Đồ án Động cơ đốt trong LỜI NÓI ĐẦU 3 CHƯƠNG I TỔNG QUAN 4 1 1 Đặc điểm động cơ 4 1 2 Tổ chức quá trình cháy 4 1 3 Hệ thống nhiên liệu 4 1 4 Hệ thống làm mát 6 1 5 Hệ thống bôi trơn 8 1 6 Hệ thống khở[.]
Đồ án Động đốt LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm động 1.2 Tổ chức trình cháy : 1.3 Hệ thống nhiên liệu: 1.4 Hệ thống làm mát: .6 1.5 Hệ thống bôi trơn: .8 1.6 Hệ thống khởi động: CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG .11 2.1 Tính tốn chu trình cơng tác động đốt 11 2.1.1 Trình tự tính tốn 11 2.1.1.1 Bảng số liệu .11 2.1.1.2 Các thông số cần chọn: 12 2.1.2 Tính tốn q trình cơng tác 14 2.1.2.1 Tính tốn q trình nạp .14 2.1.2.2 Tính tốn q trình nén 16 2.1.2.3 Tính tốn q trình cháy: 17 2.1.2.4 Tính q trình giãn nở: .19 2.1.2.5 Tính tốn thơng số chu trình cơng tác: 21 2.1.3 Vẽ hiệu đính đồ thị cơng: 23 2.2 Vẽ đường biểu diễn quy luật động học 28 2.2.1 Đường biểu diễn hành trình pittông x = f(): .28 2.2.2 Đường biểu diễn tốc độ pittông v = f(): .29 2.2.3 Đường biểu diễn gia tốc pittông j=f(x): 29 2.3 Tính tốn động lực học 31 2.4 Kiểm nghiệm bền chi tiết (yêu cầu kiểm nghiệm bền piston) 51 2.4.1 Tính nghiệm bền đỉnh piston 51 2.4.3 Tính nghiệm bền thân piston 55 KẾT LUẬN 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 Đồ án Động đốt LỜI NÓI ĐẦU Động đốt đóng vai trị quan trọng kinh tế, nguồn động lực cho phương tiện vận tải ô tô, máy kéo, xe máy, tàu thuỷ, máy bay máy công tác máy phát điện, bơm nước… Động đốt nguồn cung cấp 80% lượng giới Chính việc tính tốn thiết kế đồ án mơn học động đốt đóng vai trị quan trọng sinh viên chuyên ngành động đốt Đồ án môn học động đốt đồ án đòi hỏi người thực phải sử dụng tổng hợp nhiều kiến thức chuyên ngành kiến thức môn học sở Trong q trình hồn thành đồ án khơng giúp cho em củng cố nhiều kiến thức học giúp em mở rộng hiểu sâu kiến thức chuyên ngành kiến thức tổng hợp khác Đồ án bước tập dượt quan trọng cho em trước tiến hành làm đồ án tốt nghiệp sau Tuy nhiên trình thực dù cố gắng nhiều khơng tránh khỏi thiếu sót Vì chúng em mong nhận quan tâm đóng góp ý kiến thầy, bạn để em hồn thiện đồ án tốt qua rút kinh nghiệm quý giá cho thân nhằm phục vụ tốt cho trình học tập công tác sau Em xin chân thành cảm ơn! Nam Nguyễn Huy Hoàng Nam Đồ án Động đốt CHƯƠNG I: TỔNG QUAN Đặc điểm động + Động Xăng kỳ loại xi lanh bố trí thành hàng hình chữ V + Số vòng quay động cơ: n = 2200 (vòng/phút) + Suất tiêu hao nhiên liệu: ge = 290 (g/kWh) 1.2 Tổ chức trình cháy : 1.2.1 Loại nhiên liệu : Nhiên liệu dùng cho động xăng Các thành phần có nhiên liệu: C, H, O, S [1, tr.39] Khối lượng Nhiên liệu Thành phần