Đồ án thiết kế động cơ đốt trong xây dựng đồ thị công, động học và động lực học động cơ dmv6 0113

Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) LỜI NĨI ĐẦU Ơ tơ ngà y cà ng đượ c dù ng rộ ng rã i nướ c ta mộ t phương tiện lạ i cá nhâ n cũ ng vậ n chuyển hà nh ch , hàng hoá rấ t phổ biến Sự gia tă ng nhanh chó ng số lượ ng ô tô xã hộ i , đặ c biệt cá c loạ i ô tô đờ i mớ i kéo theo nhu cầ u đà o tạ o rấ t lớ n nguồ n nhâ n lự c phụ c vụ ngà nh cô ng nghiệp ô tô nhấ t linh vự c thiết kế Sau họ c xong giá o trình ‘ độ ng đố t ’ ng em đượ c tổ mô n giao nhiệm vụ m đồ n mô n họ c Vì bướ c đầ u m quen vớ i ng việc tính tố n , thiết kế ô tô nên khô ng trá nh khỏ i nhữ ng bỡ ngỡ vướ ng mắ c.Nhưng vớ i quan tâ m , độ ng viên , giú p đỡ , hướ ng dẫ n tậ n tình củ a thầ y giá o hướ ng dẫ n , cù ng giá o viên giả ng y cá c thầ y giá o khoa nên ng em cố gắ ng hết sứ c để hoà n nh đồ n thờ i gian đượ c giao Qua đồ n nà y giú p sinh viên ng em nắ m đượ c cá c lự c tá c dụ ng , cô ng suấ t củ a độ ng điều kiện đả m bả o bền củ a i nhó m chi tiết tơ , má y kéo Vì rấ t thiết thự c vớ i sinh viên nghà nh cô ng nghệ kỹ thuậ t ô tô Tuy nhiên trình thự c dù cố gắ ng rấ t nhiều khô ng trá nh khỏ i nhữ ng thiếu só t Vì vậ y ng em rấ t mong nhậ n đượ c quan tâ m ng gó p ý kiến củ a cá c thầ y , incá c bạ n để em hồ n thiện đồ n củ a tố t cũ ng qua rú t đượ c nhữ ng kinh nghiệm quý giá cho bả n thâ n nhằ m phụ c vụ tố t cho trình họ c tậ p cô ng tá c sau Em xin chân thành cảm ơn ! Đà Nẵng, Ngày 28 tháng năm 2017 Sinh viên thực Võ Ngọc Lam SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) Phần 1: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ DMV6-0113 1.1 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG 1.1.1 Các sớ liệu ban đầu THƠ NG SỚ KỸ TḤ T KÝ HIỆ U GIÁ TRỊ Nhiên liệu Gasoline Số xilanh/ Số kỳ/ Cá ch bố trí 6/ 4/ V- i/ τ Type Thứ tự là m việc 1-5-2-4-6-3 Tỷ sớ nén ε 10,8 D×S 94×82 Ne/ n 142.0/4800 Tham số kết cấ u λ 0.25 Á p suấ t cự c đạ i (MN/m2) Pz 4,5 mpt 1,0 mtt 1,2  φ s 10 α1 α2 42 α3 46 α4 Đườ ng kính × hà nh trình piston (mm×mm) Cơ ng ś t cự c đạ i/ Sớ vò ng quay (Kw/vg/ph) Khố i lượ ng nhó m piston (kg) Khố i lượ ng nhó m truyền Gó c phun sớ m (kg) (độ ) Gó c phâ n phố i khí (độ ) Hệ thố ng nhiên liệu EFI Hệ thố ng bô i trơn Cưỡ ng bứ c cá cte ướ t Cưỡ ng bứ c sử dụ ng mô i Hệ thố ng là m má t chấ t lỏ ng Hệ thố ng nạ p Khô ng tă ng p Hệ thố ng phâ n phố i khí 24 valve, DOHC SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) 1.1.2.Các thông số tính toán Để xâ y dự ng đồ thị cô ng ta phả i tính toá n cá c thô ng số sau: Xá c định tố c độ trung bình củ a độ ng : C m= S n 0.082 × 4800 = =13,12¿ 30 30 Trong đó : S [m]là hành trình dịch chuyển củ a piston xilanh, n [vị ng/phú t] tố c độ quay củ a độ ng Vì Cm ≥ m/s: độ ng tớ c đợ cao hay cị n gọ i là độ ng cao tố c Chọ n trướ c: n1=1,32 ÷ 1,39; n2 = 1,25 ÷ 1,29 Chọ n số nén đa biến trung bình n1= 1,32, số giã n nở đa biến trung bình n2= 1,27 Á p suấ t cuố i kỳ nạ p: Đố i vớ i độ ng kỳ khô ng tă ng á p ta có : pa=(0,8÷0,9)pk Chọ n pa = 0,9pk = 0,09 [MN/m2] Đố i vớ i độ ng khô ng tă ng á p, có thể coi gầ n đú ng pk =po =0,1MN/m2 Á p suấ t cuố i kỳ nén: pc = pa.n1 = 0,09×9,61,35 = 1,782 [MN/m2] Vì là đợ ng xă ng nên chọ n ρ = Á p suấ t cuố i quá trình giả n nở : PZ  Pb = n2  PZ 5,8 4,5  =0,255 1,27  n2  16,5 1,225 9,6 ( )     1,4  = [MN/m2] ( ) 2 Thể tích ng tá c: V ℎ =s × π × D 0.082× π ×0.94 = =0,5688[dm ] 4 Thể tích buồ ng chá y: V c = V ℎ 0,5688 = =0,0661[dm ] ε −1 9,6 −1 Thể tích là m việc: V a =V c + V ℎ=0,6349 [dm3 ] Vậ n tớ c gó c củ a trụ c khuỷu ω= π ×n π ×4800 = =502,4[rad /s ] 30 30 Á p suấ t khí só t: Chọ n p th=1.04×pk=1,04×0.1= 0,104 [MN/m2] Vì độ ng cao tố c nên có : pr = (1,05 - 1,10)pth Chọ n pr = 1,1×pth = 1,1×0,104= 0,114 [MN/m2] 1.1.3.Các thông số chọn  Á p suấ t khí nạ p: pk = 0,1 [MN/m2] SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417)  Chọ n n1= 1,32, n2= 1,27  Tỷ số giả n nở sớ m ρ = 1.1.4.Xây dựng đồ thị công Để xâ y dự ng đồ thị cô ng ta cầ n phả i:  Biểu diễn thể tích buồ ng chá y: Vcbd = 10, 15, 20 mm Chọ n Vcbd =20[mm] Tỉ lệ xích biểu diễn thể tích là : Vc = V Vc =0,00331[dm3/mm] V cbd 0.5688 ℎ  Giá trị biểu diễn củ a V ℎbd = µ = 0,00331 =172[mm] V c  Biểu diễn p suấ t cự c đạ i: pzbd = 160-220mm Chọ n pzbd = 200 [mm] Pz Tỉ lệ xích biểu diễn á p suấ t là : p = P zbd ¿ 4.5 =0,023 200 [ MN m mm ]  Vớ i vò ng trò n Brick ta có đườ ng kính AB có giá trị biểu diễn bằ ng giá trị biểu diễn củ a Vh, tứ c là AB = Vh [mm] Tỉ lệ xích củ a biểu đồ Brick là : µS = V λ.R S ℎbd = [ ] 0.082 m =0,000476 172 mm 0,25.0,041 ' Vậ y giá trị biểu diễn là :OO bd= µ = 2.0,000476 =10.76 [ mm ] S 1.1.4.1.Xây dựng đường nén Ta có phương trình đườ ng nén là : p.Vn1 = cosnt => pc.Vcn1 = pnx.Vnxn1 ( ) Rú t ta có : pnx = pc V c n1 V nx V nx pnx = pc n i1 Đặ t: i = V c , ta có : Trong : pnx Vnx p suấ t thể tích tạ i mộ t điểm bấ t kỳ đườ ng nén, i tỉ số nén tứ c thờ i Để dễ vẽ ta tiến hà nh chia Vh nh  khoả ng, 1;1,5;2;2,5;3; ;10;10,8 SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a n i = Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) 1.1.4.2.Xây dựng đường giản nở Ta lạ i có phương trình đa biến củ a quá trình giã n nở là : n P V =const Gọ i Pgnx, Vgnx p suấ t thể tích biến thiên theo trình giã n nở củ a độ ng Ta có : pz.Vcn2 = pgnx.Vgnxn2 n n 2  Pgnx V gnx =P Z V Z (vớ i VZ = .VC =Vc) ⇔ PZ Pgnx = Đặ t = ( ) n2 PZ ( ) ( ) V gnx ⇔ Pgnx= VZ PZ V gnx n2 VZ i= V gnx ρ V C V gnx V C , ta có : n2 Pgnx = PZ ρ i n2 n21 (1.4) Để dễ vẽ ta tiến hà nh chia Vh nh  khoả ng , i = 1; 1,5 ;2 ;2,5 ;3 ;3,5 ; … ;10 ;10,8 1.1.4.3.Xác định các điểm đặc biệt và bảng giá trị đồ thị công  Điểm bắ t đầ u quá trình nạ p: r(Vc,pr) Vc-thể tích buồ ng chá y Vc=0,066[dm3] pr-á p suấ t khí só t, chọ n pr=0,114 [MN/m2] Vậ y: r(0,066 ;0,114) rbd(20;5,084)  Điểm bắ t đầ u quá trình nén: a(Va ;pa) Vớ i Va=ε.Vc=0,635[dm3], pa=0,09 [MN/m2] Vậ y điểm a(0,6381; 0,09), abd(192;4)  Điểm: b(Va;pb) Vớ i pb: p suấ t cuố i trình giã n nở pb= 0,255 [MN/m2] Vậ y điểm b(0,635; 0,255), bbd(192;11.31)  Điểm c(Vc;pc) Vớ i pc = 1,782 [MN/m2] Vậ y điểm c(0,066; 1,782), cbd(20;79,2)  Điểm y(Vc; 0,85pz) = ( 0,066; 3,825), ybd(20;170) SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417)  Điểm z(Vc; pz) = (0,066; 4,5), zbd(20;200) V i 0.066 0.066 0.132 0.198 0.264 0.331 0.397 0.463 0.529 0.595 0.661 1 10 i^n1 1.000 1.000 2.497 4.264 6.233 8.368 10.645 13.048 15.562 18.180 20.893 Đường nén 1/i^n1 pn=pc/i^n1 1.000 1.782 1.000 1.782 0.401 0.714 0.235 0.418 0.160 0.286 0.119 0.213 0.094 0.167 0.077 0.137 0.064 0.115 0.055 0.098 0.048 0.085 i^n2 1.000 1.000 2.412 4.036 5.816 7.721 9.733 11.838 14.026 16.289 18.621 Đường giãn nở 1/i^n2 pgn=pz*ρ^n2/i^n2 1.000 4.500 1.000 4.500 0.415 1.866 0.248 1.115 0.172 0.774 0.130 0.583 0.103 0.462 0.084 0.380 0.071 0.321 0.061 0.276 0.054 0.242 Bả ng 1.1.4.3: Giá trị biểu diễn củ a đồ thị cô ng 1.1.4.4.Vẽ đồ thị Để vẽ đồ thị cô ng ta thự c theo cá c bướ c sau: + Chọ n tỉ lệ xích + Vẽ hệ trụ c tọ a độ : trụ c hồ nh biểu diễn thể tích xilanh, trụ c tung biểu diễn p suấ t khí thể + Từ cá c số liệu cho ta xá c định đượ c cá c tọ a độ điểm hệ trụ c tọ a độ Nố i cá c tọ a độ điểm bằ ng cá c đườ ng cong thích hợ p đượ c đườ ng cong nén đườ ng cong giã n nở + Vẽ đườ ng biểu diễn trình nạ p trình thả i bằ ng hai đườ ng thẳ ng song song vớ i trụ c hoà nh qua hai điểm Pa Pr Ta có đượ c đồ thị cô ng lý thuyết + Hiệu chỉnh đồ thị ng: - Vẽ đồ thị brick