Sau khi hoàn thành khoảng thời gian học tập tại trường ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH dưới sự giảng dạy và chỉ bảo tận tình của các thầy cô giúp chúng em được tiếp thu thêm nhiều kiến thức cũng như nhiều kinh nghiệm bổ ích cho bản thân. Những bài học của thầy cô hôm nay sẽ là hành trang quý báu cho em sau này khi bước qua ngưỡng cửa đại học. Xin gửi đến quý thầy cô lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc của em vì đã tạo mọi điều kiện trong quá trình học tập, rèn luyện, tích luỹ kinh nghiệm, kiến thức cũng như kỹ năng để em thực hiện khoá luận này.
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ DIESEL 4 KỲ
Khái quát về động cơ diesel
Động cơ Diesel hay còn gọi là động cơ nén cháy (compression-ignition) hay động cơ CI, được đặt theo tên của Rudolf Diesel Động cơ Diesel là một loại động cơ đốt trong, trong đó việc đánh lửa nhiên liệu được gây ra bởi nhiệt độ cao của không khí trong xi lanh do nén cơ học (nén đoạn nhiệt)
Hình 1.1 Động cơ diesel Động cơ diesel hoạt động bằng cách chỉ nén không khí Điều này làm tăng nhiệt độ không khí bên trong xi lanh lên cao đến mức nhiên liệu diesel được phun vào buồng đốt tự bốc cháy Mô-men xoắn mà động cơ diesel tạo ra được điều khiển bằng cách điều khiển tỷ lệ nhiên liệu-không khí (λ); thay vì điều tiết khí nạp, động cơ diesel phụ thuộc vào việc thay đổi lượng nhiên liệu được phun và tỷ lệ nhiên liệu-không khí thường cao Động cơ diesel có hiệu suất nhiệt cao nhất (hiệu suất động cơ) của bất kỳ động cơ đốt trong hoặc đốt ngoài thực tế nào do hệ số giãn nở rất cao và đốt cháy nghèo vốn có cho phép tản nhiệt bởi không khí dư thừa Một sự mất mát hiệu suất nhỏ cũng được tránh so với động cơ xăng phun vô hướng hai thì vì nhiên liệu không cháy không có ở chụp xupap và do đó nhiên liệu không đi trực tiếp từ đầu vào ra ống xả Động cơ diesel tốc độ thấp (như được sử dụng trong tàu, xe tải và các ứng dụng khác trong đó trọng lượng tổng thể của động cơ tương đối không quan trọng) có thể đạt hiệu suất hiệu quả lên tới 55%
Cấu tạo cơ bản của động cơ diesel 4 kỳ
1.2.1 Cơ cấu piston, trục khuỷu, thanh truyền
Gồm các chi tiết chủ yếu: thân máy, nắp xilanh, piston, thanh truyền, trục khuỷu, nắp trục khuỷu, bánh đà Nhiệm vụ của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền là để biến chuyển động thẳng của piston thành chuyển động quay tròn của trục khuỷu
Thân máy là một bộ phận quan trọng của động cơ, nó là nơi chứa các chi tiết của động cơ Thân máy thường được làm bằng vật liệu có độ bền cao như hợp kim nhôm và gang
Piston của động cơ có nhiều hình dạng và được chế tạo từ nhiều vật liệu như hợp kim nhôm, thép hoặc gang không gỉ Piston thực hiện nhiệm vụ truyền lực khí thể đến trục khuỷu thông qua thanh truyền
Trục khuỷu là một bộ phận quan trọng của động cơ, nó giúp biến chuyển động thẳng của piston thành chuyển động quay cho động cơ Trục khuỷu thường được làm từ hợp kim crom, niken và thép Giúp đảm bảo độ cứng, bền bỉ và chịu được mài mòn lớn
Thanh truyền là chi tiết được chế tạo từ thép cacbon tốt hoặc thép hợp kim Thanh truyền đảm nhận nhiệm vụ truyền lực khí thể tác dụng lên piston đến trục khuỷu
Cơ cấu này bao gồm các chi tiết: cặp bánh răng dẫn động, trục cam, con đội, lò xo xupap, xupap, ống nạp, ống thải Nhiệm vụ của cơ cấu này là đóng và mở xupap nạp và thải đúng thời điểm quy định để thực hiện việc thay đổi môi chất công tác trong xylanh, giúp động cơ làm việc liên tục
Hình 1.6 Cấu tạo cơ cấu phân phối khí
Trục cam là một trục liền không có khúc nối, bao gồm các vấu cam nạp, cam xả và các cổ trục Thông thường, các vấu cam sẽ được bố trí dựa theo thứ tự nổ của từng loại động cơ hoặc chức năng của trục cam Trục cam thường được chế tạo từ gang trắng hoặc thép phôi thanh
Xupap là bộ phận có nhiệm vụ đóng, mở cửa nạp và cửa xả của động cơ Xupap hoạt động ở điều kiện nhiệt độ cao và chịu va đập mạnh với cường độ cao nên được cấu tạo từ các loại vật liệu có khả năng chịu nhiệt cao, cứng và ít bị giãn nở
Khi động cơ hoạt động, trục cam được trục khuỷu dẫn động bằng cơ cấu bánh răng (hoặc cơ cấu dây đai, cơ cấu dây sên) Ở kỳ nạp, vấu cam nạp của trục cam sẽ đội lên con đội của xupap nạp để mở cửa nạp của động cơ cho không khí đi vào buồng đốt động cơ, xupap nạp sẽ đóng lại khi kết thúc kỳ nạp Ở kỳ xả, vấu cam xả của trục cam sẽ đội lên con đội của xupap xả để mở cửa xả của động cơ cho khí thải sau kỳ cháy giản nở của động cơ thoát ra ngoài
Tùy vào mỗi loại động cơ khác nhau mà trục cam được dẫn động bằng dây đai, dây sên hoặc bằng bánh răng và động cơ có thể có một hoặc hai trục cam
1.2.3 Hệ thống cung cấp nhiên liệu
Hệ thống này có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu và tạo thành khí hổn hợp: nhiên liệu với không khí, đảm bảo nhiên liệu cháy tốt cho động cơ hoạt động bình thường Ở diesel gồm có: thùng chứa nhiên liệu, bầu lọc thô, bơm chuyển, bầu lọc tinh, bơm cao áp, vòi phun
Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu
Bơm cao áp là bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel Bơm cao áp thực hiện nhiệm vụ tiếp nhận và phân phối nhiên liệu với áp suất cao đến các vòi phun, giúp xe hoạt động với công suất tối đa, tiết kiệm nhiên liệu, giảm khí thải gây ô nhiễm môi trường
Vòi phun (kim phun) là một bộ phận quan trọng của hệ thống nhiên liệu và được cấu tạo từ nhiều chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao Khi động cơ hoạt động, vòi phun tiếp nhận nhiên liệu với áp suất cao từ bơm cao áp thông qua hệ thống ống dẫn và phun tơi nhiên liệu vào buồng đốt động cơ tại đúng thời điểm quy định giúp động cơ hoạt động Vòi phun hiện nay gồm hai loại là vòi phun cơ và vòi phun điện
Hình 1.11 Vòi phun nhiên liệu
Nhiệm vụ của hệ thống là đảm bảo tản nhiệt từ động cơ ra ngoài để động cơ làm việc bình thường Hệ thống gồm: bơm nước, van hằng nhiệt, áo nước, quạt làm mát, két giải nhiệt, bình chứa nước và các ống dẫn nước
Hình 1.12 Hệ thống làm mát động cơ
Bơm nước là bơm ly tâm Khi động cơ hoạt động, bơm nước hút nước để bơm vào trong áo nước động cơ giúp hấp thụ nhiệt lượng do động cơ tạo ra và đưa đến két giải nhiệt, tạo thành dòng tuần hoàn nước làm mát
Ưu, nhược điểm của động cơ diesel
1.3.1 Ưu điểm Động cơ diesel có hiệu suất cao nhất trong tất cả các động cơ đốt: Động cơ diesel phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt, không bị hạn chế khí nạp ngoài bộ lọc khí và hệ thống ống khí vào và không có chân không đường ống vào để thêm tải ký sinh và tổn thất bơm do piston bị kéo xuống so với chân không của hệ thống hút Động cơ diesel có thể đốt cháy một số lượng rất lớn loại nhiên liệu, bao gồm một số loại dầu nhiên liệu, có lợi thế hơn nhiên liệu như xăng Những ưu điểm này bao gồm:
• Chi phí nhiên liệu thấp, vì dầu nhiên liệu tương đối rẻ
• Đặc tính bôi trơn tốt
• Mật độ năng lượng cao
• Nguy cơ bắt lửa thấp, vì chúng không tạo thành hơi dễ cháy
Chúng không có hệ thống đánh lửa điện cao áp, dẫn đến độ tin cậy cao và dễ dàng thích nghi với môi trường ẩm ướt Việc không có cuộn dây, dây bugi, v.v., cũng giúp loại bỏ nguồn phát xạ tần số vô tuyến có thể gây nhiễu cho các thiết bị dẫn đường và liên lạc, đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng hàng hải và máy bay, và để ngăn chặn nhiễu với kính viễn vọng vô tuyến (Vì lý do này, chỉ các phương tiện chạy bằng diesel mới được phép ở các khu vực của Vùng yên lặng vô tuyến điện quốc gia.) Động cơ diesel có thể chấp nhận áp suất tăng áp hoặc tăng áp tua bin mà không có bất kỳ giới hạn tự nhiên nào, chỉ bị giới hạn bởi thiết kế và giới hạn vận hành của các bộ phận động cơ, chẳng hạn như áp suất, tốc độ và tải
Trọng lượng động cơ đối với công suất lớn hơn xăng
Những chi tiết của hệ thống nhiên liệu như bơm cao áp, kim phun, được chế tạo rất chính xác và tinh xảo với dung sai bằng 1/1000 mm
Tỉ số nén lớn đòi hỏi vật liệu chế tạo nắp tốt như nắp máy, thân máy, xilanh, Các yếu tố trên động cơ diesel đắt tiền hơn trên động cơ xăng
Tốc độ động cơ diesel nhỏ hơn động cơ xăng
ĐỘNG CƠ D4DB ĐƯỢC TRANG BỊ TRÊN XE HYUNDAI HD72
Khái quát về động cơ D4DB
D4DB là một động cơ 4 máy thẳng hàng được sản xuất bởi hãn Hyundai, với turbo tăng áp cho hiệu suất tối đa ở dung tích 3,9 lít, tiết kiệm nhiên liệu, độ tin cậy và độ bền cao, thích ứng với mọi điều kiện môi trường khắc nghiệt Động cơ Diesel D4DB cho công suất đến 130 mã lực và mô-ment đến 37kg.m ở vòng tua thấp giúp cho việc kéo tải một cách dễ dàng
Hình 2.1 Động cơ D4DB Động cơ áp dụng tiêu chuẩn khí thải Euro-II, sử dụng công nghệ phun nhiên liệu trực tiếp Direct injection (với turbocharger và intercooler) Động cơ có kích thước vừa phải (815x695x765.5 mm), và công suất 130 mã lực có thể ứng dụng để lắp máy bơm chữa cháy, bơm công nghiệp, máy phát điện, máy lạnh công nghiệp Động cơ D4DB của Hyundai được trang bị trên các dòng xe tải của Hyundai như HD700 Đồng vàng, HD72, HD99, HD650,… và dòng xe tải Veam…
Các thông số kỹ thuật, tiêu chuẩn của động cơ D4DB
2.2.1 Thông số các chi tiết cơ khí Đối với mỗi động cơ, thông số kỹ thuật là một thông tin quan trọng cần thiết để thiết kế một cách phù hợp cho các dòng xe, đảm bảo động cơ hoạt động được bền bỉ
Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của động cơ D4DB
Tỉ số nén buồng đốt 18:1 Đường kính xylanh x
Tốc độ không tải tối thiểu
Tốc độ không tải tối đa
(Vòng/phút) 3200 Đối với động cơ, cơ cấu phân phối khí là một cơ cấu quan trọng cần được kiểm tra và cân chỉnh định kỳ để đảm bảo động cơ hoạt động tối ưu Để việc bảo dưỡng, sửa chữa được chính xác, nhà sản xuất đã công bố các giá trị tiêu chuẩn của động cơ để các kỹ thuật viên thuận tiện trong quá trình công tác Đây cũng là một trong các tiêu chí để đánh giá chất lượng hoạt động của mỗi động cơ
