MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀTÀI
Ý NGHĨA KINH TẾ
Ngày nay, động cơ đốt trong đã phát triển rộng khắp trên mọi lĩnh vực: Giao thông vận tải (đường bộ, đường sắt, đường thuỷ, hàng không ), nông nghiệp, công nghiệp, xây dựng, quốc phòng
Ngoài việc được sử dụng song hành với các loại động cơ nhiệt khác trong một số lĩnh vực, cho đến nay động cơ đốt trong là động lực duy nhất được sử dụng Tổng công suất do động cơ đốt trong tạo ra chiếm khoảng 90% công suất thiết bị động lực do mọi nguồn năng lượng tạo ra (bao gồm: Nhiệt năng, thuỷ năng, năng lượng nguyên tử,năng lượng mặt trời ) Trong đó, động cơ đốt trong loại piston có hiệu suất cao nhất trong các loại động cơ đốt trong, chiếm số lượng lớn nhất và được sử dụng rộng rãi nhất Vì thế, thuật ngữ “động cơ đốt trong” còn có ý dùng ngắn ngọn để chỉ động cơ đốt trong loại piston, ngoài ý chỉ tổng quát về động cơ đốt trong Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, người ta phân ra trong động cơ đốt trong làm nhiều hệ thống như: Hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát, hệ thống nhiên liệu mỗi hệ thống đều có tầm quan trọng nhất định Trong đó, hệ thống bôi trơn là một trong những hệ thống chính của động cơ đốt trong.
Ý NGHĨA VỀ KỸ THUẬT
Trong quá trình học tập các môn học chuyên ngành về động cơ đốt trong, đồ án tốt nghiệp với đề tài khảo sát, mà cụ thể là khảo sát một hệ thống bất kỳ của động cơ đốt trong giúp cho sinh viên biết cách tìm hiểu một trong các hệ thống đó, trên cơ sở khảo sát tương tự sẽ nắm bắt sâu hơn các hệ thống khác của động cơ đốt trong Ngoài ra, việc khảo sát này còn giúp cho sinh viên có thêm kinh nghiệm, biết hướng để đi sâu tìm hiểu một hệ thống bất kỳ trong động cơ đốt trong và thêm nhiều kinh nghiệm sau khi ra trường Do vậy, đề tài khảo sát hệ thống bôi trơn là một trong những đề tài đã nói trên.
KHẢO SÁT ĐỘNG CƠ D6AC
GIỚI THIỆU CHUNG XE HYUNDAI
Động cơ D6AC là một trong những động cơ Diesel hiện đại và được sử dụng rộng rải phổ biến nhất hiện nay Động cơ được lắp trên xe HYUNDAI 19 tấn.
Xe HYUNDAI có công thức lốp 8 x 4 là loại dùng chở hàng hoá sạch (hoa quả, nước ngọt) chủ yếu chạy trong đường thành thị ngoài ra còn dùng chở khách và phương tiện khác Xe có kết cấu cứng vững, độ bền và độ tin cậy cao, đầy đủ tiện nghi cho người sử dụng đảm bảo an toàn, kết cấu và hình dáng bên ngoài và nội thất có tính mỹ thuật tương đối cao Được nhập và sử dụng phổ biến ở việt nam trong những năm tháng gần đây.
Với trình độ kỹ thuật sản xuất tiên tiến của hãng HYUNDAI đã cho ra đời loại động cơ D6AC Xe có động cơ D6AC có hiệu suất cao công suất cực đại 340[PS] (tương ứng ở số vòng quay 2200[vg/ph], Hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn đều được trang bị đầy đủ và tối ưu Với hệ thống làm mát một vòng tuần hoàn kín và hệ thống bôi trơn cưỡng bức.
BẢNG CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ D6AC
2.2.1 Các thông số kỹ thuật của động cơ D6AC.
Có 6 máy piston thẳng hàng :1-5-3-6-2-4
Hành trình piston : 140 mm Đường kính xy lanh : 130 mm
Số vòng quay cực đại : 2200 vòng / phút.
Công suất cực đại : 340/2200 vòng / phút.
Mô men cực đại : 140 kg.m / số vòng quay 1400 vòng / phút.
Khối lượng khô (chưa có dầu bôi trơn, nhiên liệu, nước làm mát): 990 kg
Khối lượng đầy đủ : 1035 kg
Kích thước bao chiều dài : 1338,6 mm
Kích thước bao chiều rộng : 1041,9 mm
Kích thước bao chiều cao : 1171,6 mm Áp suất van an toàn : 12 kg / cm 2
Thông số Giá trị Đơn vị
Số xy lanh 6 xy lanh xếp thẳng hàng
Thứ tự làm việc 1-5-3-6-2-4 Đường kính hành trình 130 x 140 [mm]
Dung tích xy lanh 1858 [cm 3 ]
Kiểu buồng cháy Buồng cháy thống nhất
Góc phun sớm 17 o trước điểm chết trên
- Góc mở sớm xu páp nạp
- Góc đóng muộn xu páp nạp
- Góc mở sớm xu páp thải
- Góc đóng muộn xu páp thải
CƠ CẤU KHUỶU TRỤC – THANH TRUYỀN - PISTON
Trục khuỷu là một trong những chi tiết máy quan trọng nhất, cường độ làm việc lớn nhất của động cơ đốt trong 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 (dẩn động các máy công tác khác) 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 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.Tuổi thọ của khuỷu trục thanh truyền chủ yếu phụ thuộc vào tuổi thọ của trục khuỷu Có sức bền lớn, độ cứng vững lớn, trọng lượng nhỏ và ít mòn, có độ chính xác.
SVTH : Mai thị kim liên –Lớp 24c4 trang 4
Hình 2.1 Kết cấu trục khuỷu động cơ D6AC.
1-Cổ khuỷu; 2- Lỗ dầu bôi trơn; 3-Bánh răng dẫn động các cơ cấu khác; 4- Chốt khuỷu
Không xảy ra hiện tượng giao động Kết cấu trục khuỷu phải đảm bảo tính cân bằng và tính đồng đều, dể chế tạo Đó là nói chung cho động cơ đốt trong còn xe HYUNDAI nói riêng thì có các thành phần như sau, Trục khuỷu của động cơ D6AC được chế tạo gồm một khối liền, vật liệu chế tạo bằng thép các bon có thành phần các bon trung bình như các loại thép 40÷50, các bề mặt gia công đạt độ bóng cao Thứ tự làm việc các xi lanh 1-5-3-6-2-4 Đường kính cổ trục khuỷu: 100 mm.
Thanh truyền là chi tiết nối piston với trục khuỷu hoặc guốc trượt của các piston (trong động cơ tỉnh tải tốc độ thấp) Nó có tác dụng truyền lực tác dụng trên piston xuống trục khuỷu, để làm quay trục khuỷu Khi động cơ làm việc thanh truyền chịu tác dụng của các lực sau Lực khí thể trong xi lanh, lực quán tính chuyển động tịnh tiến của nhóm piston, lực quán tính của thanh truyền Đó là phần nói chung của phần thanh truyền trong động cơ đốt trong còn với động cơ của HYUNDAI nói riêng cụ thể như sau.
Thanh truyền của động cơ D6AC được chế tạo bằng thép các bon và thép hợp kim thép các bon được dùng rất nhiều vì giá thành rẻ dể gia công, đặc biệt gồm có các thành phần như Mn, Ni,Vônphram, Tiết diện của thanh truyền có dạng chữ I, trên đầu to thanh truyền có khoan lỗ dầu để bôi trơn xilanh, bạc đầu to thanh truyền chế tạo hai nữa lắp ghép lại với nhau nắp đầu to thanh truyền lắp với thanh truyền nhờ hai bu lông Đường kính của chốt khuỷu lắp đầu to thanh truyền: 84 mm.
Hình 2.2 Thanh truyền động cơ D6AC.
1- Đầu to thanh truyền; 2- Đầu nhỏ thanh truyền; 3- Thân thanh truyền.
Piston là một chi tiết quan trọng của động cơ đốt trong Trong quá trình làm việc của động cơ, piston chịu lực rất lớn, 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, còn mài mòn là do thiếu dầu bôi trơn mặt ma sát của piston với xilanh khi chịu lực Piston có nhiệm vụ quan trọng như sau: Đảm bảo bao kín buồng cháy, giữ không cho khí cháy trong buồng cháy lọt xuống các te (hộp trục khuỷu) và ngăn không cho dầu nhờn từ hộp trục khuỷu súc lên buồng cháy.
Tiếp nhận lực khí thể và truyền lực ấy 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 hai kỳ, nhóm piston có tác dụng như một van trượt làm nhiệm vụ phối khí (đóng mở lỗ nạp, lỗ quét và lỗ thải)
Từ giới thiệu phần động cơ chung như thế thì ta đã nói ra phần tương tự của động cơ piston xe HYUNDAI như sau. Đầu to thanh truyền Đầu nhỏ thanh truyền Thân thanh truyền
Hình 2.3 Kết cấu piston động cơ D6AC.
1- Xec măng lửa 2- Xec măng khí 3- Xec măng dầu 4- Vòng chặn chốt piston 5- Chốt piston 6- Piston.
Piston của động cơ D6AC được chế tạo bằng hợp kim nhôm Do điều kiện làm việc của piston như trên, nên vật liệu dùng để chế tạo piston có độ bền cao, phải đảm bảo các yêu cầu sau.
Có sức bền lớn ở nhiệt độ cao và khi tải trọng thay đổi, có trọng lượng riêng nhỏ, hệ số giản nở nhỏ, hệ số dẫn nhiệt lớn, chịu mòn tốt trong điều kiện bôi trơn kém và nhiệt độ cao, chống được sự mài mòn hoá học của khí cháy Vật liệu chế tạo piston thường dùng hiện nay là gang và hợp kim nhẹ, thép ít được dùng để chế tạo piston,trên piston được bố trí 1 xec măng lữa 1 xéc măng khí và một xéc măng dầu Đường kính của piston: 130 [mm] Trên piston được khoét rãnh để lắp xéc măng: chiều cao rãnh để lắp xéc măng khí 4 mm, chiều cao để lắp xéc măng dầu là 5 mm.
CƠ CẤU PHỐI KHÍ
Cơ cấu phân phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí Thải sạch khí thải khỏi xilanh và nạp đầy khí hổn hợp hoặc không khí mới vào xilanh để động cơ làm việc liên tục Động cơ đốt trong thường dùng các loại cơ cấu phân phối khí sau đây.
Hinh 2.4 Cơ cấu phân phối khí động cơ D6AC.
1- Trục cam 2- Đũa đẩy 3- Trục cò mổ 4- Cò mổ 5- Lò xo xupap 6- Xupap.
Cơ cấu phân phối khí dùng xupap, van trượt, cơ cấu phân phối khí dùng xupap được dùng rất rộng rải trong động cơ bốn kỳ vì nó kết cấu đơn giản và làm việc rất tốt.
Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt tuy có nhiều ưu điểm như: Có thể bảo đảm tiết diện lưu thông lớn, dể làm mát cơ cẤu phân phối khí, ít tiếng ồn nhưng do kết cấu quá phức tạp, giá thành chế tạo đắt nên cũng rất ít khi dùng Trong một số động cơ hai kỳ nạp thải khí bằng lỗ (quét vòng ), piston của chúng làm nhiệm vụ của van trượt, đóng mở lỗ thải và lỗ nạp, loại động cơ này không có cơ cấu dẫn động van trượt nên vẫn dùng cơ cấu khuỷu trục, thanh truyền dẫn động piston Cơ cấu phân phối khí hổn hợp thường dùng lỗ để nạp và xupap để thải khí Cơ cấu phân phối khí, cẩn bảo đảm các yêu cầu sau: Đóng mở đúng thời gian quy định, độ mở lớn để dòng khí dể lưu thông, đóng kín xupap thải không tự mở trong quá trình nạp, ít mòn, tiếng kêu bé, dể điều chỉnh và sữa chữa, giá thành chế tạo rẽ Cơ cấu phối khí kiểu một trục cam đặt ở thân máy Có đũa đẩy và cò mổ Bộ dẫn động bánh răng truyền chuyển động từ bánh răng, trục khuỷu qua bánh răng trung gian đến bánh răng trục cam.
Khi tháo lắp bánh răng cần chú ý dấu trên các bánh răng phải trùng nhau Trục cam được chế tạo bằng thép bề mặt làm việc của các cam và cổ trục cam đều được tôi
5 cao tần Trục cam có 3 cổ trục lắp thẳng vào lốc máy, đầu trục cam có lắp bánh răng để dẫn động trục cam Xu páp nạp và xu páp thải được dẫn động từ cò mổ, trục cam lại được dẫn động từ trục khuỷu Đường kính của thân xu páp 8 mm Khe hở giữa ống dẫn hướng và thân xu páp 0,08 mm Có turbô tăng áp kiểu hướng kính.
Hình 2.5: Sơ đồ dẫn động cam động cơ D6AC.
1- Dẫn động bơm dầu, 2- Bánh răng dẫn động trục cam, 3- Bánh răng dẫn động bơm nước, 4,8- Bánh răng dẫn động trung gian, 5-Bánh răng trục cân bằng, 6-Dẫn động bơm nhiên liệu, 7- Bánh răng trục khuỷu.
HỆ THỐNG LÀM MÁT
Động cơ D6AC có hệ thống làm mát bằng nước kiểu một vòng kín.
Tuần hoàn cưỡng bức bao gồm: Áo nước xi lanh, nắp máy, két nước, bơm nước, van hằng nhiệt, quạt gió và các đường ống dẫn nước Hệ thống làm mát sử dụng nước nguyên chất có pha chất phụ gia chống gỉ Két làm mát lắp trên phía đầu xe, két làm mát có đường nước vào từ van hằng nhiệt và có đường nước ra đến bơm, trên két nước có các giàn ống dẫn nước gắn cánh tản nhiệt.
Bơm nước kiểu ly tâm được dẫn động bằng dây đai từ trục khuỷu Quạt gió được dẫn động bằng dây đai Van hằng nhiệt đóng khi nhiệt độ nhỏ hơn 87 0 C và bắt đầu mở ở nhiệt độ 98 0 C Quạt nước 320-12A.
Hình 2.6: Sơ đồ khối hệ thống làm mát động cơ D6AC.
1- Két làm mát, 2- Van hằng nhiệt, 3- Đường ống dẫn dầu, 4- Nước về két làm mát,
HỆ THỐNG BÔI TRƠN
Hệ thống bôi trơn động cơ D6AC kiểu cưỡng bức và vung toé dùng để đưa dầu đi bôi trơn các bề mặt ma sát và làm mát các chi tiết: Hệ thống bôi trơn gồm có: Bơm dầu, van an toàn, lọc dầu, các te dầu và đường ống dẫn dầu Dầu từ các te được hút
6 bằng bơm qua bầu lọc vào đường dầu dọc trong thân máy vào trục khuỷu lên trục cam, từ
Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống bôi trơn động cơ D6AC
1- Hộp cácte; 2- Lưới lọc; 3- Bơm dầu; 4- Van an toàn; 5- Bộ làm mát dầu nhờn; 6- Van hằng nhiệt; 7- Lọc dầu; 8- Van an toàn; 9- Trục khuỷu; 10- Ông phun dầu làm mát piston; 11- Piston; 12- Trục cam; 13- Con đội; 14- Dàn mò mổ; 15- Xupap;16- Bánh răng dẫn động trục cam; 17- Tuabin tăng áp; 18- Bơm cao áp.
Bơm dầu (3) hút dầu từ hộp cacte (1) sau khi đã được lọc sơ bộ tại lưới lọc (2) đặt trước cổ hút bơm dầu nhờn trong hộp cacte, đưa dầu đến bộ làm mát dầu bôi trơn
(5) Dầu bôi trơn sau khi được làm mát (nếu nhiệt độ của dầu quá lớn) qua bầu lọc dầu
(7) đi đến các đường dầu chính như sau:
+ Bôi trơn các cổ trục khuỷu, cổ trục đầu to thanh truyền.
+ Ống phun dầu lên phía dưới piston để bôi trơn thành xilanh và làm mát đỉnh piston.
+ Bôi trơn các chi tiết của cơ cấu phân phối khí: Trục cam, con đội, cò mổ, + Bôi trơn tuabin tăng áp.
+ Bôi trơn hệ bánh răng phối khí.
+ Bôi trơn bơm cao áp.
Sau đó dầu bôi trơn từ trục khuỷu, hệ bánh răng phối khí, dầu từ cơ cấu phân phối khí sẽ tự rơi về hộp cacte Còn dầu bôi trơn từ bơm cao áp và tuabin tăng áp sẻ theo các ống dẫn về hộp cacte Trong trường hợp bơm dầu (3) làm việc với áp suất quá cao (có hiện tượng bị tắc đường ống) đề phòng ống dầu bị vỡ, van an toàn (4) mở (áp suất mở van cao hơn 6,0 kg/c m 2 ) dầu bôi trơn sẽ thoát trở về thùng cacte Trong trường hợp bầu lọc (7) bị bẩn, tắc, dầu đi bôi trơn sẽ bị thiếu Để đảm bảo đủ dầu bôi trơn cho hệ thống thì van (8) sẽ mở (khi áp suất lớn hơn 2,5kg/ cm 2 ) cho dầu đi thẳng vào các đường dầu chính Trước bộ làm mát có van (6) khi động cơ mới khởi động, dầu bị lạnh dặc lại thì van (6) đóng đường dầu không cho đi qua bộ làm mát và chạy trực tiếp đến bầu lọc Còn khi động cơ hoạt động, khi nhiệt độ dầu bôi trơn cao hơn
85 0C thì van (6) mở đường dầu qua các đường ống làm mát của bộ làm mát để đi đến bầu lọc.
HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
Hệ thống nhiên liệu của động cơ DIESEL trong động cơ đốt trong có nhiệm vụ như sau: Cung cấp nhiên liệu vào xilanh động cơ đúng lúc theo một quy luật đã định Phun tơi và phân bố đều hơi nhiên liệu trong thể tích buồng cháy Đó là dùng chung cho động cơ đốt trong nói chung Còn với hệ thống nhiên liệu của động cơ D6AC vủa xe HYUNDAI thì được trình bày như sau:
Hệ thống nhiên liệu của động cơ D6AC chứa nhiên liệu dự trữ đảm bảo cho động cơ hoạt động liên tục trong khoảng thời gian quy định, lọc sạch nước và tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu, cung cấp lượng nhiên liệu cần thiết cho mỗi chu trình ứng với chế độ làm việc qui định của động cơ, cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xy lanh theo trình tự làm việc của động cơ và cung cấp vào các xy lanh động cơ đúng lúc theo một quy luật đã định Để đảm bảo được chức năng trên bầu lọc, bơm cung cấp nhiên liệu, thùng chứa phải đảm bảo tốt đóng vai trò quan trọng hơn đó là bơm cao áp phân phối PE.
Hình 2.8 Hệ thống nhiên liệu động cơ D6AC.
1- Kim phun; 2- Đường dầu hồi; 3- Giá kẹp ống nhiên liệu; 4- Ống hồi; 5- Bình dầu hồi; 6- Thùng chứa nhiên liệu; 7- Bầu lọc nhiên liệu; 8- Bộ hạn chế tốc độ; 9- Bơm tay; 10- Trục dẫn động bơm; 11-Van giãm áp; 12- Đường ống chính của nhiên liệu. loại này có đặc điểm:
Mỗi xi lanh có một phần tử bơm nhiên liệu riêng.
Để thay đổi lưu lượng cung cấp cho chu trình thông qua cơ cấu thanh răng để xoay piston.
ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
HỆ THỐNG BÔI TRƠN DÙNG CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
3.2.1 Các phương án bôi trơn trong động cơ đốt trong.
Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý bôi trơn bằng phương pháp vung toé dầu.
1- Bánh lệch tâm; 2- Piston bơm dầu; 3- Thân bơm; 4-Cácte; 5-Điểm tựa; 6- Máng dầu phụ; 7-Thanh truyền có thìa hắt dầu.
3.2.1.1 Bôi trơn bằng phương án vung toé dầu:
Bôi trơn vung toé trong động cơ nằm ngang.
Bôi trơn vung toé trong động cơ đứng.
Bôi trơn vung toé có bơm dầu đơn giản.