khối lượng Phân tử (kg / kmol Xăng c h o 0,855 0,145 - 110 - 120 Nhiệt trị thấp QH ( kJ / kg ) 43960 1.2.2 Buồng đốt: Chọn buồng đốt kiểu lốc xốy, phạm vi rộng tốc độ động cơ, nhiên liệu không khí phối hợp hịa trộn với tạo hịa khí tốt Dịng xốy lốc tạo nén có cuồng độ lớn so với dịng xốy tạo nạp, nên hịa khí tạo nhanh Vì kể phun nhiên liệu trễ, trình cháy kết thúc kịp thời động chạy tốc độ cao Mặt khác số màng lửa xuất vịi phun lỗ nhiều so với vịi phun nhiều lỗ, nhờ giảm tốc độ cháy, tốc độ tăng áp khí cháy tiếng ồn động Chọn buồng đốt xoáy lốc cần làm cho thời điểm cháy muộn chút (sát điểm chết trên), thời gian cháy buồng cháy chính, pittơng bắt đầu xuống, nhiệt độ môi chất giảm giãn nở hạn chế hình thành NOx 1.3 Hệ thống nhiên liệu: Sử dụng hệ thống cung cấp nhiên liệu xăng phun xăng điều khiển điện tử , lý áp suất phun thực cho vòi phun cách riêng lẽ, nhiên liệu áp suất cao Đồ án Động đốt phân phối đến kim phun theo yêu cầu Lợi ích kim phun làm giảm mức độ tiếng ồn, nhiên liệu phun áp suất cao nhờ kết hợp điều khiển điện tử, kiểm soát lượng phun, thời điểm phun Do làm hiệu suất động tính kinh tế nhiên liệu cao Nhiên liệu cung cấp theo hình thức đa điểm, thời điểm cung cấp lượng nhiên liệu cung cấp phụ thuộc vào chế độ hoạt động động ECU nhận tín hiệu từ cảm biến (Cảm biến nhiệt độ khí nạp, Cảm biến lưu lượng khí nạp, Cảm biến nhiệt độ động cơ, Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu, Cảm biến áp suất , Cảm biến áp suất khí nạp, Cảm biến vị trí bàn đạp ga, Cảm biến vị trí bướm gió, Cảm biến vị trí trục cam v.v…) gửi về, sau phân tích chế độ hoạt động động điều khiển thời điểm thời lượng phun nhiên liệu Nguyên lý hoạt động: Nhiên liệu bơm cung cấp từ thùng chứa lên đường ống thấp áp đến lọc để loại bỏ chất cặn nước có lên bơm cung cấp, nhiên liệu lại qua lọc tinh để đảm bảo nhiên liệu hoàn toàn Một bơm tiếp vận khác bơm cung cấp nhiên liệu vào hai buồng nén tạo cao áp bơm cung cấp nhiên liệu Nhiên liệu trước vào buồng cao áp điều khiển thông qua van với tín hiệu cung cấp từ ECU Việc tao áp suất phun nhiên liệu hoàn toàn tách biệt với hệ thống Áp suất phun tạo độc lập với tốc độ lượng nhiên liệu phun Nhiên liệu dự trữ với áp suất cao ắc quy thủy lực Lượng phun định bàn đạp chân ga, thời điểm phun áp sấp phun tính tốn ECU dựa biểu đồ lưu trữ Sau ECU điều khiển kim phun vòi phun xylanh động để phun nhiên liệu nhờ thông tin từ cảm biến với áp suất phun lên dến 1500bar Nhiên liệu cịn thừa hồi thùng chứa nhiên liệu thông qua mạch dầu hồi bố trí kim phun Ưu điểm: + Tiêu hao nhiên liệu thấp + Phát thải khí nhiễm thấp + Động làm việc êm dịu, giảm tiếng