Bảng 2.2 Giá trị tiêu chuẩn cơ cấu phân phối khí của động cơ D4DB
Giá trị danh nghĩa (Đường kính cơ bản [ ] mm) Giới hạn
Khe hở trục cò mổ [19] 0,06-0,11 mm 0,2 mm
Chiều dài tự do [63]66,1 mm 63 mm
Lực nén lắp đặt 273±14N (27,9±1,4kgf) 232N (23,7 kgf) Độ vuông vắn 1,5 o 2,5 o
Chiều dài tự do 55,07 mm 52,1 mm
Lực nén lắp đặt 119±5,9N (12,1±0,6kgf) 100N (10.3kgf) Độ vuông vắn - 2,5 o Độ đảo của đủa đẩy - 0,4 mm
Khe hở con đội xupap với thân máy [28] 0,045-0,096 mm 0,2 mm Độ biến dạng bề mặt ghép thân máy và quy lát 0.05 mm hoặc nhỏ hơn 0.2 mm
Bề rộng mặt đế xupap
Khe hở thân xupap và đường dẫn
Xupap xả [9]0,07-0,1 mm 0,2 mm Đường kính thân xupap
Xupap xả 8,93-8,94 mm 8,85 mm Độ chìm xupap
Góc nghiêng mặt đế xupap 45 o ±15’ -
Khe hở nhiệt xupap 0,4 mm -
Buồng đốt của động cơ là một bộ phận quan trọng quyết định đến quá trình hoạt động lâu dài của động cơ Vì vậy buồng đốt cần có độ chính xác cao, để đảm bảo buồng đốt của động cơ có đủ điều kiện hoạt động sau các lần đại tư động cơ và để công tác kiểm tra được thực hiện chính xác thì cần thực hiện theo đúng các thông số tiêu chuẩn để buồng đốt động cơ đạt trạng thái hoạt động tốt nhất
Việc thực hiện theo đúng các thông số tiêu chuẩn cũng giúp giảm các sai sót về kỹ thuật trong quá trình kiểm tra, sửa chữa buồng đốt động cơ Vì vậy nhà sản xuất đã công khai bảng giá trị tiêu chuẩn của buồng đốt động cơ
Bảng 2.3 Giá trị tiêu chuẩn buồng đốt của động cơ D4DB
Giá trị danh nghĩa (Đường kính cơ bản [ ] mm)
Giới hạn Áp suất nén
(26 kgf/cm 2 )/200 rpm Độ trồi piston
Ron quy lát loại A 0,466-0,526 mm Ron quy lát loại B 0,526-0,588 mm Ron quy lát loại C 0,588-0,648 mm
Khe hở rãnh xec-măng
Xec-măng dầu 0,025-0,065 mm 0,15 mm
Xec-măng dầu 0,25-0,45 mm 1,5 mm
Biến dạng bề mặt trên thân máy 0,07 mm hoặc nhỏ hơn 0,2 mm Để các chi tiết của động cơ hoạt động được chính xác thì quá trình lắp ráp cần được thực hiện cẩn thận và chính xác không những trong việc đo kiểm các thông số tiêu chuẩn của động cơ mà còn cả lực siết các ốc lắp ráp các chi tiết cũng cần được thực hiện một cách chính xác Điều này giúp đảm bảo mối ghép đủ chắc chắn trong quá trình hoạt động và các chi tiết lắp ghép cùng các ốc không bị phá hủy do lực siết vượt quá giới hạn chịu lực của chi tiết Để quá trình lắp ráp được chính xác và thuận tiện thì ta cần phải thực hiện chuẩn theo bảng giá trị lực siết ốc mà hãng sản xuất đã công bố dành cho động cơ Để lực siết ốc được chính xác theo các tiêu chuẩn giá trị của nhà sản xuất cần sử dụng cây siết lực trong quá trình siết ốc
Bảng 2.4 Lực siết ốc động cơ D4DB
Kích thước ốc (Đường kính x bước răng)
Bulong tấm sau M10 x 1,5 64 (6,5) Đai ốc buly trục khuỷu M24 x 1,5 586 (60)
Bulong nắp cổ trục khuỷu M14 x 2,0 49 (5) + 90° Ướt
Bulong thanh truyền M12.5 x1,25 30 (3) + 90° ± 5° Ướt Bulong đỡ trước động cơ M12 x 1,25 98-115 (10-12)
Bulong giá đỡ trước M10 x 1,5 89-115 (9-12) Đai ốc cao su chân máy
Gắn ở mặt đỡ động cơ M12 x 1,25 39-51 (4-5,5)
Nút xả nhớt thân máy M14 x 1,5 34-39(3,5-4)
Nút xả nhớt cac-te M14 x 1,5 34-44 (3,5-4,5)
2.2.2 Thông số hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn là một hệ thống cực kỳ quan trọng đối với động cơ, chính vì vậy nó cần phải được kiểm tra và bảo dưỡng thường xuyên trong suốt quá trình hoạt động của động cơ Để quá trình bảo dưỡng và kiểm tra được kịp thời và chính xác thì hãng sãn xuất đã đưa ra các giá trị tiêu chuẩn hoạt động của hệ thống bôi trơn Giúp người sử dụng và kỹ thuật viên thuận tiện trong việc kiểm tra Đảm bảo hệ thống đáp ứng được điều kiện hoạt động
Lượng nhớt dùng cho động cơ: 8,2 lít; 8,5 lít khi thay lọc nhớt Đối với động cơ hoạt động ở môi trường nhiệt đới thì cấp nhớt dùng là 50
Bảng 2.5 Giá trị tiêu chuẩn hệ thống bôi trơn động cơ D4DB
Giá trị danh nghĩa (Đường kính cơ bản [ ])
Chế độ cầm chừng 145kPa (1,5 kgf/cm²) 49 kPa
Chế độ toàn tải 295-490 kPa (3-5 kgf/cm²) 195 kPa
Khe hở giữa võ bơm nhớt và đỉnh bánh răng bơm 0,1-0,19 mm 0,2 mm
Khe hở giữa BR truyền động và trục truyền động [20]0,04-0,07 mm 0,15 mm
Khoảng tự do dọc trục của
BR dẫn động 0,03 hoặc lớn hơn Áp suất mở van giảm áp 98-1176kPa (10-12 kgf/cm²)
Làm mát nhớt Áp suất mở van xả nhớt 243-441kPa (3,5-4,3kgf/cm²) Áp suất mở điều áp nhớt 559-617kPa (5,7-6,3 kgf/cm²)
Cũng như các chi tiết cơ khí của động cơ thì các chi tiết của hệ thống bôi trơn cũng cần được lắp ráp một cách chính xác đặc biệt là về lực siết các ốc của hệ thống Điều này giúp đảm bảo hệ thống hoạt động được chính xác, đồng thời các chi tiết không bị phá hủy do lực siết vuột quá giới hạn bền của các chi tiết Chính vì vậy quá trình lắp ráp cần phải đảm bảo lực siết ốc theo giá trị hãng đã công bố