Dầu nhờn được chứa trong cacte (4) khi động cơ làm việc nhờ vào thìa múc dầulắp trên đầu to thanh truyền (7) múc hắt tung lên.
Nếu múc dầu trong cacte bố trí cách xa thìa múc thì hệ thống bôi trơn có dùng thêm bơm dầu kết cấu đơn giản để bơm dầu lên máng dầu phụ (6), sau đó dầu nhờn mới được hắt tung lên Cứ mỗi vòng quay của trục khuỷu thìa hắt dầu múc dầu lên một lần Các hạt dầu vung té ra bên trong khoảng không gian của cacte sẽ rơi tự do xuống các 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 khi dầu tung lên. Ưu, nhược điểm:
- Ưu điểm: Kết cấu của hệ thống bôi trơn rất đơn giản, dễ bố trí.
- Nhược diểm: Phương án bôi trơn này rất lạc hậu, không đảm bảo lưu lượng dầu bôi trơn của ổ trục, tuổi thọ dầu giảm nhanh, cường độ dầu bôi trơn không ổn định nên ít dùng.
Hiện nay, phương án này chỉ còn tồn tại trong những động cơ kiểu cũ, công suất nhỏ và tốc độ thấp: Thường dùng trong động cơ một xilanh kiểu xilanh nằm ngang có kết cấu đơn giản như T62, W1105 hoặc một trong vài loại động cơ một xilanh, kiểu đứng kết hợp bôi trơn vung té dầu với bôi trơn bằng cách nhỏ dầu tự động như động cơ Becna, Slavia kiểu cũ
3.2.1.2 Phương án bôi trơn cưỡng bức:
Trong các động cơ đốt trong hiện nay, gần như tất cả đều dùng phương án bôi trơn cưỡng bức, dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn từ nơi chứa dầu, được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định cần thiết, gần như đảm bảo tốt tất cả các yêu cầu về bôi trơn, làm mát và tẩy rửa các bề mặt ma sát ổ trục của hệ thống bôi trơn.
Hệ thống bôi trơn cưỡng bức của động cơ nói chung bao gồm các thiết bị cơ bản sau: Thùng chứa dầu hoặc cácte, bơm dầu, bầu lọc thô, bầu lọc tinh, két làm mát dầu nhờn, các đường ống dẫn dầu, đồng hồ báo áp suất và đồng hồ báo nhiệt độ của dầu nhờn, ngoài ra còn có các van.
Tuỳ theo vị trí chứa dầu nhờn, người ta phân hệ thống bôi trơn cưỡng bức thành hai loại: Hệ thống bôi trơn cácte ướt (dầu chứa trong cácte) và hệ thống bôi trơn cácte khô (dầu chứa trong thùng dầu bên ngoài cácte) Căn cứ vào hình thức lọc, hệ thống bôi trơn cưỡng bức lại phân thành hai loại: Hệ thống bôi trơn dùng lọc thấm và hệ thống bôi trơn dùng lọc ly tâm (toàn phần và không toàn phần) Ta lần lượt khảo sát từng loại như sau:
3.2.1.3 Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte ướt : a Sơ đồ và nguyên lý làm việc.
Dầu nhờn chứa trong cácte được bơm dầu 2 hút qua phao hút dầu 1(vị trí phao hút nằm lơ lững ở mặt thoáng của dầu để hút được dầu sạch và không cho lọt bọt khí), sau đó dầu đi qua lọc thô 3, khi đi qua bầu lọc thô, dầu được lọc sạch sơ bộ các tạp chất cơ học có kích cỡ các hạt lớn, tiếp theo đó dầu nhờn được đẩy vào đường dầu chính 6 để chảy đến các ổ trục khuỷu, ổ trục cam, Đường dầu 5 trong trục khuỷu đưa dầu lên bôi trơn ở chốt, ở đầu to thanh truyền rồi theo đường dầu 8 lên bôi trơn chốt piston. Nếu như không có đường dầu trên thanh truyền thì đầu nhỏ trên thanh truyền phải có lỗ hứng dầu Trên đường dầu chính còn có các đường dầu 13 đưa dầu đi bôi trơn các cơ cấu phối khí Một phần dầu (khoảng 15 ÷ 20% lượng dầu bôi trơn do bơm dầu cung cấp ) đi qua bầu lọc tinh 10 rồi trở về lại cácte Bầu lọc tinh có thể được lắp gần bầu lọc thô hoặc để xa bầu lọc thô, nhưng bao giờ cũng lắp theo mạch rẽ so với bầu lọc thô. Đồng hồ M báo áp suất và đồng hồ T báo nhiệt độ của dầu nhờn.
Khi nhiệt độ của dầu bôi trơn lên cao quá 80 0 C, vì do độ nhớt giảm sút, van điều khiển
C sẽ mở để dầu nhờn đi qua két làm mát dầu nhờn 11 Sau một thời gian làm việc bầu lọc thô có thể bị tắt do quá tải, van an toàn D của bầu lọc thô được dầu nhờn đẩy mở ra, dầu lúc này không thể qua bầu lọc thô mà trực tiếp đi vào đường dầu chính 6 Để đảm bảo áp suất dầu bôi trơn có trị số không đổi trên cả hệ thống, trên hệ thống bôi trơn có lắp van an toàn a.
Ngoài việc bôi trơn các bộ phận trên, để bôi trơn các bề mặt làm việc của xilanh, piston người ta kết hợp tận dụng dầu vung ra khỏi ổ đầu to thanh truyền trong quá trình làm việc ở một số ít động cơ, trên đầu to thanh truyền khoan một lỗ nhỏ để phun dầu về phía trục cam tăng chất lượng bôi trơn cho trục cam và xilanh Ưu- nhược điểm: Ưu điểm: Cung cấp khá đầy đủ dầu bôi trơn cả về số lượng và chất lượng, độ tin cậy làm việc của hệ thống bôi trơn tương đối cao.
Nhược điểm: Do dùng cácte ướt (chứa dầu trong cácte ) nên khi động cơ làm việc ở độ nghiêng lớn, dầu nhờn dồn về một phía khiến phao hút dầu bị hẫng Vì vậy lưu lượng dầu cung cấp sẽ không đảm bảo đúng yêu cầu.
Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte ướt.
1- Phao hút dầu; 2- Bơm dầu nhờn; 3- Lọc thô; 4- Trục khuỷu; 5- Đường dầu lên chốt khuỷu; 6- Đường dầu chính; 7- Ổ trục cam; 8- Đường dầu lên chốt piston; 9- lỗ phun dầu; 10- Bầu lọc tinh; 11- Két làm mát dầu; 12- Thước thăm dầu; 13- Đường dẫn dầu. a- Van an toàn của bơm dầu; b- Van an toàn của lọc thô; c- Van khống chế dầu qua két làm mát; T- Đồng hồ nhiệt độ dầu nhờn; M-Đồng hồ áp suất. b Phạm vi sử dụng:
Hầu hết các loại động cơ đôt trong ngày nay đều dùng phương án bôi trơn cưỡng bức do dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định nên có thể đảm bảo yêu cầu bôi trơn, làm mát và tẩy rửa mặt ma sát của ổ trục Nói chung hệ thống bôi trơn cácte ướt thường dùng trên động cơ ôtô làm việc trong địa hình tương đối bằng phẳng (vì ở loại này khi động cơ làm việc ở độ nghiêng lớn, dầu nhờn dồn về một phía khiến phao hút dầu bị hẫng).
3.2.1.4 Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte khô a Sơ đồ và nguyên lý làm việc:
Chỉ khác bôi trơn cưỡng bức cácte ướt là ở trong hệ thống này có thêm hai bơm hút dầu từ cácte về thùng chứa, sau đó bơm 2 mới chuyển dầu đi bôi trơn Trong hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte ướt, nơi chứa dầu đi bôi trơn là cácte, còn ở đây là thùng chứa dầu Van d thường mở
Trong một số động cơ tĩnh tại và tàu thuỷ, trên hệ thống bôi trơn còn bố trí bơm tay hoặc bơm điện để cung cấp dầu nhờn đến các mặt ma sát và điền đầy các đường ống dẫn trước khi khởi động động cơ Sơ đồ bố trí bơm tay hoặc bơm điện được giới thiệu trên hình (3.4)
Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte khô.
1- Phao hút dầu; 2- Bơm chuyển dầu nhờn; 3- Bầu lọc thô; 11-Két làm mát dầu 14- Thùng chứa dầu; 15-Bơm hút dầu từ cácte về thùng chứa; a- Van an toàn của bơm; b- Van an toàn của bầu lọc thô; d- Van khống chế dầu qua két làm mát ; M- Đồng hồ áp suất; T- Đồng hồ nhiệt độ dầu nhờn. Ưu - nhược điểm: Ưu điểm: Cácte chỉ hứng và chứa dầu tạm thời, còn thùng dầu mới là nơi chứa dầu để đi bôi trơn nên động cơ có thể làm việc ở độ nghiên lớn mà không sợ thiếu dầu, dầu được cung cấp đầy đủ và liên tục.
KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT CỤM CHI TIẾT CHÍNH HTBT
Cách bôi trơn này thực tế không cần hệ thống bôi trơn, thực hiện việc bôi trơn các chi tiết máy rất đơn giản, dễ dàng nhưng do dầu nhờn theo khí hỗn hợp vào buồng cháy nên dễ tạo thành muội than bám trên đỉnh piston, pha càng nhiều dầu nhờn, trong buồng cháy càng nhiều muội than, làm cho piston nhanh nóng, quá nóng, dể xảy ra hiện tượng cháy sớm, kích nổ và đoản mạch do bugi bị bám bụi than.
Ngược lại, pha ít dầu nhờn, bôi trơn kém, ma sát lớn dễ làm cho piston bị bó kẹt trong xilanh.
Phương án này rất đơn giản nhưng lại nhiều nhược điểm Ngày nay, người ta quan tâm nhiều về vấn đề môi trường nên các loại động cơ này ít dùng và hệ thống bôi trơn kiểu này cũng không còn phổ biến Hệ thống bôi trơn của động cơ đốt trong có nhiệm vụ đưa dầu nhờn đến bôi trơn các bề mặt ma sát Lọc sạch các chất cặn bẩn trong dầu nhờn khi dầu nhờn tẩy rửa các bề mặt ma sát này Ngoài ra, dầu cần có tính năng lý - hoá của chúng trong giới hạn cho phép, đảm bảo việc bôi trơn có hiệu quả.