phía đồ thị ng Lấ y bá n kính cung trị n R bằ ng ½ khoả ng cá ch từ Va đến Vc (R=S/2) - Tỉ lệ xích đồ thị brick đã tính toá n ở - Lấ y phía phả i điểm O’ mộ t khoả ng : OO’ - Dù ng đồ thị Brick để xá c định cá c điểm:  Điểm mở sớ m củ a xu pá p nạ p : r’ xá c định từ Brick ứ ng vớ i α1=40  Điểm ng muộ n củ a xupá p thả i : r’’ xá c định từ Brick ứ ng vớ i α4=40  Điểm ng muộ n củ a xupá p nạ p : a’ xá c định từ Brick ứ ng vớ i α2=420  Điểm mở sớ m củ a xupá p thả i : b’ xá c định từ Brick ứ ng vớ i α3=460 SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417)  Điểm phun sớ m : c’ xá c định từ Brick ứ ng vớ i  φ s=100  Điểm y (Vc, 0,85Pz)= y(0,066;3,825)  Điểm p suấ t cự c đạ i lý thuyết: z (Vc, Pz)= z(0,066;4,5) - Á p suấ t cuố i trình nén thự c tế pc’’ Á p suấ t cuố i trình nén thự c tế thườ ng lớ n p suấ t cuố i trình nén lý thuyết đá nh lử a sớ m pc’’ = pc + ( py -pc ) pc’’ = 1.782 + ( 3,825 – 1,782 ) =2,463 [MN/m2] Nố i cá c điểm c’, c’’, z’ lạ i nh đườ ng cong liên tụ c dính o đườ ng giã n nở - Á p suấ t cuố i trình giã n nở thự c tế pb’’: Á p suấ t cuố i trình giã n nở thự c tế thườ ng thấ p p suấ t cuố i trình giã n nở lý thuyết mở sớ m xupap thả i Pb’’ = pr + ( pb - pr ) Pb’’ = 0,114 + ( 0,225 - 0,114 ) = 0,184 [MN/m2] Nố i cá c điểm b’, b’’ tiếp dính vớ i đườ ng thả i prx - Nố i điểm r vớ i r’’, r’’ xá c định từ đồ thị Brick bằ ng cá ch gió ng đườ ng song song vớ i trụ c tung ứ ng vớ i gó c độ đồ thi Brick cắ t đườ ng nạ p pax tạ i r’’ Sau hiệu chỉnh ta nố i cá c điểm lạ i đượ c đồ thị cô ng thự c tế + Sau có cá c điểm đặ c biệt tiến hà nh vẽ đườ ng thả i đườ ng nạ p , tiến hà nh hiệu chỉnh bo trò n hai điểm z’’ b’’.Ý nghĩa củ a đồ thị cô ng: Biểu thị mố i quan hệ giữ a p suấ t thể tích m việc củ a xylanh độ ng ứ ng vớ i mỗ i vị trí củ a piston Cho ta thấ y đượ c cá c trình nạ p, nén, chá y giả n nở thả i xảy nà o Đồ ng thờ i că n để xá c định cá c đồ thị: P kt -α, P1-α, T, N, Z Do đồ thị ng có ý nghĩa quan trọ ng tiên quyết, ả nh hưở ng đến tính đú ng đắ n củ a tồ n q trình tính tố n thiết kế độ ng 1.2 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) 1.2.1 Xây dựng đồ thị động học 1.2.1.1 Đồ thị chuyển vị S = f(α) Để xâ y dự ng đồ thị chuyển vị ta sử dụ ng phương phá p đồ thị Brick  A x o R S=2R C   B M o x=f() o' D S Đầ u tiên ta chọ n tỉ lệ xích: µS = S V ℎbd = [ ] 0.082 mm ; μα = [độ /mm] =0,000476 172 mm Vẽ đồ thị Brick có nử a đườ ng trị n tâ m O bá n kính R = S/2 Lấy bá n kính R bằ ng ½ khoả ng cá ch từ Va đến Vc Lấ y phía phả i điểm O’ tứ c về phía ĐCD mộ t khoả ng ' OO bd= λ R 0.25.0,041 = =10,76 [ mm ] µS 2.0,000476 Từ O vẽ OB ứ ng vớ i cá c gó c 100, 200, 300 1800 Từ O’ kẻ đoạ n O’M song song vớ i đườ ng tâ m má khuỷu OB , hạ MC thẳ ng gó c vớ i AD Theo Brick đoạ n AC = x Điểm A ứ ng vớ i ĐCT vở i α=00, điểm D ứ ng vớ i ĐCD vớ i α=1800 Cứ thế từ tâ m O’ củ a đồ thị Brick kẻ cá c tia ứ ng vớ i 10 ; 200…1800 Đồ ng thờ i đá nh số thứ tự từ trá i qua phả i 0,1,2…18 Chọ n hệ trụ c tọ a độ vớ i trụ c tung biểu diễn gó c quay trụ c khuỷu, trụ c hoà nh biểu diễn khoả ng dịch chuyển củ a piston Gió ng cá c điểm ứ ng vớ i 100; 200…1800 chia cung trò n đồ thị brick xuố ng cắ t cá c đườ ng kẻ từ điểm 100; 200…1800 tương ứ ng trụ c tung củ a đồ thị x=f(α) để xá c định chuyển vị tương ứ ng SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) Nố i cá c giao điểm ta có đồ thị biểu diễn hà nh trình củ a piston S = f(α)  Ý nghĩa đồ thị chuyển vị S = f(α): qua đồ thị thể đượ c dịch chuyển củ a piston theo gó c quay củ a trụ c ứ ng vớ i khuỷu tương mỗ i giá trị củ a gó c quay ta có hà nh trình tương ứ ng củ a trụ c khuỷu 1.2.1.2 Đồ thị vận tốc V(α) Chọ n tỷ lệ xích: V = S.= 0,000476×502,4 = 0,293142 [m/s.mm] Vẽ nử a đườ ng trò n tâ m O bá n kính R1 vớ i: R1 = R ω.