ồn + Cải thiện tính động Nhược điểm: + Thiết kế chế tạo phức tạp địi hỏi ngành cơng nghệ cao Chọn cấu phân phối khí kiểu xupáp treo dung tích buồng cháy động xăng nhỏ, tỷ số nén cao, nên cấu xupáp treo cho buồng cháy gọn, diện tích mặt Đồ án Động đốt truyền nhiệt nhỏ giảm tổn thất nhiệt Giúp cho đường nạp thải thoát hơn, khiến sức cản khí động giảm nhỏ, đồng thời bố trí xupáp hợp lí nên tăng tiết diện lưu thơng dịng khí nhiên cấu xupáp treo tồn số nhược điểm như: cấu dẫn động xupáp phức tạp làm tăng chiều cao động cơ, ngồi cịn làm cho nắp xylanh trở nên phức tạp khó đúc Sử dụng phương pháp dẫn động cấu cam - đội - đũa đẩy - địn gánh, phương pháp dẫn động cho khả bố trí trục cam nhiều vị trí thích hợp so với dẫn động trực tiếp Hình 2: Sơ đồ cấu tạo hệ thống phân phối khí Nguyên lý hoạt động: động hoạt động kéo bánh 16 dẫn động bánh trục cam quay khiến vấu cam bánh 13 quay theo Vấu cam đẩy đội 12, đũa đẩy 11 lên ép cần bẩy quay quanh trục tì ép xupáp, qua đĩa lò xo ép lò xo để đẩy xupáp xuống mở cửa thông: đỉnh vấu cam trượt qua đáy đội lị xo xupáp 4, thơng qua đĩa lị xo đẩy xupáp lên đóng cửa thơng đồng thời qua cần bẩy ép đũa đẩy 11 đội 12 xuống để đẩy đội tiếp xúc với mặt cam 1.4 Hệ thống làm mát: Động hoạt động bình thường chi tiết tiếp xúc với buồng cháy có chế độ nhiệt thích hợp vì:Nếu nhiệt độ q nóng điều kiện bơi trơn kém, Đồ án Động đốt làm cho chi tiết chóng mịn, khe hở pittơng giảm giãn nở nhiệt làm cho pittơng dễ bị bó kẹt xylanh + Nếu nhiệt độ mát mức làm cho nhiên liệu khó bay cháy khơng kiệt tạo muội than làm bó kẹt vịng găng gây giảm công suất tăng tiêu hao nhiên liệu Nhiệm vụ hệ thống làm mát lấy số nhiệt dư thừa chi tiết tỏa số nhiệt bên ngồi khơng khí Ta chọn hệ thống làm mát kiểu kín: hệ thống làm mát kiểu kín thiết lập ổn định chế độ nhiệt có lợi cho làm việc động chế độ tải định mức chế độ khác, giảm tổn thất nhiệt cho nước làm mát, tăng hiệu suất thị, giảm hao mịn lót xylanh-xécmăng, tăng độ bền nhiệt cho lót xylanh Hình 3: Hệ thống làm mát 1-thân máy ; 2-nắp xylanh ; 3-đường nước khỏi động ; 4-ống dẫn bọt nước ; 5-van nhiệt ; 6-nắp rót nước ; 7-két làm mát ; 8-quạt gió ; 9-puli ; 10-ống nước nối tắt vào bơm ; 11-đường nước vào động ; 12-bơm nước ; 13-két làm mát dầu ; 14-ống phân phối nước Nguyên lý hoạt động: nước tuần hoàn nhờ bơm nước 12, qua ống phân phối nước 14 vào khoang chứa xylanh Nước làm mát nhiệt độ thấp bơm 12 hút từ Đồ án Động đốt bình chứa phía két qua đường ống 10 qua két 13 để làm mát dầu sau vào động Để phân phối nước làm mát cho xylanh, nước sau bơm vào thân máy chảy qua ống phân phối 14 đúc sẵn thân máy Sau làm