Hệ thống bôi trơn sử dụng trên các loại động cơ đốt trong đều chỉ sử dụng dầu nhờn để làm tiêu hao công suất do ma sát gây ra tại ổ trục Đưa nhiệt lượng do ma sát sinh ra ra ngoài ổ trục, toả vào môi trường xung quanh, nhờ đó làm giảm được lượng mài mòn của các chi tiết máy, bảo vệ các chi tiết máy trong động cơ đốt trong không bị gỉ.
3.3 KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT CỤM CHI TIẾT CHÍNH CỦA HỆ THỐNG BÔI
3.3.1 Thiết bị lọc dầu: Để luôn giữ cho dầu bôi trơn được sạch, đảm bảo cho ổ trục ít bị mài mòn do tạp chất cơ học Trong quá trình làm việc của động cơ, dầu nhờn bị phân huỷ và nhiễm bẩn bởi nhiều tạp chất như:
Mạt kim loại do các mặt ma sát bị mài mòn, nhất là trong thời gian chạy rà động cơ và sau khi động cơ đã làm việc quá chu trình đại tu.
Các tạp chất lẫn trong không khí khi nạp như các bụi và các chất khác Các tạp chất này theo không khí nạp vào xilanh rồi lẫn với dầu nhờn chảy xuống cácte.
Nhiên liệu hoặc dầu nhờn cháy không hoàn toàn tạo thành muội than, bám trên thành xilanh, sau đó rớt xuống cácte.
Các tạp chất hoá học do dầu nhờn bị biến chất, bị ôxy hóa hoặc bị tác dụng của các loại axít sinh ra trong quá trình cháy Để loại bỏ tối đa các loại tạp chất trên mà chủ yếu là các loại tạp chất cơ học, người ta phải lọc sạch dầu bằng các thiết bị lọc dầu nhờn. Đối với loại bầu lọc thô, người ta lắp trực tiếp trên đường dầu thường gần sau bơm dầu Khi lắp như vậy, toàn bộ dầu trước khi đi bôi trơn đều phải qua bầu lọc dầu.
Vì vậy, sức cản của loại lọc dầu này không được quá lớn, độ chênh lệch áp suất trước và sau bầu lọc thường không vượt quá 0.1 MN/m 2 , loại bầu lọc thô chỉ lọc được các cặn bẩn có kích cỡ lớn hơn 0.03mm.
Các loại bầu lọc tinh thường lắp theo mạch rẽ vì sức cản của bầu lọc rất lớn. Lượng dầu phân nhánh qua bầu lọc tinh chiếm khoảng (1520%) lượng dầu do bơm dầu cung cấp Các loại bầu lọc tinh có thể lọc được các loại tạp chất có kích thước rất
Hình 3.5 Bầu lọc thấm có lõi lọc bằng giấy.
1- Giấy lọc; 2- Tấm lọc; 3- Rãnh dẫn dầu; 4- Trục lõi lọc; 5- Lỗ dẫn dầu trên trục 4;
6- Lỗ chứa dầu của lõi lọc. nhỏ đến 0.1m, các chất keo, nước lả và cả các axit lẫn trong dầu nhờn, dầu đi qua lọc tinh thường ngay sau đó là trở về cácte.
Dựa vào kết cấu và nguyên lý làm việc của bầu lọc người ta bố trí thiết bị lọc dầu trên động cơ như sau:
Bầu lọc dầu: Bầu lọc thấm hiện nay sử dụng rất rộng rãi, tuỳ thuộc vào phần tử lọc mà người ta sử dụng làm bầu lọc thô hay lọc tinh Trên động cơ D6AC dùng bầu lọc bằng giấy
Dầu nhờn từ đường dầu chính với áp suất cao đi vào bầu lọc (phần trên) Trong bầu lọc,giấy lọc và khung tấm lọc được xếp xen kẻ nhau, dầu thấm qua giấy lọc và được lọc sạch Dầu sau khi lọc tập trung vào các rãnh 3 (bị ép lõm xuống trên tấm 2), sau đó chảy vào các lỗ chứa dầu 6, theo lỗ 5 trên trục bầu lọc 4 về cácte
Lỗ dẫn dầu trên trục 4 thường rất nhỏ (đường kính 12mm) và thường chỉ có một lỗ. Kết cấu như vậy để đảm bảo sức cản của bầu lọc và an toàn khi các tấm lọc bị rách. Loại bầu lọc này cho dầu qua sau khi lọc rất sạch, chiếm khoảng (1520%) lưu lượng dầu bôi trơn và thường lắp sau cùng trên đường dầu chính. Ưu điểm: Rẻ tiền dễ thay thế bảo dưỡng sữa chữa, lọc được các tạp chất đường kính rất nhỏ từ 12 mm Nhược điểm: Dễ bị hỏng đến kỳ bảo dưỡng chỉ có thể thay thế chứ không dùng lại được.
Trên động cơ đốt trong, bơm dầu nhờn đều là các loại bơm thể tích chuyển dầu bằng áp suất thuỷ tĩnh bơm piston, bơm phiến trượt, bơm bánh răng và bơm trục vít. Mỗi loại bơm đều có đặc điểm kết cấu riêng, do đó ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng cũng khác nhau.
Trên động cơ ôtô, đa số sử dụng bơm bánh răng, bởi kết cấu nhỏ gọn, dễ bố trí trên động cơ, áp suất bơm dầu đảm bảo cung cấp dầu liên tục, đặc biệt là độ tin cậy cao, tuổi thọ dài Ở đây ta khảo sát một số loại bơm điển hình dùng trên động cơ đốt trong.
TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ D6AC
TÍNH TOÁN CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ
4.1.1 Thông số cho trước của động cơ :
Tên thông số Ký hiệu Thứ nguyên Giá trị
Công suất có ích Nc Kw 250
Số vòng quay n Vòng/phút 2200 Đường kính xilanh D mm 130
Góc mở xupáp nạp 1 Độ 10 0
Góc đóng muộn xupáp nạp 2 Đô 46 0
Góc mở xupáp thải 3 Độ 56 0
Góc đóng muộn xupáp thải 4 Đô 10 0
Loại buồng cháy:thống nhất
4.1.2.Thông số chọn của động cơ:
Tên thông số Ký hiệu Thứ nguyên Giá trị
Ap suất khí nạp pk MN/m 2 0,17
Nhiệt độ khí nạp Tk K 300
Hệ số dư lượng không khí
Ap suất cuối kì nạp pa MN/m 2 0,1595
Ap suất khí sót pr MN/m 2 0,11
Nhiệt độ khí sót Tr K 800 Độ sấy nóng khí nạp mới T 30
Hệ số lợi dụng nhiệt tại z z 0,8
Hệ số lợi dụng nhiệt tai b b 0,8
Tỷ số tăng áp suất 1,52
Hệ số quét buồng cháy 2 1
Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt t 2
Hệ số điền đầy đồ thị d 0,9
4.1.3.Tính toán các thông số của chu trình:
1.Tính hệ số khí sót r : m a r t a r r k r p p p p T
3 Tính nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta (K) :
4 Tính sốmol không khí để đốt cháy một kg nhiên liệu M0 (kmolKk/kgnl) :
5 Tính số mol khí nạp mới M1 :
6 Tỷ nhiệt của không khí m C vkk(kJ/kmol.K)
7 Tỷ nhiệt mol của sản phẩm cháy m C // v(kJ/kmol.K) :
8 Tỷ số của hỗn hợp cháy m C / v (kJ/kmol.K): r
Có thể viết dưới dạng :
9 Tính chỉ số nén đa biến trung bình n1 :
Chọn trước n1, thế vào phương trình sau, giải bằng phương mò nghiệm.
Chọn n1= 1,367 khi sai số hai vế nhỏ hơn 0,001 thì lấy giá trị đã chọn.
10 Tính nhiệt độ cuối kỳ nén Tc (K):
11 Tính áp suất cuối kỳ nén pc (MN/m 2 ) : pc= pa. n 1 = 0,1595.15,5 1,367 = 6,7599 (MN/m 2 )
13 Tính số mol sản phẩm cháy M2 (kmol/kgnl):
14 Hệ số đổi phân tử lý thuyết.
15 Hệ số biến đổi phân tử thực tế :
16 Hệ số biến đổi phân tử tại z :
17 Tính hệ số toả nhiệt xz tại z:
18 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn
19 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình môi chất tại z :
20 Nhiệt độ cực đại của chu trình Tz ( 0 K): c c v v r
Ta có phương trình bậc hai :AT z 2 BT z C 0
21 Ap suất cực đại chu trình pz. pz= pc. = 6,7599.1,52 = 10,275 (MN/m 2 )
4.1.3.4 Tính quá trình giãn nở
22 Tỷ số giãn nở sớm :
23 Tỷ số giãn nở sau:
24 Kiểm nghiệm lại trị số n2:= 1,268
Chọn trước n2 = 1,268 theo công thức:
25 Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở Tb ( 0 K) :
26 Ap suất cuối quá trình giãn nở pb (MN/m 2 ):
27 Kiểm lại nhiệt độ khí sót :
4.1.3.5 Các thông số chỉ thị
28 Áp suất chỉ thi trung bình lý thuyết (MN/m 2 ): trong trường hợp động cơ diesel :
29 Áp suất chỉ thi trung bình (MN/m 2 ): pi = p i / a 1 , 542516 0 , 9 = 1,3882653 (MN/m 2 )
30 Hiệu suất chỉ thị động cơ i :
31 Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi (g/kw.h):
4.1.3.6 Các thông số có ích
32 Tổn thất cơ giới pm (MN/m 2 ) :
Theo công thức kinh nghiệm :
33 Áp suất trung bình (MN/m 2 ) : pe = pi - pm = 1,3882653 - 0,1637 = 1,2245653
35 Suất tiêu hao nhiên liệu có ích (g/kw.h): với i≤ 6
37 Thể tích công tác của đông cơ (dm 3 ) :
38 Kiểm nghiệm đường kính xilanh (dm):
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC ĐỘNG LỰC HỌC
(mm 3 ) va = vc+ vh 86407,369 (mm 3 )