=0,041.502,4 = 20,598 [m/s] Giá trị biểu diễn: R1 bd= R1 20,598 = =86 [ mm ] µV 0,293142 Vẽ đườ ng trò n tâ m O bá n kính R2 vớ i: R2 bd =R ω λ 502,4.0,25 =0,041 =10,76 [ mm ] µV 2.0,293124 Chia nử a vò ng trò n tâ m O bá n kính R1 nh 18 phầ n bằ ng đá nh số thứ tự 0,1,2 …18 Chia vò ng trò n tâ m O bá n kính R2 nh 18 phầ n bằ ng đá nh số thứ tự 0’, 1’, 2’…18’ theo chiều ngượ c lạ i Từ cá c điểm 0;1;2… kẻ cá c đườ ng thẳ ng gó c vớ i AB cắ t cá c đườ ng song song vớ i AB kẻ từ cá c điểm 0’, 1’, 2’…tạ i cá c điểm o, a, b, c Nố i cá c giao điểm lạ i ta có đườ ng cong giớ i hạ n vậ n tố c củ a piston Khoả ng cá ch từ đườ ng cong nà y đến nử a đườ ng trò n biểu diễn trị số tố c độ củ a piston ứ ng vớ i cá c gó c α Để khả o sá t mố i quan hệ giữ a hà nh trình piston vậ n tố c củ a piston ta đặ t ng cù ng chung hệ trụ c toạ độ Trên đồ thị chuyển vị S = f(α) lấ y trụ c OV bên phả i đồ thị trù ng vớ i trụ c Oα, trụ c ngang biểu diễn hà nh trình củ a piston Từ cá c điểm 00, 100, 200, ,1800 đồ thị Brick ta gió ng xuố ng cá c đườ ng cắ t đườ ng OS tạ i cá c diểm 0, 1, 2, ,18 Từ cá c điểm ta đặ t cá c đoạ n tương ứ ng từ đồ thị vậ n tố c, nố i cá c điểm củ a đầ u cò n lạ i củ a cá c đoạ n ta có đườ ng biểu diễn v = f(x) SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) V[m/s] V [ α] S [ α] 180 0 S[mm] c b d e a A 2' 3' 4' 5' 6' 7' 1' 0' 8' 9' 17' 10' 16' 15' 14' 13' 12' B f g h 11' 18 l k 17 16 15 14 13 10 11 12 Hình 1.2.1.2- Đồ thị vậ n tố c V (α)  Ý nghĩa củ a đồ thị vậ n tố c V(α): cho ta thấ y mố i qua hệ giữ a vậ n tố c piston ứ ng vớ i mỗ i gó c quay củ a trụ c khuỷu Đồ ng thờ i thể mố i quan hệ giữ hành trình piston vậ n tố c piston 1.2.1.3 Đồ thị gia tốc j = f(x) Để xá c định và vẽ đồ thị gia tố c củ a piston ta sử dụ ng phương phá p đồ thị Tô lê và cụ thể đượ c tiến hà nh sau: Trướ c tiên chọ n hệ trụ c toạ độ Trụ c hoà nh là truc Ox, trụ c tung Oj biểu thị giá trị củ a gia tố c Ta có : Jmax = R2(1+) = 0,041 502,42.(1+0,25) = 12935,795 [m/s2] Jmin = -R2(1-) = -0,041.502,42.(1-0,25) = -7761,477 [m/s2] EF = -3λR2 = -3.0,25.0,041.502,42 = -7761,477 [m/s2] Chọ n giá trị biểu diễn củ a Jmax là Jmaxbd = 100 [mm] Nên có : SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a 10 n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) củ a từ ng xy lanh qua mộ t tấ m đệm cá ch nhiệt đượ c bắ t chặ t o ố ng phâ n phố i xă ng Kết cấu nguyên lý hoạt động vòi phun Khi cuộ n dâ y (4) nhậ n đượ c tín hiệu từ ECU, piston (7) bị kéo lên thắ ng đượ c sứ c că ng củ a lò xo Do van kim piston cù ng mộ t khố i nên van cũ ng bị kéo lên tá ch khỏ i đế van củ a nhiên liệu đượ c phun Hình 3.7: Kết cấu vòi phun nhiên liệu 1:Thân vòi phun ;2:Giắc cắm; 3:Đầu vào; 4:Gioăng chữ O; 5:Cuộn dây; 6:Lò xo; 7:Piston ; 8:Đệm cao su; 9:Van kim Lượ ng phun đượ c điều khiển bằ ng khoả ng thờ i gian phá t tín hiệu củ a ECU Do độ mở củ a van đượ c giữ cố định khoả ng thờ i gian ECU phá t tín hiệu, vậ y lượ ng nhiên liệu phun phụ thuộ c o thờ i gian ECU phá t tín hiệu Mạch điện điều khiển vịi phun: Hiện có loạ i vị i phun, loạ i có điện trở thấ p1,5-3 loạ i có điện trở cao13,8, mạ ch điện củ a hai loạ i vò i phun nà y bả n giố ng Điện p ắ c quy đượ c cung cấ p trự c tiếp đến cá c vò i phun qua khó a điện Cá c vị i phun đượ c mắ t song song SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a 58 n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) Độ ng 4A9 vớ i kiểu phun độ c lậ p nên mỗ i vò i phun củ a có mộ t transitor điều khiển phun Hình 3.8: Sơ đồ mạch điện điều khiển vòi phun động 4A9 1:Ắc quy; 2:Cầu chì dịng cao; 3:Khóa điện; 4:Cầu chì; 5:Vịi phun 3.1.2.6 Hệ thống kiểm sốt nhiên liệu Do yêu cầ u bả o vệ mô i trườ ng ngà y cà ng khắ t khe, xă ng tạ o trong thù ng