra bởi các mômen đó.
Chốt khuỷu là bộ phận dùng để nối với đầu to thanh truyền. Để giảm độ mài mòn,
tăng tuổi thọ cho chốt khuỷu người ta dùng bạc khi lắp chốt khuỷu với đầu to thanh
truyền.
Cổ trục khuỷu dùng để lắp trục khuỷu trên thân máy và cho phép trục khuỷu
chuyển động quay. Khi lắp cổ trục vào hộp trục khuỷu người ta dùng bạc lót để giảm
mài mòn.
Má khuỷu là bộ phận nối liền cổ trục chính và chốt khuỷu. Trên má khuỷu người ta
có gắn các đối trọng có tác dụng cân bằng mômen quán tính cho trục khuỷu.
Đuôi trục khuỷu được lắp với bánh đà. Để tránh dầu bôi trơn trong cácte động cơ

dẫn động bằng động cơ điên riêng.
Trang 11
2
1
1
3
2
4
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT GVHD: PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG
Hình 2.9. Sơ đồ hệ thống làm mát động cơ D4FA
1.Thùng chứa nước mát; 2.Lưới tản nhiệt; 3.Giá lắp lưới tản nhiệt;
4. Ống nước trên; 5. Ống nước dướ; 6.Ống đầu làm mát ;7.Quạt làm mát;
8.Giá gắng quạt; 9.Mô tơ quạt làm mát; 10-Bơm nước; 11-Puly bơm
2.3.3. HỆ THỐNG XẢ.
Khí xả được thải ra ngoài môi trường qua ống xả.
Hệ thống xả gồm: ống góp xả và ống xả nối với nhau bằng khớp cầu. Trên ống xả
có các bộ trung hòa khí xả để làm cho các chất độc hại CO (cacbon oxit), HC (Hiđrô
cacbon) và NOx (Nitơ ôxit) phản ứng với các chất vô hại (H2O, CO2, N2) khi luồng
khí xả đi qua, với các chất xúc tác platin, pladini, iridi, rodi. Để khí xả ra ngoài môi
trường không độc hại đối với sức khỏe con người.
Trang 12
11
10
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT GVHD: PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG
Hình 2.10. Sơ đồ hệ thống xả động cơ D4FA
1-Đường dẫn khí xả ra ngoài ; 2-Bộ giảm âm; 3-Bộ chuyển đổi khí thải.
2.3.4. HỆ THỐNG BÔI TRƠN.
Hệ thống bôi trơn cung cấp dầu bôi trơn đến các chi tiết chuyển động quay và
trượt của động cơ sao cho chúng có thể làm việc êm dịu, tránh mài mòn. Nó cũng đóng
một vai trò quan trọng trong việc làm mát.

HỆ THỐNG BÔI TRƠN.
3.1. Yêu cầu, công dụng và phân loại:
3.1.1. Công dụng:
Hệ thống bôi trơn của dộng cơ đốt trong có nhiệm vụ đưa dầu đến các bề mặt ổ
trục ma sát, đồng thời lọc sạch các tạp chất lẫn trong dầu nhờn khi dầu nhờn tẩy rửa các
bề mặt ma sát và làm mát dầu nhờn để bảo đảm tính năng lý hoá của nó.
3.1.2. Yêu cầu:
-Phải cung cấp đủ lượng dầu bôi trơn tới các bề mặt làm việc với áp suất cao nhằm
đảm bảo quá trình bôi trơn ma sát ướt các bề mặt làm việc cần thiết.
-Phải có thiết bị lọc nhằm lọc sach dầu nhờn khỏi bụi bẩn và các hạt mài kim loại.
Trang 15
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT GVHD: PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG
-Phải có thiết bị làm mát dầu nhờn nhằm giữ nhiệt độ dầu nhờn ở nhiệt độ quy
định.
-Hệ thống bôi trơn làm việc an toàn, hiệu quả cao.
-Công suất tiêu hao cho hệ thống bôi trơn nhỏ.
-Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, có độ bền cao, dễ bảo dưỡng, sửa chữa.
-Tính kinh tế cao.
3.1.3. Phân loại hệ thống:
+Dựa vào phương pháp bôi trơn ta có các loại sau:
-Bôi trơn bằng phương pháp vung té: phương pháp này thường dùng trong các
động cơ một xi lanh nằm ngang hoặc thẳng đứng kết hợp bôi trơn bằng phương pháp
bôi trơn cưỡng bức. Để có thể vung té dầu nhờn được thường trên má khuỷu người ta
chế tạo đối trọng kiểu như một thìa múc dầu. Trong mỗi vòng quay của trục khuỷu thì
múc dầu đồng thời nhờ lực li tâm của chuyển động quay vung té dầu nhờn tới các bề
mặt làm việc. Các hạt dầu vung té bên trong không gian của các te và rơi tự do xuống
các bề mặt ma sát của ổ trục. Để đảm bảo cho các ổ trục không bị thiếu dầu, trên các
vách ngăn bên trên ổ trục thường có các gân hứng dầu. Phương pháp này có ưu điểm
đơn giản nhưng không bảo đảm được lưu lượng dầu bôi trơn của các ổ trục nên rất ít
dùng.