4.2.1 Phương pháp xây dựng các đồ thị trong bản vẽ đồ thị động học và động lực học.
4.2.1.1 Xây dựng đồ thị công: a Xây dựng đương cong áp suất trên đường nén:
Phương trình nén đa biến: p.V n1 = const, gọi x là điểm bất kì trên đường nén thì: pc.Vc n1 = pcx.Vcx n1 [5]
Pnx n 1 c i p Áp suất tại một điểm x bất kỳ trên đường nén:
Với: pc = pa. n1 : - Áp suất cuối quá trình nén. pa : - Áp suất đầu quá trình nén. Động cơ tăng áp chọn pa = 0,938 pk pk : Áp suất tăng áp. Động cơ tăng áp pk = 0,17 [MN/m 2 ] pa = 0,938.0,17 = 0,15946 [MN/m 2 ]
: tỷ số nén = 15,5 n1: chỉ số nén đa biến trung bình n1 = 1,367
pc = 0,0927 16.8 1.36 = 4,3 [MN/m 2 ] b Xây dựng đường cong áp suất trên đường giãn nở:
Phương trình giãn nở đa biến: p.V n2 = const, gọi x là điểm bất kì trên đường giãn nở thì: [5] pz.Vz n2 = pgnx.Vcgn n2
Với pz áp suất cực đại pz = 10,275 [MN/m 2 ]
: tỷ số giãn nở sớm = 1,596348 n2 chỉ số giãn nở đa biến trung bình: n2 = 1,268 đặt: i=
Từ công thức (1.1) và (1.2), kết hợp với việt chọn các thể tích Vnx và Vgnx, ta tính được các giá trị áp suất pnx và pgnx trong bảng sau:
Bảng 4.1 Các điểm áp suất trên đường nén và đường giãn nở:
Vẽ hệ trục tọa độ (V,p) Với các tỷ lệ xích:
V c đường nén biểu diễn đường giãn nở biểu diễn mm i n1 1/i n1 p c /i n1 mm i n2 1/i n2 p z (/i) n2 mm v c 128155.314 10.0 1.00 1.000 1.000 6.760 168.998 1.000 1.000 10.275 256.9
V c đường nén biểu diễn đường giãn nở biểu diễn mm i n1 1/i n1 p c /i n1 mm i n2 1/i n2 p z (/i) n2 mm
Nối các điểm trung gian của đường nén và đường giãn nở với các điểm đặc biệt, sẽ được đồ thị công lý thuyết.
Dùng đồ thị Brick xác định các điểm;
- Mở sớm b’ đong muộn r” xupap thải
- Mở sớm r’ đong muộn a” xupap nạp
Hiệu chỉnh đồ thị công; Động cơ Điezen lấy công suất cực đại bằng pz
Xác định các điểm trung gian.
- Trên đoạn cz lấy điểm c” với c”c = 1/3 cy
- Trên đoạn yz lấy điểm z” với yz” = 1/2 yz
- Trên đoạn ab lấy điểm b” với bb” = 1/2 ba
Nối các điểm c’c”z”và đường giãn nở thành đường cong liên tục tại điểm chết trên và điểm chết dưới và tiếp xúc với đường thải, ta sẽ nhận được đồ thị công như đã hiệu chỉnh.
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC
4.3 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC [2]
4.3.1.1 Giải chuyển vị x của pít tông bằng đồ thị Brick ĐỒ THỊ CHUYỂ N VỊ S-
Vẽ nửa cung tròn tâm O, đường kính AB, Bán kính R = S/2 0/2 = 70(mm)
Chọn tỉ lệ xích: s = 0,9655 mm/mm, Bán kính R tương ứng 72,5 mm, Từ O lấy đoạn
OO’ dịch về điểm chết dưới một đoạn; OO’ = R 2 = 72 , 5 2 0 , 27 9 , 78 [ mm ]
Từ O’ kẽ các tia ứng với các 0 0 , 10 0 ,20 0 , ,180 0
Vẽ hệ trục vuông góc S- phía dưới nửa cung tròn Gốc O gióng từ điểm A xuống Trục O biểu diễn giá trị Trục OS song song với AB biểu diễn giá trị s Từ các điểm chia trên nửa vòng tròn đồ thị Brich ta kẽ các đường thẳng song song với trục O, và từ các điểm chia có góc tương ứng trên trục O ta kẽ các đường nằm ngang các đường này sẽ cắt nhau tại các điểm 0,1,2,3,4, ,18 Nối các điểm này lại ta có đường cong biểu diễn độ dịch chuyển S theo .
S = R.[(1-cos ) + 2 ( 1 cos 2 ) ] = 70 [(1-cos ) + 0,135 (1- cos 2 )] (mm)
4.3.1.2 Giải tốc độ v bằng phương pháp đồ thị (V- )
Hinh 4.3 Đường giới hạn vận tốc piston
Vẽ một nửa vòng tròn tâm O bán kính R1 = R. Với = 30 n 3 , 14 30 2200 230 , 383 4 rad/s
Với tỷ lệ v = s = 230,383.0,9655 = 222,43478 mm/mm
Vẽ một vòng tròn tâm O có bán kính r2 = R 2 0 , 27 70 2 230 , 383 2177 , 123 (mm) (r2 tương ứng = 9,787 mm)
Chia một nửa vòng tròn tâm O bán kính R1, và vòng tròn tâm O có bán kính r2 ra 18 phần bằng nhau và có chiều và thứ tự đã định. o
Hình: 4.4 Đồ thị vận tốc v-s
Từ các điểm chia trên nửa vòng tròn ta kẽ các đường thẳng đứng vuông góc với
OA và từ các điểm chia trên vòng tròn nhỏ ta kẽ các đường song song với đường kính
OA những đường này sẽ cắt nhau tại các điểm 0,1’,2’,3’, ,
Nối các điểm này lại ta có đường cong phần giới hạn nửa vòng tròn và đường cong là vận tốc của piston.
Vẽ tọa độ vuông góc V-S lấy đoạn OA =S.Trục Ov song song với trục O, biểu diễn giá trị s.
Từ các điểm chia trên đồ thị Brick ta kẽ các đoạn thẳng trên đồ thị giới hạn vận tốc như 0’0’,1’1’, 2’2’, 3’3’, , trên Hình.4.3 nối các điểm nút lại ta có đường cong biểu diễn vận tốc piston v = f(s).
V = 70.230,383 (sin + 0,135 sin 2) = 12460 (sin + 0,135 sin 2) (mm/s)
4.3.1.3 Giải gia tốc bằng đồ thị tole:
Vẽ hệ trục j-s lấy đoạn AB trên trục os với AB=S = 140 (mm)
Chọn tỉ lệ xích: = 0,9655mm/mm AB tương ứng 145 mm
Tại A về phía trên lấy đoạn AC =jmax = R. 2 (1+) jmax = 70.230,383 2 (1+0,27) = 4718504,825 (mm/s 2 ).= 4718,504825 (m/s 2 )
- Chọn tỷ lệ xích j = 1,4. 2 = 1,4.230,383 2 = 74306,857 (mm/s 2 mm)
Tại B về phía dưới lấy đoạn BD tương ứng jmin = R. 2 (1-) jmin = 70.230,383 2 (1-0,27) = 2712211,125(mm/s 2 ) = 2712,211125 (m/s 2 )
Nối C và D cắt AB tại E
Tại E lấy về phía dưới một đoạn EF tương ứng
Nối Cvới F, F với D Chia hai đoạn CF và FD thành 5 đoạn bằng nhau bởi các điểm; 1,2,3,4 và 1’,2’,3’, 4’.Theo thứ tự và cùng chiều.
Nối các điểm 1với 1’, 2 với 2’, ., 4 với 4’ Từ C ta kẽ đường cong tiếp xúc với các đoạn 11’.22’, , 16 16’.và D ta được đường cong biểu diễn gia tốc của piston j = f(s).
ĐỘNG LỰC HỌC
4.4.1 Đồ thị lực quán tính
Xây dựng hoàn toàn giống đồ thị vận tốc ta chỉ thay giá trị j max, j min và - 3R 2 bằng giá trị Pmax Pmin và -3R 2 m
Khối lượng chuyển động tịnh tiến quy dẫn về nhóm piston m = mnp + m1 mnp : khối lượng nhóm piston m1 : khối lượng thanh truyền quy dẫn về đầu nhỏ thanh truyền. m2 : khối lượng thanh truyền quy dẫn về đầu to thanh truyền. m1 = (0,2750,35).mt m1 = 0,3.4,1 = 1,23 kg m2 = mt - m1 = 4,1 -1,23 = 2,87 kg m = 2,7 + 1,23 = 3,93kg
Với Fp diện tích đỉnh piston
Chọn tỷ lệ j = p = 0,04((MN/m 2 )/mm)
Biểu diễn Pj trên đồ thị theo s
Vẽ hệ trục Pj-s lấy đoạn AB trên trục os với AB = S = 140 (mm) biểu diễn trên cùng đồ thị (P-v).
Chọn tỉ lệ xích: = 0,93 mm/mm AB tương ứng 150 mm
Tại A về phía trên lấy đoạn AC tương ứng -Pjmax = 34,925 mm
Tại B về phía dưới lấy đoạn BD tương ứng -Pjmin = 20,075 mm
Nối C và D cắt AB tại E
Tại E lấy về phía dưới một đoạn EF.
[MN/m 2 ] Tương ứng EF = 22,275 mm
Nối Cvới F, F với D.Chia hai đoạn CF và FD thành 5 đoạn bằng nhau bởi các điểm; 1,
2, 3, 4 và 1’, 2’, 3’, 4’.theo thứ tự và cùng chiều.
Nối các điểm 1với 1’, 2 với 2’, ., 4 với 4’.
Từ C ta kẽ đường cong tiếp xúc với các đoạn 11’, 22’, , 16 16’.và D ta được đường cong biểu diễn gia tốc của piston -P j = f(s).