a xe đạ i khô ng đượ c thả i ngoà i mà đượ c đưa trở lạ i đườ ng nạ p độ ng Hình 3.9: Hệ thống kiểm sốt nhiên liệu động 4A9 1:Bướm ga; 2:Van điện từ; 3:Van chiều; 4:Thùng xăng; 5:Van chân khơng nắp bình xăng; 6:Bộ lọc than hoạt tính SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a 59 n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) Hơi nhiên liệu bố c lên từ bình nhiên liệu, qua van mộ t chiều (3) và o lọ c than hoạ t tính(6) Than hấ p thụ nhiên liệu Lượ ng đượ c hấ p thụ đượ c hú t từ cử a lọ c củ a cổ họ ng gió o xy lanh để đố t chá y độ ng hoạ t độ ng ECU điều khiển dò ng khí bằ ng cá ch điều chỉnh độ mở củ a van điện từ Van châ n khô ng (5) củ a nắ p bình nhiên liệu đượ c mở để hú t khơ ng khí từ bên ngồ i o bình nhiên liệu thù ng có p suấ t châ n khơ ng 3.2 HỆ THỐNG CUNG CẤP KHƠNG KHÍ ĐỘNG CƠ 4A9 3.2.1 Sơ đồ hệ thống cung cấp khơng khí Khơng khí Các xy lanh Lọc khơng khí Cảm biến lưu lượng khí nạp Đường ống nạp Ống góp nạp Cổ họng gió Hình 3.10: Sơ đồ khối hệ thống nạp Hệ thố ng nạ p khí cung cấ p lượ ng khơ ng khí cầ n cho chá y đến cá c xylanh độ ng Khô ng khí qua lọ c gió , sau đến m biến lưu lượ ng khí nạ p, cổ họ ng gió , qua ố ng gó p nạ p cá c đườ ng ố ng rồ i đến cá c xylanh kỳ nạ p 3.2.2 Các phận hệ thống cung cấp khơng khí 3.2.2.1 Lọc khơng khí Lọ c khơ ng khí nhằ m mụ c đích lọ c sạ ch khơ ng khí trướ c khơ ng khí o độ ng Nó có vai trị rấ t quan trọ ng nhằ m m giả m mà i mò n củ a độ ng Trên độ ng 4A9 dù ng kiểu lọ c thấ m, lõ i lọ c bằ ng giấ y Loạ i nà y có ưu điểm giá nh khơ ng cao, dễ chế tạ o Tuy vậ y nhượ c điểm tuổ i thọ thấ p, chu kỳ thay ngắ n 3.2.2.2 Cổ họng gió: Cá c phậ n tạ o nh gồ m: bướ m ga, mô tơ điều khiển bướ m ga, m biến vị trí bướ m ga cá c phậ n c Bướ m ga dù ng để thay đổ i lượ ng khơ ng khí dù ng trình hoạ t độ ng củ a độ ng cơ, m biến vị trí bướ m ga lắ p trụ c củ a bướ m ga nhằ m nhậ n biết độ mở bướ m ga, mô tơ bướ m ga để mở ng bướ m ga, mộ t lò xo hồ i để trả SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a 60 n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) bướ m ga mộ t trí cố định Mơ tơ bướ m ga ứ ng dụ ng mộ t mô tơ điện mộ t chiều (DC) có độ nhạ y tố t tiêu thụ nă ng lượ ng Hình 5.11: Kết cấu cổ họng gió 1:Mơtơ bước; 2:Bướm ga; 3:Các nam châm; 4:Các bánh giảm tốc; 5:IC HALL(cảm biến vị trí bướm ga) Nguyên lý làm việc: ECU độ ng điều khiển độ lớ n hướ ng củ a dị ng điện chạ y đến mơ tơ điều khiển bướ m ga, m quay hay giữ mô tơ, mở hoặ c ng bướ m ga qua mộ t cụ m bá nh ră ng giả m tố c Gó c mở bướ m ga thự c tế đượ c phá t bằ ng mộ t m biến vị trí bướ m ga, thơ ng số đượ c phả n hồ i ECU độ ng Khi dị ng điện khơ ng chạ y qua mơ tơ, lị xo hồ i mở bướ m ga đến vị trí cố định (khoả ng 70) Tuy nhiên, chế độ khô ng tả i bướ m ga đượ c ng lạ i nhỏ so vớ i vị trí cố định Khi ECU độ ng phá t thấ y có hư hỏ ng, bậ t đèn bá o hư hỏ ng đồ ng hồ tá p lô đồ ng thờ i cắ t nguuồ n đến mô tơ, bướ m ga đượ c giữ gó c mở khoả ng 70, xe vẫ n chạ y đến nơi an tồ n 3.2.2.3 Ống góp hút đường ống nạp Ố ng gó p hú t đườ ng ố ng nạ p đượ c chế tạ o bằ ng nhự a nhằ m mụ c đích giả m trọ ng lượ ng truyền nhiệt đến nắ p qui t SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a 61 n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) Hình 3.12: Ống góp hút đường ống nạp 1:Ống góp hút; 2:Đường ống nạp 3.3.HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ X5V6-0417 3.3.1 Nguyên lý chung Hệ thố ng điều khiển phun xă ng điện tử độ ng X4V4-0416 bả n đượ c chia nh ba phậ n chính:  Cá c m biến: có nhiệm vụ nhậ n biết cá c hoạ t độ ng c củ a độ ng phá t cá c tín hiệu gử i đến ECU hay cị n gọ i nhó m tín hiệu o  ECU: có nhiệm vụ xử lý tính tố n cá c thơ ng số đầ u o từ phá t cá c tín hiệu điều khiển đầ u  