Bảng 2.6 Lực siết ốc hệ thống bôi trơn động cơ D4DB
Kích thước ốc (Đường kính x bước răng)
Bulong trung tâm lọc nhớt M16x1,5 29-34 (3-3,5)
Bơm nhớt Van giảm áp M27x1,5 69 (7)
2.2.3 Thông số hệ thống nạp và xả Đối với hệ thống nạp và xả thì turbo tăng áp là một bộ phận cực kỳ quan trọng, nó đảm bảo lượng gió nạp vào buồng đốt được đầy đủ Chính vì vậy các thông số của turbo cũng cần được kiểm tra và bảo dưỡng thường xuyên và chính xác Để đảm bảo quá trình bảo dưỡng, sửa chữa được chính xác cần thực hiện theo đúng các giá trị hãng sản xuất đã công bố để giảm thiểu các sai số trong quá trình vận hành của động cơ
Bảng 2.7 Giá trị tiêu chuẩn turbo tăng áp động cơ D4DB
Giá trị danh nghĩa (Đường kính cơ bản [ ])
Giới hạn Đường kính trong bạc lót vòng bi [15,6] mm 15,686 mm Đường kính ngoài vòng bi cổ trục [9] mm 8,994 mm Độ lệch dọc trục 0,015 mm
Bạc đạn Đường kính ngoài 15,574 mm Đường kính trong 9,04 mm
Khe hở vòng piston 0,05-0,15 mm
Khoảng tự do dọc trục của cánh tuabin 0,42-1,1 mm Độ hướng trục của cánh tuabin và trục 0,057-0,103 mm
Khe hở cánh và vỏ tuabin 0,37-0,85 mm Để động cơ hoạt động tin cậy cần đảm bảo hệ thống nạp và xả của động cơ phải lắp ráp một cách chính xác Để lực siết ốc tại các vị trí được chính xác và phù hợp thì kỹ thuật viên cần thực hiện theo đúng giá trị lực siết tiêu chuẩn của nhà sản xuất, tránh làm hỏng các chi tiết và mối ghép khi lắp ráp
Bảng 2.8 Lực siết ốc hệ thống nạp và xả động cơ D4DB
Kích thước ốc (Đường kính x bước răng)
Turbo tăng áp Đai ốc lắp turbo M10x1,25 41 (4,2) Đai ốc khóa cánh quạt 7,8-8,8 (0,8-0,9)
Bulong và đai ốc lắp khớp nối 3,9-4,9 (0,4-0,5)
Bulong cổ góp ống nạp M8x1,25 16-24 (1,6-2,4)
Bulong cổ góp ống xả M10x1,25 32-50 (3,3-5,1) Đai ống lắp ống xả M10x1,25 41 (4,2)
Bulong gắp ống dầu bôi trơn turbo M10x1,25 17 (1,7) Đai ống lắp ống xả trước M10x1,25 20-25 (2-2,5)
Bulong lắp ống xả trước M10x1,25 39-49 (4-5)
2.2.4 Thông số hệ thống làm mát động cơ
Lượng nước làm mát: 13 lít (xe tải); 28 lít (xe khách có giải nhiệt); 19 lít (xe khách không có giải nhiệt)
Sử dụng dây đai chữ v loại bảng A, dùng 2 dây để dẫn động bơm nước
Nhiệt độ mở van hằng nhiệt 82 o C
Bảng 2.9 Giá trị tiêu chuẩn hệ thống làm mát động cơ D4DB
Giá trị danh nghĩa (Đường kính cơ bản [ ])
Bơm nước Độ giao thoa giữa trục và mặt bích [17]0,08-0,1 mm Độ giao thoa giữa trục và cánh bơm [13]0,03-0,06 mm Đường kính vỏ bơm đến cánh bơm 20,8-21,7 mm
Khoảng nâng van/nhiệt độ ≥10/95 o C
Két nước Áp suất mở nắp két nước Áp suất bình thường 81-108kPa (0,83-1,1kgf/cm 2 ) Áp suất âm 4,9 kPa (0,05 kgf/cm 2 ) Kiểm tra áp suất két tản nhiệt 135 kPa (1,4 kgf/cm 2 ) Áp suất trong bình chứa nước 49 kPa (0,5 kgf/cm 2 ) Độ võng dây đai
Giữa buly máy phát và buly bơm nước 12-16 mm Giữa buly trợ lực lái và buly trục khuỷu 4-6 mm Giữa lốc lạnh và buly tăng đưa 16-20 mm Để tránh làm hư hỏng các chi tiết của hệ thống làm mát trong quá trình lắp ráp và giúp đảm bảo độ tin cậy của động cơ trong suốt quá trình vận hành thì cần đảm bảo lực siết các chi tiết của hệ thống làm mát
Bảng 2.10 Lực siết ốc hệ thống làm mát động cơ D4DB
Kích thước ốc (Đường kính x bước răng)
Khớp nối quạt tự động Đai ốc lắp quạt M6x1 5 (0,5)
Lắp khốp nối quạt M8x1,25 21 (2,1) Đai ốc gắp cánh quạt M8x1,25 21 (2,1)
Bulong gắn bình chứa nước phụ M8x1,25 914 (0,91,4)
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát M16x1,5 2025 (2,02,5)
Bulong lắp máy phát điện M12x1,25 91 (9,3)
Bulong điều chỉnh máy phát M12x1,25 82 (8,4)
2.2.5 Thông số hệ thống điện động cơ D4DB Để người sử dụng và kỹ thuật viên thuận tiện trong quá trình sử dụng và sửa chữa hệ thống thì nhà sản xuất đã công bố thông số kỹ thuật của hệ thống Điều này giúp người sử dụng tránh các sai lầm trong quá trình sử dụng gây hư hỏng đến hệ thống
Bảng 2.11 Thông số kỹ thuật hệ thống điện động cơ D4DB
Loại Loại đẩy điện từ Đầu ra 24V-3,2 kW
Loại Tích hợp bộ điều chỉnh IC và bộ chỉnh lưu silicon-diot Đầu ra 24V-40A (Xe tải); 24V-70A (Xe khách)
Hệ thống điện động cơ là một hệ thống vô cùng nhậy cảm, nó rất dễ gặp các sự cố nếu không được kiểm tra và bảo dưỡng đúng Bất kỳ sai số nào cũng gây ảnh hưởng đến quá trình vận hành cũng như tuổi thọ của hệ thống Chính vì vậy hệ thống cần được kiểm tra bảo dưỡng định kỳ để đảm bảo được các thông số tiêu chuẩn của hệ thống
Bảng 2.12 Giá trị tiêu chuẩn hệ thống điện động cơ D4DB
Giá trị danh nghĩa (Đường kính cơ bản [ ]) Giới hạn
Máy khởi động Đường kính cổ góp 32 mm 31 mm
Khe hở mạch cổ góp ≥0,05 mm
Chiều sâu rãnh giữa các thanh ≤0,2 mm
Chiều dài chổi than 18 mm 11 mm Áp lực lò xo chổi than 25-34 N (2,55-3,45 kgf) 20N (2kgf)
Tốc độ quay ≥3400 vòng/phút Điện áp hoạt động relay ≤16V
Máy phát Điện áp hiệu chỉnh 24V
Tốc độ định mức 5000 vòng/phút