Trong hệ thống bôi trơn của động cơ đốt trong sử dụng dầu nhờn để giảm ma sát
cho các ổ trục, tải nhiệt lượng do ma sát sinh ra khỏi ổ trục, bảo vệ các bề mặt chi tiết
trong động cơ không bị gỉ, làm kín các bề mặt chi tiết nhất là bề mặt piston xi lanh, tẩy
rửa các bề mặt khỏi các hạt mài kim loại.
Trang 17
11
14
13
1
10
9
8
2
7
6
4
3
5
12
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT GVHD: PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG
-Bôi trơn các bề mặt chi tiết, làm giảm tổn thất ma sát: dầu nhờn đóng vai trò chất
liệu trung gian đệm giữa các bề mặt ma sát có chuyển động tương đối với nhau, làm
cho các bề mặt ma sát không tiếp xúc trực tiếp với nhau. Trong động cơ đốt trong
thường tồn tại bốn loại ma sát sau:
-Ma sát khô: xảy ra giữa hai bề mặt ma sát hoàn toàn không có dầu nhờn, các bề
mặt ma sát tiếp xúc trực tiếp với nhau như phần đỉnh piston với xi lanh.
-Ma sát nửa khô: xảy ra khi dầu nhờn ngăn cách giữa các bề mặt ma sát bị phá
hoại. Các bề mặt ma sát tiếp xúc trực tiếp cục bộ với nhau ở những vùng màng dầu bị
phá hoại như phần dầu piston tiếp xúc với xi lanh.
-Ma sát tới hạn: là trạng thái trung gian giữa ma sát khô và ma sát ướt. Khi xảy ra

lơi lọc, người ta sử dụng các đệm làm kín số 5. Vít xã cặn số 9 có công dụng các cặn
bẩn và nước đọng lại phía dưới trong quá tŕnh làm việc. Lò xo ép số 6 ép lưới lọc trên
vỏ của nó, đồng thời tránh được sự rung xóc trong quá tŕnh làm việc. Phần tử lọc số 3 là
một ống hình dạng gấp nếp được gia công lỗ lọc dầu kích thước lỗ không lớn lắm
khoảng
δ
=
0.05-0.06 (mm), vật liệu chế tạo bằng hợp kim đồng, có khả năng chống
Trang 19
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT GVHD: PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG
ăn mòn cao, ngày nay ngoài dạng kết cấu lưới lọc đã được giới thiệu như trên các người
ta cũng chế tạo lưới lọc bằng các loại vật liệu khác như kim loại gốm hay lưới lọc bằng
lưới thép được gia công hình trụ có tính chống ăn mòn cao.
Một số lưới lọc kiểu cũ được chế tạo bằng các tấm hợp kim đồng được gia công lỗ
sau đó ghép lại thành lưới lọc. Tuy nhiên ngày nay để tăng tính năng công nghệ của các
lưới lọc, sản xuất theo dây chuyền có khả năng tự động hoá cao hơn các lưới lọc được
chế tạo hình trụ chỉ có một phần tử lọc. Vì vậy mà giá thành hạ, đơn giản trong lắp ráp
sửa chữa.
3.3.1.2. Nguyên lý làm việc:
Dầu nhờn được dẫn vào bầu lọc thông qua đường số 2 và chứa đầy trong không
gian phía ngoài bầu lọc, áp suất dầu do máy bơm cung cấp có tác dụng đẩy dầu qua
phần tử lọc số 3 đi vào không gian phía trong lõi lọc. Trong quá trình này các hạt mài
có kích thước lớn hơn 0.05 (mm) và nước được giữ lại phía ngoài lõi lọc, lắng cặn
xuống phía dưới lõi lọc. Dầu nhờn sau khi đi vào không gian phía bên trong lõi lọc tiếp
tục đi vào đường dầu chính bôi trơn cho các bề mặt làm việc. Sau một thời gian làm
việc lõi lọc có hiện tượng bị bẩn và dẫn tới tắc đường dầu cung cấp cho các bề mặt làm
việc dẫn tới quá tŕnh mài mòn bề mặt các chi tiết này nhanh chóng. Để khắc phục
nhược điểm này trên vỏ bầu lọc có lắp van an toàn. Khi lõi lọc bị tắc, dầu lúc này mất
khả năng thông qua. Trở lực của bầu lọc làm cho áp suất trong đường ống đẩy tăng lên,
áp lực của dầu lớn hơn lực căng. Lò xo làm cho van bi mở ra, dầu nhờn được đi tắt qua