Cá c cấ u chấ p hà nh: Trự c tiếp điều khiển lự ợ ng phun thô ng qua cá c tín hiệu điều khiển nhậ n đượ c từ ECU SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a 62 n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) 1- Cảm biến lưu lượng khí nạp 2-Cảm biến nhiệt độ khí nạp 3- Cảm biến vị trí bướm ga 4- Cảm biến ơxy ECU Các Vòi phun 5-Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 6- Cảm biến vị trí trục cam 7- Cảm biến vị trí trục khuỷu 8- Cảm biến kích nổ Sơ đồ khối hệ thống phun xăng điện tử Hình 3.12 9- Cảm biến vị trí bàn đạp ga 3.4 TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ CUNG CẤP NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ X5V6-0417 Ở mộ t chế độ m việc xá c định, lượ ng nhiên liệu phun o mộ t xilanh G’nl củ a độ ng phụ thuộ c o lượ ng khí nạ p G’k Việc xá c định G’k thô ng qua m biến lưu lượ ng khí nạ p hoặ c m biến p suấ t đườ ng ố ng nạ p Quá trình điều khiển lượ ng nhiên liệu cung cấ p Gnl thự c chấ t điều khiển thờ i gian phun nhiên liệu tf, bở i vì: G’nl = Qnl.nl.tf (kg/ct) Vớ i: Qnl: Lưu lượ ng xă ng qua vò i phun (m3 /s) nl: Khố i lượ ng riêng củ a xă ng (kg/m3 ); tf: Thờ i gian phun (s) Trong , lưu lượ ng thể tích xă ng Qnl đượ c xá c định theo biểu thứ c: Qnl  Ff vnl (m3 /s) Vớ i Ff: Tiết diện lưu thô ng củ a vò i phun (m2 ); π d.d π 0,0005.0,0005 Ff = = = 1,96.10-7 ( m2 ) Vớ i d : đườ ng kính phun chọ n d = 0,5 (mm) = 0,0005 (m) SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a 63 n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) vnl: Tố c độ xăng qua vò i phun (m/s) Cầ n lưu ý rằ ng tố c độ xă ng qua vò i phun phụ thuộ c o chênh lệch p suấ t xă ng trướ c lỗ phun p suấ t khô ng khí đườ ng nạ p vnl= Vớ i : √ √ ΔP 500000 ρ nl = 730 = 37,0 (m/s) ∆P chọ n = 5bar =500000 (N/m2) nl = 730 (kg/m3) Để đả m bả o tố c độ phun khô ng đổ i, hệ thố ng phun xă ng có trang bị ổ n định p suấ t (∆P = const, kiểu phun đườ ng ố ng nạ p ∆P ≈ 3-5bar), việc xá c định lượ ng nhiên liệu cung cấ p cho độ ng phụ thuộ c o thờ i gian mở củ a kim phun Vậ y : Qnl=37.1,96.10-7 = 7,252.10-6 (m3/s) Như vậ y để tính đượ c lượ ng nhiên liệu cung cấ p cho độ ng ta phả i xá c định hai biến số G’k tf 3.4.1 Xác định lưu lượng khơng khí Mộ t yếu tố quan trọ ng điều khiển phun xă ng xá c định đượ c khố i lượ ng khơ ng khí o xylanh Lượ ng xă ng tương ứ ng đượ c tính tố n để đả m bả o tỉ lệ hị a khí mong muố n Trên thự c tế, ng ta khơ ng thể đo xá c khố i lượ ng khơ ng khí o từ ng xylanh Vì vậ y, điều khiển độ ng phun xăng, ngườ i ta thườ ng dự a lưu lượ ng khố i lượ ng khơ ng khí qua đườ ng ố ng nạ p Lượ ng khô ng khí nạ p ta đo trự c tiếp (loạ i L-EFI), hoặ c xá c định giá n tiếp thô ng qua p suấ t tuyệt đố i khơ ng khí đườ ng ố ng nạ p (loạ i D- EFI) Lượ ng khô ng khí cũ ng đượ c tính tố n trướ c nạ p o EEPROM theo chương trình lậ p trướ c Tỉ lệ hị a khí lự a chọ n 0 : tù y theo kiểu độ ng cơ, chẳ ng hạ n tỉ lệ lý tưở ng 0 Mộ t bả ng giá trị a cá c giá trị 0= f( Pk ,n) cũ ng đưa o EEPROM SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a 64 n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) Tỉ lệ hị a khí thự c tế  : phụ thuộ c o cá c thô ng số nhiệt độ độ ng q trình hâ m ng hoặ c hiệu chỉnh để tă ng đặ c tính độ ng họ c (tă ng tố c, giả m tố c, tả i lớ n, khô ng tả i) Đố i vớ i mộ t thể tích khơ ng khí Vk điều kiện nhiệt độ T p suấ t P, tỷ trọ ng củ a khơ ng khí đượ c xá c định bở i : k mk/Vk (kg/m3 ) Trong : mk khố i lượ ng khơ ng khí củ a thể tích Vk Như vậ y, lưu lượ ng khố i lượ ng khô ng khí Gk’ suy từ lưu lượ ng thể tích Q’ k củ a khơ ng khí: G k’= Qk’.k Trườ ng hợ p dù ng m biến p suấ t tuyệt đố i đườ ng ố ng nạ p kết hợ p vớ i m biến nhiệt độ khí nạ p, má y tính xá c định tỷ trọ ng k theo biểu thứ c: pk To