Tốc độ sử dụng 8000 vòng/phút Điện áp hiệu chỉnh của IC
(Dưới 500 vòng/phút, 5A) 2829V Để đảm bảo độ chính xác và tin cậy của hệ thống khi hoạt động cũng như tuổi thọ của các chi tiết trong hệ thống thì quá trình lắp ghép cần phải được thực hiện chính xác và đúng theo tiêu chuẩn nhà sản xuất, và lực siết ốc của hệ thống là một thông số cần được thực hiện chính xác
Bảng 2.13 Lực siết ốc hệ thống điện động cơ D4DB
Kích thước ốc (Đường kính x bước răng)
Nm (kgf.m) Đai ốc khóa buly máy phát M17x1,5 83-105 (8,5-11)
Bulong điều chỉnh máy phát M12x1,25 82 (8,4)
2.2.6 Thông số hệ thống nhiên liệu Để động cơ có thể hoạt động được thì hệ thống nhiên liệu cần hoạt một cách chính xác về thời điểm phun và lượng nhiên liệu phun và buồng đốt động cơ Điều này cần được đo kiểm và cân chỉnh chính xác sau thời gian dài hoạt động Bất kỳ sai số nào cũng ảnh hưởng rất lớn đến khả năng vận hành của động cơ Đặc biệt trong quá trình vận hành và bảo dưỡng động cơ chúng ta cần chú ý đến áp suất của bơm nhiên liệu và lưu lượng nhiên liệu phun ra giữa các máy Nếu một trong các thông số này không được đảm bảo thì động cơ hoạt động sẽ không được chính xác, sẽ không cung cấp đủ công suất cho xe hoạt động
Bảng 2.14 Giá trị tiêu chuẩn hệ thống nhiên liệu động cơ D4DB
Giá trị danh nghĩa (Đường kính cơ bản[ ]) Giới hạn
Bơm nhiên Áp suất mở van tràn 255 kPa (2,6 kgf/cm²) Lực kiểm soát trượt thanh răng ≤1,2N (0,12 kgf)
(Khi không quay) Độ lệch thời gian phun dầu 90 o ±30’
Thời điểm phun nhiên liệu
Khu vực độ cao lớn 8 o
Khu vực nhiệt đới, lạnh 7 o
Chế độ không tải (Bộ bù ga chân không -47kPa trở xuống)
Bơm tay Độ kín khí (Khi áp suất khí 195 kPa) 0 cc/phút Áp dầu tại 600 vòng/phút
Lưu lượng dầu tại 1000 vòng/phút thông qua vòi 1,54 mm ≥900cc/phút
Sức bơm khi ở 150 vòng/phút ≤40s Áp suất phun của kim phun
Kết cấu của động cơ D4DB
2.3.1 Kết cấu buồng đốt động cơ Động cơ D4DB là dạng động cơ I4 với buồng đốt được tạo thành bởi các cụm chi tiết:
− Cụm thân máy gồm thân máy được làm bằng gang kết hợp với 4 ống lót xylanh
− Cụm nắp quy-lat được kết hợp bới mặt quy-lát cùng 4 xupap nạp và 4 Xupap xả Các xupap được làm bằng vật liệu xử lý bề mặt thép chịu nhiệt
− 4 Cụm piston, mỗi cụm gồm 1 piston làm bằng hợp kim nhôm đúc kết hợp với 2 xec-măng khí và 1 xec-măng dầu bề mặt xec-măng được mạ crom cứng
Hình 2.2 Kết cấu buồng đốt động cơ
2.3.2 Kết cấu cơ cấu truyền động
Gồm cụm piston, các thanh truyền trục khuỷu, bánh đà, bánh răng và buly trục khuỷu:
− Cụm piston được kết nối với đầu nhỏ thanh truyền bằng chốt piston
− Thanh truyền là một thanh rèn có tiết diện l đảm bảo độ cứng Một ống lót đồng chì được lắp vào đầu nhỏ của thanh truyền, trong khi đầu lớn thanh truyền sử dụng bạc lót kiểu spilt
Hình 2.3 Kết cấu thanh truyền
− Trục khuỷu là một bộ phận rèn khuôn có độ cứng cao với các đối trọng cân bằng Trục khuỷu được khoan các lỗ để dẫn dầu bôi trơn các cổ trục và cổ biên Vị trí cổ trục và cổ biên được làm cứng để cải thiện khả năng chống mài mòn
Hình 2.4 Kết cấu trục khuỷu
− Bánh đà được lắp ở đuôi trục khuỷu bằng các bulong
Oil seal: Phớt chắn dầu đuôi trục khuỷu
Flywheel bolt: Bulong lắp bánh đà
Rear plate: Tấm bích đuôi máy
Hình 2.5 Kết cấu bánh đà
− Bánh răng và buly trục khuỷu được lắp ở đầu trục khuỷu và được cố định bằng đai ốc Nó là bộ phận truyền chuyển động đến các bánh răng khác trong hệ bánh răng của động cơ
Hình 2.6 Buly và bánh răng trục khuỷu
Oil seal: Phớt chắn dầu Crakshaft: Trục khuỷu
Crakshaft pulley: Buly trục khuỷu Crakshaft gear: Bánh răng trục khuỷu
2.3.3 Kết cấu cơ cấu phân phối khí
Cơ cấu phân phối khí là một cơ cấu quan trọng của một động cơ, nó đảm nhận điều tiếc luồng không khí nạp và xả của động cơ tại các thời điểm phù hợp giúp động cơ hoạt động được một cách chính xác
5 Đệm kín nắp dàn cò
11 Bulong gối đỡ trục dàn cò
12 Gối đỡ trục dàn cò
Hình 2.7 Kết cấu cụm mặt quy-lat và nắp máy 15 Ron quy-lát
Cơ cấu phân phối khí được cấu thành từ nhiều chi tiết và cụm chi tiết:
− Cụm dàn cò gồm: 1 Trục dàn cò, 8 cò mổ, 5 gối đỡ trục dàn cò
− Cụm trục cam và đũa đẩy gồm 1 trục cam và 8 đũa đẩy Trục cam được dẫn động bởi bánh răng trục khuỷu thông qua bánh răng trung gian và bánh răng trục cam
− Cụm các xupap và lò xo xupap gồm 4 xupap nạp, 4 Xupap xả, 8 lò xo trong, 8 lò xo ngoài và các chén xupap, phốt gic
Hình 2.8 Kết cấu cụm dàn cò
4 Chén hãm lò xo xupap
Hình 2.9 Kết cấu cụm xupap 9 Xupap thải
2.3.4 Kết cấu đường ống nạp và xả
Hệ thống ống nạp giúp đảm bảo cho không khí đi vào buồng đốt đủ để động cơ hoạt động một cách tối ưu và tránh để các dị vật, bụi bẫn bay vào trong động cơ trong quá trình hoạt động, làm hư hại đến các chi tiết cấu thành nên động cơ
Hệ thống ống xả giúp đảm bảo khí xả thải ra môi trường ít gây ô nhiễm, giảm tiếng ồn phát ra khi động cơ hoạt động
Hệ thống đường ống nạp gồm:
