THIẾT KẾ HỆ THỐNG HOẶC CƠ CẤU 1 Nhiệm vụ, yêu cầu, sơ đồ nguyên lý Đưa dầu nhờn đi đén bôi trơn các bề mặt ma sát Lọc sạch những tạp chất cặn bã lẫn trong dầu nhờn Tẩy rửa và làm mát các bề mặt ma sát.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG HOẶC CƠ CẤU 3.1 Nhiệm vụ, yêu cầu, sơ đồ nguyên lý - Đưa dầu nhờn đén bôi trơn bề mặt ma sát - Lọc tạp chất cặn bã lẫn dầu nhờn - Tẩy rửa làm mát bề mặt ma sát Trong trình làm việc động cơ, hệ thống bôi tron phải làm việc ổn định, công suất dẫn động bơm phải nhỏ 3.2 Tính tốn thơng số 3.2.1 Tính bơm dầu Việc tính tốn bơm dầu nhằm mục đích xác định thơng số bơm: + Lưu lượng bơm dầu Vb + Các thông số bánh chủ động bị động bơm: mođun, số vòng quay, chiều dày bánh răng, đường kính vịng đỉnh, chân + Áp suất đầu vào, đầu bơm: Pv, Pr + Công suất bơm: Nb Để xác định thơng số, kích bơm dầu bôi trơn,ta phải xác định lưu lượng dầu bôi trơn cần thiết để bôi trơn bề mặt ma sát Vd, từ xác định lưu lượng bơm dầu cần cung cấp Vb Từ lưu lượng bơm ta sử dụng cơng thức tính liên quan để xác định kích thước chi tiết bơm 3.2.1.1 Lượng nhiệt dầu mang Lưu lượng dầu dùng để bôi trơn bề mặt ma sát xác định phương pháp cân nhiệt động theo tài liệu [2], nhiệt lượng dầu nhờn tải phụ thuộc nhiều vào trạng thái nhiệt ổ trục tổng nhiệt lượng nhiên liệu cháy xilanh sinh Qt Theo số liệu thực nghiệm, loại động đốt ngày nay, nhiệt lượng dầu đem Qd thường chiếm khoảng 1,5÷2% tổng nhiệt lượng nhiên liệu cháy xylanh sinh Qt Vì xác định Qd theo cơng thức sau: Qd = (0,015¸0,02) Qt [kcal/h] (3-1), [2] Chọn Qd = 0,02Qt Qt : Lượng nhiệt nhiên liệu cháy sinh trình cháy phụ thuộc vào công suất động Ne hiệu suất động ηe xác định theo phương trình sau: Qt = [kcal/h] (3-2),[2] Với ηe – Hiệu suất có ích động đốt trong: ηe = (0,25 ÷ 0,35), Chọn ηe = 0,3 Suy ra: Qd = =4044,8 [kcal/h] 3.2.1.2 Lượng dầu cần thiết để bôi trơn bề mặt ma sát Lưu lượng dầu cần thiết để bôi trơn bề mặt ma sát phụ thuộc vào nhiệt lượng dầu bôi trơn mang Qd, khối lượng riêng dầu bôi trơn r, tỷ nhiệt dầu Cd, xác định thông qua công thức sau: Vd = Vd = Với: [l/h] (3-3), [2] = 951,71 [l/h] Dt = (10¸15) [0C] : Khoảng chênh nhiệt độ Cd = 0,5 [kcal/kg0C] : Tỷ nhiệt dầu [2] [2] r » 0,85 [kg/l] : Khối lượng riêng dầu [2] 3.2.1.3 Xác định lưu lượng bơm dầu Để đảm bảo cung cấp lượng dầu bôi trơn tới bề mặt ma sát nói bơm dầu cần phải cung cấp lưu lượng Vb’ dầu lớn gấp vài lần Do lưu lượng Vb’ [lít/h] bơm dầu xác định theo cơng thức kinh nghiệm: Vb’= (2÷3,5).Vd (3-4), [2] V’b = Vd =3.951,71=2855,15 [lít/h] = 7,931 [ Lưu lượng dầu bôi trơn bơm cung cấp Vb’ phụ thuộc vào lượng lý thuyết bơm Vb hiệu suất thủy lực bơm theo công thức: Vb’= Vb , Vb xác định : [lít/h] (3-5), [2] Vì ta sử dụng bơm bánh nên bơm có hiệu suất thủy lực là: hQ= 0,7÷0,8 [2] Ta chọn hQ = 0,7 Vậy lưu lượng lý thuyết bơm là: (3-6) 3.2.1.4 Xác định kích thước bơm dầu 4078,78 l/h Gồm thông số: mođun bánh răng: m, số vòng quay bánh chủ động: n, chiều dày bánh răng: b, đường kính vịng trịn lăn: Do, đường kính vịng đỉnh răng: De, chiều cao răng:h, đường kính chân răng: Dc, áp suất đầu rabơm: pr, áp suất đầu vào bơm: Pv, công suất bơm: Nb Sau xác định lưu lượng lý thuyết bơm Vb thơng số tính tốn ta thiết kế cho kích thước bơm nhỏ mà đảm bảo lưu lượng dầu cần thiết cung cấp cho bề mặt ma sát , Vb bơm phụ thuộc vào thông số chi tiết như: mođun, số vòng quay, chiều dày, số bánh chủ động, xác định theo công thức sau: Vb = (3-7), [2] Trong đó: + :Đường kính vịng sở bánh (m) Ta có =mZ + n: số vòng quay bánh chủ động, n = 3750 [vg/ph] + b: chiều dày bánh răng: (m) + h: Chiều cao bánh (m) Với bánh ăn khớp ngồi, bánh bơm dầu h=m Nên ta có: ; + m: Mô đun bánh : m=4,5 (mm) m=0,0045 (m) + Z: Số Z=8 =0,032(m) Xác định kích thước bánh Đường kính vịng trịn lăn: Do1 = = 4,5.8 = 36 [mm] Đường kính vòng đỉnh răng: De1 = m.( +2) = 4,5.(8+2) = 45 [mm] Chiều cao răng: h1 = m = 4,5 = 4,5 [mm] Đường kính chân răng: Dc1 = De1 - 2h1 = 45 – 2.4,5 = 36 [mm] 3.2.1.5.Xác định công suất dẫn động bơm dầu Lưu lượng bơm phụ thuộc nhiều vào công suất bơm, công suất bơm dầu lại thay đổi theo thông số: lưu lượng lý thuyết bơm Vb, áp suất bơm tạo p hiệu suất giới: Công suất dẫn động bơm tính theo cơng thức sau: ; KW (3-9), [2] Trong đó: : hiệu suất giới bơm dầu dầu nhờn xét đến tổn thất ma sát thủy động lấy: Nb= 0,85 0,9, chọn: Nb= 0,85 [2] P: Áp suất bơm tạo ra, p=0,6 Vb= 7,931 Vậy công suất bơm là: Nb =0,522[KW] 3.2.2 Tính lọc dầu 3.2.2.1 Phân tích chọn loại bầu lọc Thiết bị lọc dầu loại động đốt ngày chia làm loại chính: - Bầu lọc khí: dùng phần tử lọc khí, loại dùng - Bầu lọc thấm: bầu lọc thấm dùng rộng rãi, nguyên lý làm việc bầu lọc thấm cụ thể sau: Dầu nhờn có áp suất cao thấm qua khe hở nhỏ( khe hở nhỏ đến 0,1mm) phần tử lọc Do phần tử có đường kính lớn kích thước khe hở bị giữ lại dầu nhờn lọc Bầu lọc thấm thường dùng loại lõi lọc bằng: kim loại, giấy, len dạ, hàng dệt Ưu điểm bầu lọc thấm khả lọc tốt, lọc sạch, sử dụng rộng rãi Nhưng nhược điểm thời gian sử dụng ngắn - Bầu lọc ly tâm: năm gần đây, bầu lọc ly tâm dùng rộng rãi chúng có ưu điểm sau: + Do không dùng lõi lọc nên bảo dưỡng không cần thay phần tử lọc + Tính lọc phụ thuộc vào mức độ cặn bẩn lắng đọng bầu lọc + khả lọc tốt nhiều so với loại lọc thấm dùng lõi lọc - Lọc từ tính: lọc từ tính chủ yếu dùng để lọc mạt sắt dầu nhờn, loại lọc thường dùng nam châm lắp nút dầu đáy cacte,do hiệu cao nên dùng rộng rãi - Lọc hóa chất: loại chủ yếu dùng hóa chất cácbon hoạt tính, phèn chua để hấp thu tạp chất, khơng dùng loại Qua phân tích ưu nhược điểm loại bầu lọc trên, ta chọn bầu lọc toàn phần loại lọc thấm dùng lọc giấy làm nhiệm vụ lọc tinh có nhiều ưu điểm sử dụng thời gian sử dụng ngắn, cần phải thay định kỳ với nguyên lý làm việc sau: Hình – 3: Kết cấu bầu lọc tồn phần 11-Vịng làm kín 12- Đường dầu vào 13- Tấm lọc 14- Vỏ lọc dầu 15- Van an toàn Dầu nhờn qua lỗ (2) vào lọc dầu Khi làm việc bình thường dầu qua lọc để lại cặn bẩn thành lọc theo đường dầu bôi trơn Khi lọc bị tắc nhiều cặn bẩn bám lên dầu xuống phía đẩy van an tồn (5) lên bôi trơn mà không cần lọc 3.2.2.2 Tính tốn bầu lọc Tính tốn bầu lọc dùng lõi giấy khó thường khơng xác định xác khả thông qua bầu lọc Khi thiết kế ta tham khảo bầu lọc động có cơng suất tương đương Căn vào dung tích cơng tác động 3.5l nên ta chọn bầu lọc có kích thước sau: Đường kính lõi lọc: 116 (mm) Chiều cao lõi lọc: 126 (mm) 3.2.3 Tính lượng dầu chứa các-te Lưu lượng dầu các-te Vct xác định theo cơng thức kinh nghiệm sau: Đối với động xăng : Vct = (0,06¸0,12)Ne [l] Chọn Vct = 0,08.Ne = 0,08.96 = 7,68 [l] Vậy lượng dầu chứa các-te 7,68 [l] Vẽ trục bơm dầu (3-13), [2]