k o po Tk Trong : o tỷ trọ ng củ a khơ ng khí điều kiện p suấ t khí mự c nướ c biển po = 1atm nhiệt độ mô i trườ ng To = 293o K Theo phương trình trạ ng thá i khí lý tưở ng, ta xá c định đượ c o sau: o =po/R.To Ở đâ y: R- hằ ng số chấ t khí đượ c xá c định theo biểu thứ c: R = .8314 = 29.8314 = 287 (J/kg K) Hệ số nạ p tương đố i v tố c độ thấ p đượ c tă ng nhờ cộ ng hưở ng â m đườ ng ố ng nạ p đến mỗ i xy lanh, cá c cộ ng hưở ng xuấ t phá t từ việc ng mở xupap Dạ ng hình họ c củ a ố ng nạ p đượ c thiết kế cho tố c độ thấ p, cho p suấ t cự c đạ i cho cộ ng hưở ng xả y xupap hú t đú ng mở Như vậ y, khơ ng khí o buồ ng đố t tă ng dẫ n đến hệ số nạ p tă ng Tầ n số cộ ng hưở ng thườ ng nằ m giữ a 2000(v/ph) đến 3000(v/ph) Kích thướ c ố ng nạ p cà ng lớ n tầ n số cộ ng hưở ng cà ng thấ p Tầ n số dao độ ng củ a dò ng khí ố ng nạ p : SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a 65 n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) n.i fk  Chọ n: fk=2000 (v/ph)  n=2000.2/4=1000 (v/ph) =16.66 (vg/s) Khi độ ng thự c mộ t chu trình (2 vị ng quay trụ c khuỷu) mỗ i xilanh đượ c nạ p lầ n, gọ i lượ ng khí nạ p o đườ ng nạ p mộ t giâ y Gk đố i vớ i độ ng có i xilanh thự c tố c độ quay trụ c khuỷu n (v/ph), lượ ng khơ ng khí nạ p cho xi lanh mộ t chu trình G’k : G’ k = Gk/(120.i.n) (kg/ct) Gk : xá c định nhờ m biến tính theo kg/s Về lý thuyết G’k cũ ng đượ c tính sau: pk To n G’k = 120 Vh.v o po Tk (kg/s) Vớ i: n=16.66 (vg/s) Chọ n v=0.8 Ta có : o =po/R.To pk To pk 100000  o po Tk = Tk R = 287 298 R=287 (J/kg K) P k=0,1 (MN/m2) = 100000 (kg/m2) T k=298ok Ở đâ y Vh=0.0004 dung tích ng tá c củ a mộ t xi lanh tính bằ ng m3 16,66 100000 Vậ y: G’k= 120 0,0004.0,8 287 298 = 5,2.10-5 (kg/s) 3.4.2 Tính toán thời gian phun Ở mộ t chế độ m việc ổ n định, lượ ng nhiên liệu cung cấ p cho mộ t chu trình (Gnl’) tỉ lệ vớ i lượ ng khí nạ p o độ ng Do lượ ng nhiên liệu cung cấ p cho mỗ i xilanh mộ t chu trình : G’nl=G’k/(Lo.) (kg/ct) Trong : L0: lượ ng khơ ng khí lý thuyết để đố t 1kg nhiên liệu (kg kk/kg nl) SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a 66 n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) Vớ i: Lo=14.95 (kgkk/kgnl) hệ số dư lượ ng khô ng khí củ a chế độ thự c tế tính Chọ n; =0.9  G’nl = G’k/(Lo ) = (5,2.10-5)/(14,95.0,9) = 3,8.10-6 (kg/ct) Do : Thờ i gian phun tf đượ c tính: tf = G’nl/( Qnl.nl) = (3,8.10-6)/(7,252.10-6.730) = 0.00072 (s) Thờ i gian quay mộ t vò ng củ a độ ng : 60 60 tdc = n = 4800 2= 0.03 (s) Vớ i n=4800 (vò ng/ph) số vò ng quay củ a độ ng SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a 67 n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) KẾT LUẬN Qua thá ng m việc tích cự c cộ ng vớ i giú p đỡ tậ n tình củ a thầ y hướ ng dẫ n, Đến đồ n em hoà n nh Đồ n mô n họ c " Thiết kế độ ng đố t trong” Nhằ m mụ c đích tìm hiểu mụ c đích ,ý nghĩa củ a cá c đồ thị cô ng, độ ng họ c độ ng lự c họ c ngoà i cị n tìm hiểu ngun lý m việc cũ ng kết cấ u cá c phậ n củ a cá c hệ thố ng độ ng để có phương n bả o dưỡ ng sử a chữ a nhữ ng hư hỏ ng kịp thờ i Trong lĩnh vự c đề tà i, em trình bà y đượ c cá ch thự c để vẽ cá c đồ thị cô ng độ ng họ c độ ng lự c họ c cá c vấn đề giớ i thiệu tổ ng quan củ a hệ thố ng độ ng tham khả o độ ng mà em thiết kế, nhiệm vụ , phâ n loạ i, yêu cầ u củ a cá c phậ n, chi tiết sử dụ ng hệ thố ng Đặ c biệt nộ i dung trình bà y hệ thố ng thiết kế em khả o sá t tìm hiểu nguyên lý m việc, tính tố n tìm hiểu kết cấ u cũ ng trình bà y cá c kết cấ u củ a hệ thố ng nhiên liệu kèm theo phầ n bả n vẽ cá c cấ u, phậ n củ a hệ thố ng nhiên liệu độ ng thiết kế Trong trình thự c đề tà i này, kiến thứ c lý thuyết thự c tế củ a bả n thâ n đượ c họ c hỏ i thêm nhiều Nhưng điều kiện tà i liệu cũ ng lượ ng kiến thứ c củ a bả n thâ n có phầ n cị n hạ n chế thiếu thố n nên đồ n nà y hồ n nh khơ ng thể trá nh khỏ i nhữ ng thiếu só t Kính mong thầ y, mơ n tham gia gó p ý để đề tà i củ a em đượ c hoà n thiện Mộ t lầ n nữ a em xin m ơn giú p đỡ rấ t nhiệt tình củ a thầ y giá o hướ ng dẫ n Nguyễn Quang Trung cù ng cá c thầ y mơ n cho em hồ n nh đề tà i nà y Em xin châ n nh m ơn SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a 68 n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hồ Tấ n Chuẩ n - Nguyễn Đứ c Phú - Trầ n Vă n Tế - Nguyễn Tấ t Tiến - Phạ m Vă n Tuế Kết cấ u tính tố n độ ng đố t tậ p I, II, III Nhà xuấ t bả n đạ i họ c trung họ c chuyên nghiệ p Hà Nộ i 1977 [2] Nguyễn Tấ t Tiến, Nguyên lý độ ng đố t Nhà xuấ t bả n giá o duc Ngồ i cị n có tham khả o mộ t số tà i liệu: Giá o trình giả ng dạy củ a cá c thầy mô n độ ng đố t – Khoa khí giao thơ ng – Đạ i họ c Bá ch khoa, Đà Nẵ ng mộ t số tà i liệu lấy từ mạ ng internet SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a 69 n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Phần 1: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ DMV6-0113 .2 1.1 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG .2 1.1.1.Các số liệu ban đầu .2 1.1.2.Các thông số tính toán 1.1.3.Các thông số chọn .3 1.1.4.Xây dựng đồ thị công 1.1.4.1.Xây dựng đường nén 1.1.4.2.Xây dựng đường giản nở 1.1.4.3.Xác định các điểm đặc biệt và bảng giá trị đồ thị công 1.1.4.4.Vẽ đồ thị 1.2 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC 1.2.1.Xây dựng đồ thị động học 1.2.1.1.Đồ thị chuyển vị S = f(α) 1.2.1.2.Đồ thị vận tốc V(α) 1.2.1.3.Đồ thị gia tốc j = f(x) .10 1.2.2.Xây dựng đồ thị động lực học 11 1.2.2.1.Đồ thị lực quán tính -Pj=f(x) 12 1.2.2.2 ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN: PKT , PJ , P1 - 13 1.2.2.2.1.Vẽ Pkt -  .13 1.2.2.2.2 Vẽ Pj -  13 1.2.2.2.3 Vẽ P1-  13 1.2.2.2.4 Đồ thị khai triển Pkt , Pj , P1 -  17 1.2.2.3 Đồ thị T,Z,N- α .17 1.2.2.4 Đồ thị ΣT-α 21 1.2.2.5 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 23 1.2.2.6.Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to truyền 24 SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) 1.2.2.7 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu 28 1.2.2.8.Đồ thị khai triển Q(α) .31 PHẦN 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ CHỌN THAM KHẢO 33 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ CHỌN THAM KHẢO 33 2.2 ĐẶC ĐIỂM TỔNG QUÁT ĐỘNG CƠ4A9 .33 2.2.2 Cơ cấu phối khí 37 2.2.3 Hệ thống nhiên liệu 38 2.2.4 Hệ thống kiểm sốt khí xả 39 2.2.5 Hệ thống xả 41 2.2.6 Hệ thống làm mát .41 2.2.7 Hệ thống bôi trơn .42 2.2.8 Hệ thống đánh lửa 42 2.2.9 Hệ thống khởi động 44 2.2.10 Hệ thống nạp 45 PHẦN 3: KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐỘNG CƠ 46 3.1.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống cung cấp xăng 46 3.1.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động phận 47 3.1.2.1 Bơm nhiên liệu: .47 3.1.2.2 Bộ lọc nhiên liệu 49 3.1.2.3 Bộ giảm rung động .49 3.1.2.4 Bộ ổn định áp suất 49 3.1.2.5 Vòi phun xăng điện từ 51 3.1.2.6 Hệ thống kiểm soát nhiên liệu 52 3.2 HỆ THỐNG CUNG CẤP KHƠNG KHÍ ĐỘNG CƠ 4A9 53 3.2.1 Sơ đồ hệ thống cung cấp khơng khí 53 3.2.2 Các phận hệ thống cung cấp khơng khí 54 3.2.2.1 Lọc khơng khí .54 3.2.2.2 Cổ họng gió: 54 3.2.2.3 Ống góp hút đường ống nạp .55 SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a n Đồ n thiết kế độ ng đố t (X5V6-0417) 3.3.HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ X5V6-0417 55 3.3.1 Nguyên lý chung 55 3.4 TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ CUNG CẤP NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ X5V6-0417 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO .62 SVTH : Võ Ngọ c Lam – Lớ p 13c4a n