− Cụm lọc gió gồm vỏ bầu lọc và lọc gió
− Cụm ống nạp gồm cổ nạp, đường ống dẫn khí nạp, turbo tăng áp gió nạp và két giải nhiệt gió nạp
Hình 2.10 Kết cấu turbo tăng áp
1 Van hiệu chỉnh áp gió nạp 6 Võ đỡ bạc đạn 11 Vòng chặn
2 Cánh tua bin nạp 7 Tấm bích sau tua bin 12 Tấm chắn dầu
3 Tấm chặn bạc đạn 8 Vỏ tua bin 13 Vòng đệm
4 Bạc đạn chặn 9 Trục và cánh tua bin xả
5 Bạc đạn đỡ 10 Vòng piston
14 Võ tua bin nén gió nạp
28 Đường gió nạp của động cơ gồm nhiều đoạn ống được kết nối với nhau Các đoạn ống này phải được nối kín với nhau để không làm thất thoát áp suất khí nạp Chúng đượng làm kín bằng cách dùng các cổ dê để siết chặc các mối nối lại
Hình 2.11 Kết cấu đường ống nạp
Hệ thống ống xả gồm: các đoạn ống xả, turbo, cổ xả, ống giảm thanh, van cúp bô
Front pipe: Ống giảm thanh trước
Exhaust brake unit: Van hãm khí xả
Hình 2.12 Kết cấu đường ống xả
2.3.5 Kết cấu hệ thống nhiên liệu Đối với động cơ D4DB sử dụng công nghệ phun dầu trực tiếp (Direct injection) việc phun lượng dầu chính xác đến các máy vào đúng thời điểm để động cơ hoạt động chính xác phụ thuộc vào bơm cao áp Hệ thống là sự tập hợp của nhiều cụm chi tiết: cụm các kim phun, bơm cao áp, các đường ống dầu, lọc dầu và thùng chứa
Hình 2.13 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ D4DB
Fuel tank: Thùng dầu Water seperator: Lọc tách nước
Fuel suction pipe: Ống hút dầu Governor: Bộ chỉnh ga
Fuel return pipe: Ống dầu hồi về thùng Feed pump: Bơm tay
Fuel feed pipe: Ống cấp dầu Injection pump: Bơm cao áp
Fuel filter: Lọc dầu Leak-off hose: Ống dầu hồi về bơm Overflow vale: Van tràn Injection nozzle: Kim phun
Injection pipe: Ống cấp dầu cho kim phun
Sơ đồ thể hiện sự liên kết giữa các bộ phận trọng hệ thống và đường di chuyển của dòng nhiên liệu từ thùng chứa đến các kim phun
30 Để động cơ hoạt động được chính xác, đòi hỏi bơm cao áp phải cung cấp một lượng dầu chính xác vào buồng đốt đúng thời điểm Vì vậy bơm cao áp được cấu tạo vô cùng phức tạp với nhiều chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao
Hình 2.14 Cấu tạo bơm cao áp động cơ D4DB
1 Mặt bích bơm 2 Nút vít 3 Mặt giữ bạc đạn
4 Trục bơm 5 Con đội piston bơm 6 Đệm lò xo phía dưới
7 Ti van cấp dầu 8 Lò xo ti van 9 Vòng canh
10 Ống điều khiển 11 Vòng răng điều khiển 12 Tấm khóa đường dầu
13 Thân van phân phối dầu 14 Nút chặn van 1 chiều (Lúp bê)
15 Lò xo van phân phối dầu 16 Van phân phối dầu 17 Thân piston bơm dầu
18 Nắp thanh răng điều khiển 19 Vít dẫn thanh răng điều khiển
20 Thanh răng điều khiển 21 Vỏ bơm cao áp
2.3.6 Kết cấu hệ thống bôi trơn động cơ Để đảm bảo các chi tiết trong động cơ hoạt động được êm ái và độ bền cao thì hệ thống bôi trơn là vô cùng quan trọng đối với một động cơ đốt trong Động cơ D4DB được trang bị một hệ thống bôi trơn vô cùng tinh gọn và hiệu quả với các cụm chi tiết: Bơm nhớt, lọc nhớt, các đường ống dẫn và bộ làm mát dầu bôi trơn
Hình 2.15 Sơ đồ khối hệ thống bôi trơn động cơ D4DB
Main oil gallery: Các mạch nhớt chính Oil strainer: Vòi lọc thô
Regulator vale: Van điều áp nhớt Oil pan: Cac-te nhớt
Oil pump: Bơm nhớt Relief vale: Van an toàn
Oil cooler: Bộ làm mát nhớt Bypass valve: Van xả nhớt
Oil pressure switch: Công tắc áp suất nhớt Oil filter: Lọc nhớt
Injection pump: Bơm cao áp Timing gear: Hệ bánh răng
Crankshaft main bearing: Bạc lót trục khuỷu
Camshaft pushing: Ống lót trục cam Rocker bearing: Bạc lót cò mổ
Push rod: Đũa đẩy Tapper: Con đội xupap
Vacuum pump: Bơm chân không Oil jet: Vòi phun nhớt
Connecting rod bearing: Bạc lót đầu to thanh truyền
Connecting bushing: Ống lót đầu nhỏ thanh truyền Động cơ sử dụng bơm nhớt loại bánh răng, được dẫn động bởi trục khuỷu
Oil pump gear: Bánh răng bơm nhớt
Oil pump: Bơm nhớt Relief vale: Van an toàn Crankshaft gear: Bánh răng trục khuỷu
From oil pan: Nhớt từ cac-te
From oil strainer: Nhớt từ vòi lọc thô
To oil cooler: Nhớt đến bộ làm mát nhớt
Hình 2.16 Kết cấu bơm nhớt động cơ D4DB
Trong quá trình động cơ hoạt động sẽ tạo ra nhiều cặn bẩn lẫn vào trong nhớt động cơ, lọc nhớt động cơ giúp loại bỏ các cặn bẩn này, giúp động cơ được bền hơn
To oil main gallery: Đường nhớt đến các mạch nhớt chính
Oil filter: Lọc nhớt Oil cooler: Bộ làm mát nhớt Regulator vale: Van điều áp nhớt
Oil pressure switch: Công tắc áp suất nhớt
Coolant: Nước làm mát Bypass valve: Van xả nhớt
To oil cooler: Nhớt đến bộ làm mát nhớt
To oil pan: Nhớt hồi về cac-te
Hình 2.17 Kết cấu bộ làm mát và lọc nhớt động cơ D4DB
2.3.7 Kết cấu hệ thống điện động cơ Đối với động cơ D4DB hệ thống điện bao gồm hai cụm: Cụm máy phát điện và cụm máy khởi động
Hình 2.18 Cấu tạo máy phát điện động cơ D4DB
Regulator: Bộ tiết chế Rear bracket asembly: Giá đỡ phía sau Generator: Bộ chỉnh lưu Rotor bearing: Bạc đạn đuôi máy phát
Brush: Chổi than Brush spring: Lò xo chổi than