/phút) lực li tâm lớn có tác dụng lọc hiệu quả dầu nhờn hiệu quả hơn. Trở lực của bầu
lọc li tâm không đáng kể.
3.3.2.3 Lọc dầu.
Bộ lọc dầu sử dụng trên động cơ D4FA thuộc loại lọc bằng giấy, được lắp ở đáy
thân của bộ làm mát dầu, làm nhiệm vụ lọc thô và lọc tinh với nguyên lý làm việc như
sau:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Hình 3.3.1. Kết cấu bầu lọc toàn phần.
1-Vỏ bầu lọc. 2- Phần lọc tinh. 3- Thân van ổn áp. 4- Tấm đệm có lỗ. 5- Tấm đệm van
ổn áp. 6- Lỗ dầu ra khỏi van. 7- Phần lọc thô. 8- Ống kim loại có lỗ. 9- Van một chiều.
10- Tấm đệm có lỗ dầu vào và ra. 11- Nắp bầu lọc. 12- Đệm kín. 13- Lỗ dầu vào bầu
lọc. 14- Lỗ dầu ra khỏi bầu lọc.
- Van một chiều có tác dụng chỉ cho dầu theo một chiều và không cho dầu theo
chiều ngược lại. Mặt khác khi động cơ không hoạt động nó tạo được áp suất dư trên
đường dầu chính, van một chiều được làm bằng cao su và co giãn được
- Vật liệu của lõi lọc là giấy cát-tông, loại lọc thấm bằng giấy còn gọi là lọc bề
mặt. Đối với phần lọc thô để tăng diện tích bề mặt lọc, người ta dùng giấy dày 0,6 mm

3.4.1.1. Công dụng.
Bơm dầu nhờn có nhiệm vụ cung cấp một lượng dầu nhờn liên tục dưới áp suất
cao tới các bề mặt ma sát để bôi trơn, làm mát, và tẩy rửa các bề mặt ma sát.
3.4.1.2. Yêu cầu.
-Phải cung cấp lưu lượng dầu thích hợp tới các bề mặt ma sát
-Bơm phải cung cấp một lượng dầu nhờn đồng đều theo thời gian.
-Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ bảo dưỡng sửa chữa, có độ bền cao, chịu được mài
mòn rung xóc, tính kinh tế cao.
Trang 23
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT GVHD: PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG
2
Hình 3.4. bánh răng dùng trên động cơ D4FA
1- Bánh răng chủ động; 2- Bánh răng bị động.
Bơm dầu nhờn sử dụng trên động cơ D4FA là loại bơm bánh răng một cấp với
nguyên lý làm việc như sau:
Bơm bánh răng làm việc nhờ vào bánh răng dẫn động trên trục chủ động. Bánh
răng chủ động được lắp cố định trên trục khuỷu nhờ mối ghép then.
Khi trục khuỷu quay, bánh răng chủ động 1 được trục khuỷu dẫn động nên quay
theo, bánh răng chủ động 1 quay nên bánh răng bị động 2 cũng quay theo. Dầu nhờn từ
đường dầu áp suất thấp được hai bánh răng guồng sang tạo nên áp suất cao cho dòng
dầu. Trên mặt đầu của bơm có rãnh triệt áp để tránh chèn dầu khi các bánh răng ăn
khớp với nhau.
Áp suất dầu đi bôi trơn phải đảm bảo tính ổn định. Do đó, trong bơm dầu có thêm van
an toàn. Nếu áp suất trên đường dầu vượt quá giới hạn cho phép, van an toàn sẽ được mở
ra nhờ áp suất dầu. Dầu sẽ chảy một phần về đường dầu áp suất thấp.
3.5. Két làm mát dầu.
3.5.1. Công dụng, yêu cầu.
3.5.1.1. Công dụng.
Trong quá trình làm việc của động cơ nhiệt độ của dầu nhờn tăng lên không ngừng
do dầu nhờn phải làm mát ổ trục, tải nhiệt lượng sinh ra do quá trình ma sát của ổ trục