4.4.2 Khai triển đồ thị p-v thành p kt -
Vẽ hệ trục vuông góc p - trục ngang lấy bằng giá trị p0 trên trục O- ta chia thành 10 0 với tỉ lệ xích = 2 độ/mm
Sử dụng đồ thị Brich để khai triển đồ thị p-v thành pkt -
Từ các điểm chia trên đồ thị Brich gióng các đường thẳng song song vói trục Op và cắt đồ thị công tại các điểm trên đường biểu diễn các quá trình nạp, nén, giãn nở, và thải qua các giao điểm này ta kẽ các đường ngang song song với trục hoành sang hệ trục tọa độ p- từ các điểm chia trên trục O- kẽ các đường thẳng song song với trục Op những đường này cắt các đường nằm ngang tại các điểm ứng các góc chia của đồ thị Brich và phù hợp với các quá trình làm việc của động cơ Nối các điểm lại ta sẽ có đường cong khai triển đồ thị pkt-
4.4.3 Khai triển đồ thị p j -v thành p j -
4.4.4 Cộng đồ thị p kt - và p j - ta được p 1 -.
Hình 4.6 Đồ thị khai triển.
4.4.5 Xây dựng đồ thị lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z, lực ngang N.
Lập bảng tính lực tác dụng lên chốt khuỷu
Bảng 4.2 Giá trị T, Z, N, ứng với các góc .
Trên tọa độ T-, Z-, N- Ta xác định các trị số T, Z, N ở các góc = 10 0 , 20 0 ,
30 0 , ,720 0 Trị số T, Z, N, như đã lập ở Bảng 4.2 ta sẽ được các điểm 0, 1, 2,
3, ,72 Nối các điểm ấy lại ta có đồ thị lực T, Z, N cần xây dựng như Hình 4.7.
4.4.6 Xây dựng đồ thị tổng lực tiếp tuyến T.
Thứ tự làm việc của động cơ 1-5-3-6-2-4 Ta có:
Bảng 4.3 Giá trị T theo trong một chu kỳ:
Dựng hệ trục T - biểu diễn các giá trị trong Bảng 4.3 nối các điểm ta có đồ thị T trong một chu kỳ và biểu diễn cho 720 0 như Hình 4.8.
4.4.7 Xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ở mỗi vị trí của trục khuỷu Sau khi có giá trị này ta có thể tìm vị trí trung bình của phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu cũng như có thể tìm được dể dàng lực lớn nhất và nhỏ nhất Dùng đồ thị phụ tải ta có thể xác định khu vực chịu lực ít nhất để xác định vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn và xác định phụ tải khi tính sức bền ổ trục.
Khi vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu có thể chưa cần xét đến lực quán tính chuyển động quay của khối lượng thanh truyền m2 quy về tâm chốt khuỷu, vì rằng phương và trị số của lực quán tính này không đổi, sau khi vẽ xong ta xét đến Có thể vẽ đồ thị vectơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu như sau:
Vẽ toạ độ T - Z gốc toạ độ O1, chiều dương Z hướng xuống dưới. Đặt các giá trị T - Z đã tính trong Bảng.4.3 trước lên hệ trục T - Z Ứng mỗi cặp cùng góc α, ta có các điểm 0, 1, 2, , 72 Nối các điểm đó lại ta có đường đồ thị vectơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu như Hình 4.9.
1 2 0 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TÁC DỤ NG CHỐ T KHUY ÍU
Hình 4.9 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu.
Dịch gốc tọa độ Trên trục O1Z (phía dương) lấy điểm O, với OO1= PRo (lực quán ly tâm)
4.4.8 Khai triển đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu T-Z thành Q-.
Chọn hệ trục tọa độ Q- trên trục o chọn tỉ lệ = 2 0 /mm chọn các điểm 0,1,
2, 3, , 72 ứng với các góc 0 0 , 10 0 , 20 0 , 30 0 , ,720 0 và trên trục O-Q chọn tỉ lệ Q
Trên các điểm chia của trục O- ta lần lượt đặt các véc tơ tương ứng các góc 0 0 , 10 0 ,
20 0 , 30 0 , ,720 0 nối các điểm đó lại ta được đồ thị Q- như Hình 4.10.
Qtb = 0,04 [MN/m /mm] ĐỒ THỊ KHAI TRIỂ N CỦA VÉC TƠ PHỤ TẢI TÁC DỤ NG LÊN TRÊN CHỐ T KHUỶU
Hình 4.10 Đồ thị khai triển của vecto phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu.
4.4.9 Xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền.
Trên tờ giấy bóng vẽ dạng đầu to thanh truyền hướng xuống dưới Vẽ trục Z-T gốc O trùng với tâm đầu to thanh truyền Chiều dương của trục Z hướng xuống dưới. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TÁC DỤ NG LÊN ĐẦ U
Hình 4.11 Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền.
Vẽ vòng tròn bất kì có tâm là O giao điểm của chiều đương trục OZ với vòng tròn ta ghi o o trrên vòng tròn này ta chia thành các góc có giá trị ( +β) và bắt đầu từ) và bắt đầu từ điểm o 0 theo chiều ngược chiều kim đồng hồ.
Các bước tiến hành trên tờ giấy bóng, sau đó đêm tờ giấy bóng đặc lên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu và trục OZ trùng với tâm thanh truyền Trên tờ giấy bóng hiện lên các số ghi của đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu sau đó ta xoay tờ giấy bóng ngược chiều kim đồng hồ các góc tương ứng (10+ứng = 10 ) lần lược trùng với trục OZ mỗi lần ta đánh lại dấu các điểm ở bên dưới hiện lên tờ giấy bóng Ta nối các điểm này lại ta được đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền.
4.4.10 Xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu.
Dùng phương pháp lập bảng.
Trên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta vẽ vòng tròn bất kỳ và chia vòng tròn đó ra 24 phần bằng nhau và ghi số 0 tại giao điểm vòng tròn và chiều dương trục Z tiếp theo là các điểm 1, 2, 3, , 23.ngược chiều kim đồng hồ.
Từ các điểm này ta kẽ các tia qua tâm O kéo dài các tia này sẽ cắt đồ thị phụ tải tại nhiều điểm trên mỗi tia từ tâm kéo dài ra đồ thị có bao nhiêu điểm cắt thì có bấy nhiêu lực tác dụng lên một điểm nên ta tính hợp lực tại mỗi điểm như sau:
Chọn Q = 1 [MN/m 2 /mm] ta biểu diễn được đồ thị lực tác dụng lên chốt khuỷu Bảng 4.6 Lực tác dụng lên chốt khuỷu.
2 vị trí khoan lỗ dầ u ĐỒ THỊ MÀI MÒN CHỐ T KHUỶU
Hình 4.12 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu.
KHẢO SÁT HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ DIESEL D6AC
BƠM DẦU NHỜN BÔI TRƠN
1- Mặt bích; 2- Bu lông; 3- Thân bơm; 4- Bánh răng trung gian; 5- Bánh răng dẫn động; 6- Cặp bánh răng bơm.
Bơm bánh răng của động cơ D6AC gồm có 2 bánh răng dẫn động theo chiều nhất định, bánh răng củ động được dẩn động bởi bánh răng 5 Bánh răng 4 lắp trên trục bị động khi trục chủ động 5 được trục khuỷu hoặc trục cam dẫn động.
Bánh răng chủ động 5 quay dẫn động bánh răng bị động 4 quay theo chiều ngược lại, dầu nhờn từ đường dầu áp suất thấp được hai bánh răng bơm dầu guồng sang đường dầu áp suất cao. Để tránh hiện tượng chèn dầu giữa các răng của bánh răng 5 và 4 khi ăn khớp trên mặt đầu của nắp bơm dầu có rảnh triệt áp Bơm dầu nhờn là một trong những bộ phận quan trọng nhất của động cơ nó có nhiệm vụ cung cấp liên tục dầu nhờn có áp suất cao đến các mặt ma sát để bôi trơn.
BẦU LỌC DẦU BÔI TRƠN
Hình 5.3 Bầu lọc dầu bôi trơn D6AC.
1- Nắp lọc; 2- Công tắc báo động dầu tràn; 3- Vòng đệm; 4- Phần tử lọc; 5- Lò xo; 6-
Võ bầu lọc; 7- Bu lông tâm; 8- Vòng đệm thẳng.
Bầu lọc thấm ngày nay được sử dung rất rộng rải Bầu lọc được làm việc như sau Khi dầu nhờn có áp suất cao thấm qua các khe hở nhỏ của phần tử lọc do đó các tạp chất có đường kính hạt lớn hơn kích thước khe hở đều bị giữ lại không chui qua phần tử lọc, vì vậy dầu được lọc sạch sau khi lọc sạch các tạp chất lại thì dầu tiếp tục được đẩy lên các đường dầu chính để đi bôi trơn cho các bộ phận khác trong hệ thống.
Bầu lọc thấm có ưu điểm là lọc rất sạch nhưng bên cạnh đó nó có phần nhược điểm là.
VAN AN TOÀN
Van an toàn có nhiệm vụ giữ cho áp suất của bơm không đổi Khi vì một lý do nào đó áp lực trên đường đẩy của bơm tăng lên vượt quá giá trị định mức cho phép lúc đó tổng áp lực tác dụng lên diện tích
1- Bu lông; 2- Lò xo van an toàn; 3-Bu lông điều chỉnh; 4- Cửa thoát; 5- Cửa làm việc; 6- Bi an toàn.
Viên bi 6 lớn hơn lực lò xo 2 lúc đó viên bi 6 được tách khỏi đế van dầu chảy qua khe hở giữa đế van và viên bi về đường hút của bơm Người ta vặn bulông 3 để diều chỉnh áp suất dầu trên đường ra của bơm.
KÉT LÀM MÁT DẦU BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ D6AC
Nguyên lý làm việc: Két làm mát dầu nhờn được đặt trong áo nước của động cơ dầu nhờn được bơm từ bơm qua két làm mát có cánh tản nhiệt bằng đồng nhiệt của dầu nhờn được truyền qua cánh tản nhiệt và truyền cho nước làm mát. Ưu điểm: Của loại này nhiệt độ của nước và dầu xấp xỉ bằng nhau và đảm bảo cho động cơ làm việc tốt Nhiệt độ của nước và dầu khoảng 80 o c, trên két làm mát còn có gắn van an toàn, khi động cơ mới khởi động nhiệt độ dầu nhờn còn thấp nhiệt độ
5 nước cao hơn nhiệt độ dầu nhờn, dầu nhờn nhận nhiệt từ nước để đảm bảo độ nhớt cần thiết.
Nhược điểm: Két làm mát được đặt trong áo nước nên kiểm tra sữa chữa két áo nước
Hình 5.5 Sơ đồ két làm mát dầu nhờn động cơ D6AC
1- Vỏ két làm mát; 2- Nắp két làm mát;3- Cánh tản nhiệt; 4- Van hằng nhiệt; 5- Lò xo van hằng nhiệt; 5- Nắp van hằng nhiệt; A- Đường dầu vào; B- Đường dầu ra; C- Nước làm mát dầu
Thông số kỹ thuật cơ bản:
- Đối với van hằng nhiệt: Nhiệt độ mở van : 85 0 C
Nhiệt độ mở van hoàn toàn : 100 0 C
Hành trình mở van : 8mm
- Đối với bộ phận tản nhiệt: Diện tích tiếp xúc không khí : 0,986 m 2
Nhiệt lượng trao đổi :29000Kcal/h
Như ta đã khảo sát, trong khi động cơ làm việc, nhiệt độ của dầu nhờn sẽ tăng dần lên không ngừng Nguyên nhân chính làm tăng nhiệt độ dầu nhờn là:
Do nhiệm vụ làm mát ổ trục, các bề mặt ma sát, dầu nhờn phải tải nhiệt do ma sát sinh ra đi ra ngoài Dầu nhờn phải trực tiếp tiếp xúc với các chi tiết máy có nhiệt độ cao, nhất là trong khi phun dầu để làm mát đỉnh piston hay làm mát piston- xilanh Để đảm bảo độ nhớt dầu nhờn, đảm bảo khả năng bôi trơn và các đặc tính lý hoá khác, cần phải làm mát dầu nhờn để đảm bảo cho nhiệt độ dầu được ổn định Thông thường người ta làm mát dầu nhờn Két làm mát dầu nhờn được đặt trong áo nước của động cơ Làm mát dầu nhờn bằng nước dựa trên nguyên lý trao đổi nhiệt bằng cách truyền nhiệt.
Khi nhiệt độ dầu còn thấp, dầu bị lạnh đặc lại thi van 3 mở Dầu được bơm lên ống qua cửa A mà không qua bộ làm mát, đi trực tiếp ra cửa B Khi động cơ đã làm việc nhiệt độ dầu lên cao (hơn 85 0 C ) lúc đó do kết cấu của van hằng nhiệt (3) làm bằng vật liệu giãn nở nên thân van sẽ nở ra và đóng van lại cho dầu đi vào các đường ống làm mát của bộ làm mát và sau đó đi ra cửa B.
KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ D6AC
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG BÔI TRƠN
6.1.1 Các thông số cơ bản của ổ trượt hình trụ. p v o' o
Hình 6.1 Vị trí của trục trong ổ trục và sự phân bố của áp suất thuỷ động lực học trong màng dầu. ễứ trượt của phần lớn động cơ đốt trong là ổ trượt hình trụ (ổ đầu tothanh truyền, ổ trục khuỷu, ổ trục cam ). Trong điều kiện lý tưởng bôi trơn ma sát ướt, dưới tác dụng của lực P và sự hình thành chêm dầu, tâm trục lệch đi một đoạn e và áp suất thuỷ động lực học trong màng dầu phân bọ ỳnhổ Hỗnh 6.1.
Trong âọ: Φ1, Φ2 - Góc ứng với điểm bắt đầu chịu tải và điểm kết thúc chịu tải của màng dầu.
∆ = D − d δ -Khe hở bán kính. δ =R −r =∆/2 Ψ - Khe hở tương đối tính trên đơn vị đường kính của ổ trục. ψ = ∆/d = δ/r
2 l/d - Chiều dài tương đối của ổ trục. e - Độ lêch tâm tuyệt đối. χ - Độ lệch tâm tương đối. χ = e/δ
K - Aùp suất trờn ổ trục, tớnh trờn đơn vị diện tớch hỡnh chiếu của diện tích chịu tải của ổ trục
K= P/b.d h min - Chiều dày nhỏ nhất của màng dầu. hmin = - e = - . = (1-). h max - Chiều dày lớn nhất của màng dầu hmax = - e = + . = (1+)
6.1.2 Điều kiện hình thành màng dầu chịu tải.
Khi động cơ chưa làm việc, trục tiếp xúc với ổ trục ở điểm a Hình 6.1 Điểm thấp nhất của ổ trục, lúc này chưa hình thành màng dầu
Vì vậy: Trong giai đoạn đầu tiên khi động cơ bắt đầu làm việc, ma sát giữa trục và ổ trục là ma sát khô Sau đó do bơm dầu hoạt động, dầu được cung cấp mới hình thành ma sát ướt.
Giả sử rằng, trong quá trình làm việc của động cơ, lực
Q tác dụng lên ổ trục có trị số và hướng không đổi (nhưng thực tế phụ tải luôn thay đổi) Khi trục quay, lớp dầu bám trên trục sẽ quay theo với vận tốc bằng vận tốc ngoài của vòng trục Lớp dầu càng xa bề mặt trục vận tốc càng nhỏ, trường vận tốc phân bố như trên Hình 6.1.
Khi lớp dầu bị cuốn vào khe hở hẹp, do tính chất không chịu nén của dầu nhờn nên lớp dầu có xu hướng lưu động dọc trục để thoát ra khỏi khe hở Nhưng nhờ lực ma sát trong của dầu nhờn cản không cho nó lưu động dọc trục Vì vậy khiến áp suất thuỷ động lực học trong lớp dầu càng lớn, càng gần hmin thì nó càng lớn Khi vận tốc cuả trục đạt đến gần một vị trí nào đó, tổng các lực trên phương thẳng đứng của áp suất thuỷ động lực học cân bằng với tải trọng Q và lúc này trục mới bắt đầu được nâng lên và không tiếp xúc với bạc lót nữa Giữa hai bề mặt ma sát sẽ hình thành một lớp ngăn cách không cho chúng tiếp xúc với nhau Ổ trục lúc này làm việc với chế độ bôi trơn ma sát ướt hoàn toàn
Như vậy, điều kiện chủ yếu để hình thành lớp dầu bôi trơn ma sát ướt bằng phương pháp thuỷ động là :
-Giữa hai bề mặt phải có khe hở hình chêm.
-Dầu phải có độ nhớt nhất định và liên tục chảy vào khe hở.
-Vận tốc tương đối giữa hai bề mặt phải có phương, chiều thích hợp và trị số vận tốc đủ lớn để áp suất sinh ra trong lớp dầu đủ khả năng cân bằng với tải trọng ngoài.
6.1.3 Tính kiểm tra màng dầu [4]
Muốn đảm bảo điều kiện bôi trơn ma sát ướt, tức là không để xảy ra hiện tượng tiếp xúc trực tiếp giữa trục và bạc lót ở bất kỳ thời điểm nào trong quá trình làm việc, thì điều kiện cần phải có là: hmin > h th hmin > 0 +t +hd
0 độ nhấp nhô bề mặt ổ trục
1 độ nhấp nhô bề mặt trục
hd sai lệch về hình dáng hmin chiều dày tối thiểu của màng dầu chịu tải hth chiều dày tới hạn của lớp dầu h th = 0 +t +hd
Choün h th = 0,0035 (mm) Để an toàn thì hệ số tin cậy của điều kiện bôi trơn sẽ là:
Trị số sai số hình dáng xác định rất khó khăn vì vậy nên bỏ qua vaì choün
Công thức kinh nghiệm. hmin = k n d C tb
: độ nhớt động học của dầu nhờn khi động cơ làm việc ( N.s/m 2 )
= 9.10 -3 ( N.s/m 2 ) [1] n: số vòng quay của trục (vòng/phút) n = 2200 (voỡng/phuùt) d đường kính ổ trục (chốt khuỷu) [3] d = (0,65 0,72).D
D: đường kính piston dch = 100 (mm) đo
C hệ số đặc trưng hình dáng của trục.
Với l chiều dài ổ trượt. lch = (0,8 1).dch
= 0,04 /91=0,00044 ktb áp suất trung bình trên bề mặt trục ktb = Qtb fdt /ld
Qtb tải trọng trung bình được xác định từ đồ thị phụ tải khai triển phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu.
Qtb = 45,727 (mm ) = 45,727.0,04 = 1,82908 (MN/m 2 ) ktb =1,82908 0,0132 /90 100.10 -6 = 2,68 (MN/m 2 )
Thế Ktb vào hmin = 55 10 2 , 68 9 9 0 , 10 00044 3 2200 2 , 1 0 , 1 0,0439(mm)
Vậy màng dầu bôi trơn thõa mãn.
6.1.4 Kiểm nghiệm nhiệt độ dầu trong ổ trượt:
Theo công thức kinh nghiệm ta có:
:vận tốc góc của trục
= 230,383 (rad/s) f hệ số ma sát ướt f = 0,008
Cdn tỷ nhiệt của dầu nhờn (kcal/kg 0 c)
Choün Cdn = 0,48 (kcal/kg 0 c) v’ = v ’ 1 + v ’ 2 v ’ 1 lượng dầu nhờn chảy qua vùng chịu tải v ’ 1 = .d 2 . (cm 3 /s)
hệ số phụ thuột vào độ lệch tâm tương đối.
Choün = 5,9.10 -6 d đường kính trục (cm) v ’ 1 = .d 2 . = 5,9.10 -6 10 2 230,383 40 = 5,437 (cm 3 /s) v ’ 2 lượng dầu nhờn chảy qua vùng không chịu tải
Pb áp suất bơm dầu
Nhiệt độ dầu nằm trong điều kiện cho phép.
6.1.5 Lưu lượng dầu bôi trơn và lưu lượng của bơm dầu
Qt nhiệt lượng do nhiên liệu cháy trong xylanh sinh ra
e hiệu suất có ích của động cơ đốt trong.
Lượng dầu cần thiết bôi trơn cung cấp cho các mặt ma sát.