Front bracket asembly: Giá đỡ phía trước
Hình 2.19 Cấu tạo máy khởi động động cơ D4DB
1 Nắp chụp đuôi đề 2 Bạc đạn sau 3 Bạc đạn trước
4 Cuộn dây rotor 5 Vỏ máy đề 6 Chổi than
7 Chổi than 8 Lò xo chổi than 9 Đế chổi than
10 Nắp che đuôi trục bánh răng đề 11 Nắp che trung tâm
12 Tấm canh trục đề 13 Bánh rằng trung gian 14 Rơ le đề
15 Lò xo hồi vị 16 Bạc lót đòn bẩy 17 Đòn bẩy
18 Phe gài BR bendix 19 Vòng lót BR bendix 20 Bánh răng bendix
21 Lò xo BR bendix 22 Trục BR bendix 23 Bạc đạn trước
2.3.8 Kết cấu hệ thống làm mát động cơ
Radiator: Két nước tản nhiệt Thermostat: Van hằng nhiệt Oil cooler: Két làm mát nhớt Water pump: Bơm nước Drain plug: Nút xả nước Cooling fan: Cánh quạt tản nhiệt Drain cock: Nút xả nước két
Hình 2.20 Hệ thống nước làm mát động cơ D4DB Đối với mỗi động cơ hệ thống làm mát là vô cùng quan trọng, nó đảm bảo cho động cơ hoạt động liên tục trong thời gian dài Hệ thống làm mát của động cơ D4DB cũng được cấu tạo với các chi tiết để đảm bảo hiệu quả làm mát cho động cơ trong quá trình làm việc
QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ D4DB
Các bảo dưỡng định kỳ
Để động cơ hoạt động được bền bỉ, cho hiệu suất cao thì việc bảo dưỡng động cơ định kỳ là một vấn đề thiết yếu Việc này giúp sớm phát hiện các lỗi của xe và kịp thời khắc phục, tránh để động cơ bị hư hại nhiều hơn Đảm bảo độ tin cậy khi vận hành động cơ, tránh các tình huống không có xảy ra trong quá trình vận hành Để đảm bảo cho việc bảo dưỡng động cơ được kịp thời, chính xác, tránh các phát sinh không đáng có thì việc bảo dưỡng phải đượng thực hiện đầy đủ các hạng mục vào đúng các thời điêm Và đối với động cơ D4DB cũng không ngoại lệ Sau đây là quy trình bảo dưỡng động cơ D4DB
3.1.1 Bảo dưỡng 5000 km Đối với động cơ đã vận hành được 5000 km hoặc sau mỗi 3 tháng tùy theo trường hợp nào đến trước, cần bảo dưỡng các hạng mục sau:
B1: Xả nhớt động cơ Dùng dụng cụ chuyên dụng tháo ốc xả nhớt đấy cac-te nhớt (Chuẩn bị sẵn dụng cụ chứa nhớt cũ, tránh để nhớt chảy ra bên ngoài Xả hết toàn bộ nhớt cũ)
Hình 3.1 Tháo ốc xả nhớt
B2: Dùng dung dịch chuyên dụng và khăn sạch vệ sinh sạch ốc xả nhớt và vị trí lỗ xả nhớt
B3: Châm lại nhớt mới Vệ sinh sạch nắp châm nhớt, sau đó vặn tháo nắp châm nhớt (Tránh để bụi bẫn rơi vào động cơ) Châm đủ nhớt mới vào động cơ theo tiêu chuẩn nhà sản xuất (8,2 lít khi không thay lọc nhớt và 8,5 lít khi có thay lọc nhớt)
Hình 3.2 Châm nhớt động cơ
B4: Kiểm tra lại mực dầu Rút que thăm nhớt và kiểm tra lượng nhớt đã châm đủ hay chưa
− Kiểm tra nước làm mát động cơ
B1: Mở nắp két nước kiểm tra lượng nước còn trong két Kiểm tra mực nước bình nước phụ (Cẩn thận khi mở nắp két nước lúc động cơ đang nóng)
Hình 3.3 Mở nắp két nước làm mát động cơ
B2: Kiểm tra các đường ống nước (Để kịp thời phát hiện các vị trí nước bị rò rỉ)
B3: Châm thêm nước làm mát nếu mực nước trong két và trong bình chứa bị hụt Châm nước đến vạch max của bình chứa nước
B4: Đậy kỹ lại nắp két nước
3.1.2 Bảo dưỡng 10000 km Đối với động cơ đã vận hành được 10000 km hoặc sau mỗi 6 tháng tùy theo trường hợp nào đến trước, cần bảo dưỡng các hạng mục sau:
− Các hạng mục bảo dưỡng 5000 km
− Thay lọc nhớt động cơ:
B1: Dùng khóa vặn lọc dầu hoặc dụng cụ chuyên dụng, tháo lấy lọc dầu cũ (Vặn lọc ngược chiều kim đồng hồ)
B2: Dùng dung dịch chuyên dụng và khăn sạch vệ sinh sạch vị trí lắp lọc nhớt
B3: Lắp lọc mới vào đúng vị trí, dùng khóa vặn lọc hoặc dụng cụ chuyên dụng để siết chặc lại lọc dầu Chú ý vặn lọc theo cùng chiều kim đồng hồ và đúng lực để tránh làm móp lọc và hỏng ren của đế lọc
− Vệ sinh lọc gió động cơ:
B1: Tháo lọc gió động cơ ra khỏi bầu gió nạp Dùng tay tháo các ngàm khóa nắp bầu lọc sau đó rút lấy lọc gió
Hình 3.5 Tháo lấy lọc gió
B2: Dùng vòi hơi xịt thổi hết bụi bẩn trên lọc gió và khoang trong bầu lọc gió Lưu ý nếu lọc gió quá bẩn hoặc bị ướt ta tiến hành thay mới lọc gió để đảm bảo hiệu quả lọc gió của hệ thống
Hình 3.6 Thổi bụi bẩn trên lọc gió
B3: Lắp lại lọc gió vào bầu lọc theo đúng thứ tự ban đầu Khi lắp lọc gió chú ý chiều của lọc gió Gài lại đầy đủ các khóa bầu lọc gió để nắp đậy không bị rơi ra trong quá trình xe vận hành
3.1.3 Bảo dưỡng 20000-30000 km Đối với các động cơ vận hành được 20000-30000 km hoặc sau 1 năm tùy theo trường hợp nào đến trước, cần thực hiện các hạng mục bảo dưỡng sau:
− Các hạng mục ở bảo dưỡng 10000 km
− Thay lọc gió động cơ:
B1: Tháo lọc gió động cơ ra khỏi bầu gió nạp Dùng tay tháo các ngàm khóa nắp bầu lọc (Cover assembly) sau đó rút lấy lọc gió
B2: Vệ sinh sạch khoang trong bầu lọc gió
B3: Lắp lọc mới vào bầu lọc và đóng nắp bầu lọc như ban đầu
− Vệ sinh đường ống nạp:
B1: Tháo rời cổ hút và cổ góp đường ống nạp ra khỏi mặt quy-lat
Hình 3.7 Tháo cổ góp ống nạp
B2: Dùng dung dịch ngâm và vệ sinh sạc các cặn bẩn, dầu nhớt bám trong cổ góp và đường ống nạp