mát xylanh, nước lên làm mát nắp máy theo đường ống khỏi động với nhiệt độ cao đến van nhiệt van nhiệt mở, nước qua van vào bình chứa phía két nước Tiếp theo nước từ bình chứa phía qua ống mỏng có gắn cánh tản nhiệt Tại nước làm mát dịng khơng khí qua két quạt tạo Quạt dẫn động puli từ trục khuỷu động Tại bình chứa phía két làm mát, nước có nhiệt độ thấp lại bơm hút vào động thực chu trình làm mát tuần hồn 1.5 Hệ thống bôi trơn: Lý phải bôi trơn: trình làm việc, chi tiết chuyển động tương xảy ma sát bề mặt, gây mài mòn, đồng thời làm tăng nhiệt độ chi tiết Vì động cần bôi trơn bề mặt ma sát Nhiệm vụ: Đưa dầu đến bề mặt ma sát để bôi trơn bề mặt, lọc tạp chất lẫn dầu nhờn tẩy rửa bề mặt ma sát làm mát dầu nhờn để đảm bảo tính hóa lý nó.Làm mát bề mặt ma sát bảo vệ chi tiết không bị oxyt hóa bề mặt.Bao kín khe hở pittơng xylanh, xécmăng pittông.Và xe hoạt động độ nghiêng không lớn nên dùng phương án bôi trơn cưỡng cacte ướt Sơ đồ cấu tạo: Đồ án Động đốt Hình Sơ đồ cấu tạo hệ thống bôi trơn cưỡng cacte ướt 1-cacte dầu; 2-bơm dầu; 3-van an tồn; 4-que thăm dị; 5-bánh trung gian; 6bình lọc ly tâm; 7-van nhiệt; 8-két làm mát; 9-van ổn áp; 10-trục cam; 11-đồng hồ đo áp suất dầu; 12-trục giàn cần bẩy xupap; 13-đường dầu chính; 14-khoang chứa dầu chốt khuỷu; 15-trục khuỷu; 16-miệng phễu đổ dầu Nguyên lý hoạt động: bơm dầu hút dầu từ cacte để đưa dầu có áp suất tới bình lọc 6, sau qua két làm mát đến đường dầu 13 Từ đường dầu chính, dầu có áp suất vào lỗ khoan thân máy đến bơi trơn cổ ổ đỡ trục cam Từ cổ dầu vào lỗ xiên trục khuỷu đến không gian rỗng 14 chốt khuỷu từ dầu vào bôi trơn bạc đầu to truyền chốt khuỷu Các cặn bẩn lẫn dầu giữ lại mặt thành xa tâm quay không gian 14 nhờ tác dụng ly tâm dầu quay theo trục khuỷu Từ đường dầu cịn có đường dầu dẫn tới trục rỗng 12 giàn cần bẩy xupap, từ dầu bơi trơn bạc cần bẩy, mặt cầu vít điều chỉnh khe hở xupap, sau tự chảy dọc theo đũa đẩy xuống bơi trơn đội vấu cam trục cam Ưu điểm: đảm bảo bơi trơn tốt ổ trục giảm mài mòn tổn thất ma sát, tăng tuổi thọ động Nhược điểm: kết cấu hệ thống phức tạp 1.6 Hệ thống khởi động: Nhiệm vụ: động đốt có hệ thống khởi động riêng biệt truyền cho trục khuỷu động moment với số vịng quay định để khởi động động Đồ án Động đốt Cơ cấu khởi động chủ yếu ôtô khởi động động điện chiều Yêu cầu: Máy khởi động phải quay trục khuỷu động với tốc độ thấp mà động nổ Nhiệt độ làm việc khơng giới hạn cho phép Phải đảm bảo khởi động lại nhiều lần Tỉ số nén từ bánh máy khởi động bánh bánh đà nằm giới hạn cho phép (từ 18) Chiều dài, điện trở dây dẫn nối từ acqui đến máy khởi động phải nằm giới hạn quy định (