Lượng dầu bơm cung cấp:
6.1.6 Tính toán bầu lọc thấm:
Tính toán loại bầu lọc này rất khó vì thường không xác định được tiết diện thông qua một cách chính xác Vì vậy khi thiết kế nên tham khảo kích thước của những loại lọc tinh của động cơ có công suất tương đương Có thể căn cứ vào tổng dung tích công tác của động cơ để lựa chọn sơ bộ kích thước lõi lọc theo số liệu thống kê trong bảng Bảng 6.2 Kích thước lõi lọc
Dung tích công tác (l) Đường kính lõi lọc (mm) Chiều cao lõi lọc
Tính kiểm nghiệm khả năng lọc của bầu lọc thấm theo công thức:
V1 : Lưu lượng dầu qua lọc (l/ph)
F : Diện tích thông qua lý thuyết tính theo công thức
P : Độ chênh áp của bầu lọc
C : Hệ số lưu thông theo số liệu thực nghiệm: Đối với các loại lõi lọc bằng giấy thấm
: Độ nhớt của dầu nhờn tính theo poazơ (p)
6.1.7 Tính toán két làm mát dầu nhờn.
Nhiệt động cơ truyền cho dầu nhờn:
Qd = Cd .Vd.(Tdr - Tdv) (kcalo/h)
Vd lưu lượng dầu tuần hoàn trong động cơ
Tiết diện két làm mát
( m 2 ) kd hệ số truyền nhiệt tổng quát giữa dầu nhờn và môi chất làm mát. kd = 200 (kcalo/ m 2 h 0 c) td nhiệt độ trung bình của dầu trong két td =
T 76,8 0 c tk nhiệt độ môi chất làm mát. tk = 50 0 c
6.1.8 Lượng dầu chứa trong cacte.
MỘT SỐ HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HTBTĐC D6AC
HƯ HỎNG HỆ THỐNG BÔI TRƠN
Hệ thống bôi trơn trong động cơ ôtô máy kéo là loại hệ thống bôi trơn cưỡng bức, với các bộ phận chủ yếu là bơm, bầu lọc thô và tinh, két làm mát dầu.
7.1.1 Các dạng hư hỏng của bơm:
Bơm dầu sử dụng chủ yếu là bơm bánh răng Những hư hỏng của nó chủ yếu là do mòn răng, mòn vỏ bơm, mòn bạc trục bánh răng Hư hỏng do mài mòn bánh răng sẽ làm giảm một phần lưu lượng dầu cung cấp cho hệ thống bôi trơn động cơ, nếu lưu lượng giảm mạnh có thể dẫn đến thiếu dầu gây cháy bạc lót Khi thiếu dầu bôi trơn, một biểu hiện rõ nhất là áp suất dầu (có thể thấy trên đồng hồ báo) sẽ giảm rõ rệt, nếu ma sát của ổ trục tăng cao, nhiệt độ dầu bôi trơn cũng tăng rất mạnh Tuy nhiên áp suất dầu giảm còn do nguyên nhân khe hở giữa bạc và trục quá lớn, hoặc do các sự cố tắc, nứt vở đường dầu trên động cơ gây ra Vì vậy khi sửa chữa hệ thống bôi trơn cần chú ý đến vấn đề này.
7.1.2 Các dạng hư hỏng cua bầu lọc thô, lọc tinh:
Các loại lọc dầu thô và tinh trong quá trình sử dụng thường bị tắc nếu không được thay rửa đúng định kỳ Vì trong quá trình làm việc do bầu lọc làm việc lâu ngày bị rách thủng nên lọc các tạp chất không sạch với những phần tử quá lớn dính vào lọc dẫn đến tắc lọc với bầu lọc giấy thì không thể sử dụng lại khi sửa chữa vì nó được cấu tạo bằng giấy việc tắc lọc tuy không gây ra nguy hiểm cho hệ thống bôi trơn do đã có van an toàn đi tắt qua lọc, song sẽ làm phẩm chất dầu bị kém, gây mài mòn nhiều hơn cho các chi tiết ma sát.
Van an toàn với những chức năng riêng như van mắc song song với bơm dầu để tránh quá áp cho toàn bộ hệ thống bôi trơn, van mắc song song với lọc sẽ cho dầu đi qua khi lọc bị tắc, van mắc song song với két làm mát chỉ cho dầu đi qua két khi nhiệt độ đã đạt đến giá trị quy định cần phải làm mát Giá trị áp suất mở van vậy có ý nghĩa rất quan trọng, vì nếu điều chỉnh sai hoặc do sự cố gây kẹt, gãy lò xo, van sẽ làm các chức năng trên bị ảnh hưởng, thậm chí có thể gây hư hỏng cho động cơ.
7.1.3.Các dạng hư hỏng của két làm mát dầu nhờn:
Những hư hỏng chủ yếu của két làm mát bằng dầu nhờn là: Ống cao su dẫn dầu đi đến két và về các te bị thủng, đường ống trong ruột két bị bẩn, trít, tấm tản nhiệt bị biến dạng chồng vào nhau, bị bụi bẩn lâu ngày dính vào giữa các tấm.
7.2 BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG BÔI TRƠN:
Bảo dưỡng cấp 1: Kiểm tra bằng cách xem xét bên ngoài, độ kín của các thiết bị bôi trơn và ống dẫn dầu, nếu cần thiết phải khắc phục các hư hỏng., Lau sạch các bụi bẩn Kiểm tra mức dầu ở cácte động cơ bằng thước và kiểm tra chất lượng của dầu bằng mắt thường theo kinh nghiệm, nếu thấy dầu bẩn cần thay dầu ở cácte Tiếp tục tháo ốc vặn nắp chụp lấy rời các phần tử lọc ra, cho tất cả vào dầu điêzen rửa sạch và thổi, sau đó tiến hành lắp lại.
Bảo dưỡng cấp 2: Sử dụng bình thường khi chạy khoảng 20003000km thì tiến hành bảo dưỡng cấp 2 Thông thường việc thay dầu này trùng hợp với một trong các cấp bảo dưỡng Nếu khi xả dầu mà trong dầu thấy cặn bẩn nhiều hoặc dầu quá đen thì cần phải súc rửa hệ thống Muốn vậy ta đổ dầu rửa vào hộp dầu cácte đến vạch của thước và tiến hành kởi động cho chạy chậm từ 23 phút Sau đó mở nút xả, tháo hết dầu, đổ dầu thay dầu mới Lắp vào và tiến hành vận hành 35 phút sau đó tắt máy theo dõi và kiểm tra thước dầu Nếu phát hiện có trục trặc thì tiến hành sửa kiểm tra chữa lại
Bảo dưỡng theo mùa: Bảo dưỡng hệ thống bôi trơn động cơ theo các mùa trong năm và cố gắng sao cho mỗi lần bảo dưỡng theo mùa trùng với lần bảo dưỡng cấp 1 hoặc 2 Khi chuẩn bị cho xe ôtô hoạt động vào mùa đông thì khoá van đến két làm mát lại Khắc phục kịp thời những hư hỏng và hoàn thành tốt công việc bảo dưỡng là nhằm hạn chế độ mòn các chi tiết, tổng máy và cụm máy ôtô tăng số km giữa 2 lần sửa chữa, tăng thời gian làm việc ôtô trong ngày, nâng cao năng suất lao động, giảm giá thành vận chuyển và làm cho ôtô vận hành liên tục an toàn
7.3 SỬA CHỮA CÁC CỤM TRONG HỆ THỐNG BÔI TRƠN :
7.3.1 Sửa chữa bơm bánh răng dầu nhờn:
Những hỏng hóc chủ yếu của bơm dầu là không bơm được dầu hoặc áp lực bơm dầu không đủ Nếu khi phát hiện không bơm được dầu hoặc áp lực bơm dầu không đủ mà điều chỉnh van hạn chế áp lực vẫn không có hiệu quả thì phải tháo bơm để kiểm tra.
Tháo cụm bơm từ trên động cơ xuống Vặn các bu lông cố định nắp bơm để tách rời nắp và vỏ bơm, bóc đệm lót lấy bánh răng bị động ra Tháo nút van hạn chế áp lực ở trên nắp bơm, lấy lò xo và van bi ra.
Nếu khe hở dọc của trục bơm quá lớn, hoặc bánh răng truyền động và bánh răng chủ động mài mòn quá nhiều mà cần phải tháo ra để thay thế thì có thể dùng giũa để giũa đầu tán chốt ngang bánh răng truyền động, vì phải tống chốt ngang ra thì mới có thể ép bánh răng truyền động rời khỏi trục bơm, sau đó rút trục bơm và bánh răng chủ động ra khỏi vỏ bơm rồi ép bánh răng chủ động ra Dùng dầu hoả để rửa sạch toàn bộ chi tiết.
Hình 7.1 Thứ tự tháo bơm dầuđộng cơ D6AC
1- Ống hút dầu; 2- Thân bơm; 3- Trục răng; 4- Bánh răng bơm 5-Võ bơm; 6- Bánh răng dẫn động; 7- Bu lông bánh răng dẫn động; 8- Cặp bánh răng dẫn động bơm;
7.3.1.2 Kiểm tra và sửa chữa bơm:
Nếu ở trên mặt răng của bánh răng truyền động, bánh răng chủ động và bị động có gai nhọn thì có thể dùng đá dầu để mài bóng Nếu bị vỡ, mẻ phải thay.
Nếu khe hở giữa bánh răng chủ động và bị động quá lớn thì sẽ ảnh hưởng đến áp lực của bơm dầu Khi đó dùng căn lá đo khe hở ở 3 chỗ cách nhau 120 0 , khe hở ăn khớp bình thường là 1535mm, ở bánh răng cũ khe hở lớn nhất không vượt quá 0,75mm, đồng thời sự chênh lệch khe hở răng ở các chỗ đo không vượt quá 0,1mm. Nếu quá thì phải thay.
Hình 7.2 Kiểm tra bơm dầu.
1- Thước phẳng hình chữ T; 2- Căn lá đo khe hở giữa đỉnh răng và vách trong của vỏ bơm; 3- Căn lá đo khe hở mặt đầu; 4- Căn lá đo khe hở ăn khớp.
Khe hở giữa đỉnh răng của bánh răng chủ động và bị động với vách trong của vỏ bơm khi dùng căn lá đo ở chu vi đỉnh răng không được vượt quá 0,1mm Nếu quá số đó thì phải thay bánh răng hoặc sửa chữa lại.