B3: Lắp lại cổ góp và cổ hút đường ống nạp vào đúng vị trí (Lực siết các ốc phải phù hợp với yêu cầu của nhà sản xuất)
3.1.4 Bảo dưỡng 40000-60000 km Đối với các động cơ vận hành được 40000-60000 km hoặc sau 2-3 năm tùy theo trường hợp nào tới trước, cần thực hiện các hạng mục bảo dưỡng sau:
− Các hạng mục bảo dưỡng 20000-30000 km
− Kiểm tra, điều chỉnh khe hở xupap
B1: Vệ sinh, thổi hết bụi bẩn trên nắp cò (Tránh để bụi bẩn rơi vào động cơ khi tháo nắp cò) Tháo các ốc lắp nắp cò và nhấc nắp cò ra khỏi mặt quy-lat
B2: Dùng khăn sạch lau sạch nhớt bám trên các vít chỉnh cò
B3: Dùng chìa khóa nới ốc khóa (Lock nut) ra Lưu ý: Phải quay máy cho máy cần chỉnh khe hở xupap về vị trí máy đó đang nổ trước khi nới ốc khóa để điều chỉnh
B4: Dùng thước lá để đo và kiểm tra khe hở xupap theo đúng tiêu chuẩn Sau đó điều chỉnh vít và siết chặc lại ốc khóa (Luôn giữ chắc tua vít trong khi siết ốc khóa)
Hình 3.9 Điều chỉnh khe hở xupap
B5: Quay máy đủ 2 vòng và kiểm tra lại khe hở xupap
B6: Lắp lại nắp cò theo như thiết kế (Thay ron nắp cò mới nếu ron cũ đã bị chai cứng hoặc đứt)
B1: Tháo lấy lọc dầu cũ Dùng khóa vặn lọc hoặc các dụng cụ chuyên dụng để vặn mở lọc dầu
B2: Vệ sinh và lắp lại lọc dầu mới Thổi và lau sạch các cặn bẩn bám tại vị trí lắp lọc Sau đó vặn lọc mới và dùng khóa chuyên dụng siết chặc lọc mới
B3: Bơm dầu và xả gió trong đường ống:
Vặn núm bơm tay ngược chiều kim đồng hồ để mở khóa bơm tay, sau đó ấn liên tục để bơm dầu vào lọc đến khi cứng bơm tay
Phương pháp kiểm tra
3.2.1 Kiểm tra áp suất nén buồng đốt Đối với một động cơ diesel như động cơ D4DB thì áp suất nén của buồng đốt là một thông số rất quan trọng Nó quyết định đến việc động cơ có nổ được hay không Nếu áp suất nén buồng đốt không đủ thì nhiên liệu phun vào buồng đó sẽ rất khó cháy làm động cơ khó nổ hoặc không thể nổ được Vì vậy việc kiểm tra áp suất nén của buồng đố là cần thiết và được thực hiện theo các bước sau:
B1: Siết lại các bulong mặt quy-lat theo đúng lực siết quy định và để động cơ nóng lên cho đến khi nhiệt độ nước làm mát đạt 75 o -85 o
B2: Tháo tất cả các kim phun ra khỏi mặt quy lát (Chú ý che lại các lỗ lắp kim phụn để ngăn bụi bẩn rơi vào buồng đốt)
Hình 3.12 Tháo kim phun động cơ
B3: Lắp bộ chuyển đổi vào vị trí lỗ lắp kim phun và siết ốc cố định theo đúng lực siết ốc quy định Sau đó lắp đặt máy đo áp nén buồng đốt
Hình 3.13 Lắp dụng cụ đo áp suất nén buồng đốt
B4: Quay động cơ bằng máy khởi động và đọc giá trị hiển thị trên đồng hồ của bộ đo áp với tốc độ động cơ đã chỉ định (Chú ý: Không phun nhiên liệu trong quá trình đo kiểm Thực hiện phép đo cho tất cả các xylanh Đảm bảo tốc độ động cơ cũng được đo khi áp suất nén thay đổi theo tốc độ động cơ.)
B5: Kiểm tra và so sánh các giá trị đo kiểm được Nếu giá trị đo kiểm không phù hợp cần tháo và kiểm tra buồng đốt động cơ
Bảng 3.1 Giá trị áp suất nén buồng đốt động cơ D4DB
Tiêu chuẩn Giới hạn Áp suất nén
Xylanh tại 2000 (vòng/phút) 2,55 MPa
Chênh lệch giữa các xylanh - 0,39 MPa
3.2.2 Kiểm tra hư hỏng cụm cò mổ
B1: Tháo nắp dàn cò mỗ Nới và tháo tất cả các ốc cố định nắp dàn cò, sau đó nâng nắp dàn cò lên khỏi mặt quy-lat
B2: Tháo cụm cò mổ Nới lỏng các vít chỉnh khe hở xupap sau đó dùng tuýp mở các bulong cố định dàn cò và nâng dàn cò ra
Hình 3.14 Nới lỏng vít chỉnh khe hở xupap
B3: Tháo các cò mổ ra khỏi trục dàn cò Mở ốc cố định cò mổ sau đó rút cò mổ ra khỏi trục dàn cò Rút lần lượt các cò mổ và gối đỡ trục dàn cò và xếp theo đúng thứ tự để khi đo kiểm được chính xác
Hình 3.15 Tháo cò mổ ra khỏi trục dàn cò
B4: Vệ sinh sạch các chi tiết của cụm dàn cò để giảm thiểu sai số trong quá trình đo kiểm Vệ sinh bằng dầu diesel và khăn sạch, tránh làm xướt trục dàn cò
B4: Đo kiểm tra các kích thước của trục dàn cò và cò mổ Dùng thước panme đo đường kính ngoài của trục dàn cò Dùng thước kẹp để đo đường kính trong của cò mỗ (Kiểm tra tất cả các vị trí của cò mỗ)
Hình 3.16 Đo kiểm đường kính trục dàn cò và cò mổ
B5: Kiểm tra và so sánh các kích thước đã đo kiểm được theo giá trị tiêu chuẩn của động cơ
B1: Tháo lấy tất cả các đũa dẩy ra ngoài và vệ sinh sạch đũa đẩy
B2: Đặt đũa đẩy lên khung gá đo Sau đó lắp đặt và cân chỉnh dụng cụ đo (Đồng hồ so) theo đúng tiêu chuẩn (Cân chỉnh sao cho đầu dò của đồng hồ vừa tiếp xúc vào điểm giữa của đũa đẩy)
Hình 3.17 Cân chỉnh dụng cụ đo
B3: Lăn đũa đẩy trên khung gá và quan sát sự thay đổi giá trị của đồng hồ so B4: Kiểm tra và so sánh các giá trị đo kiểm được với giá trị tiêu chuẩn của động cơ (Kiểm tra tất cả các đũa đẩy)
3.2.4 Kiểm tra mặt quy-lat và xupap
Chất lượng bề mặt của mặt quy-lat là một tiêu chí rất quan trọng Nó quyết định đến độ kín của buồng đốt sau khi lắp đặt Vì vậy nó cần được đo kiểm cẩn thận theo các bước sau:
B1: Tháo rời mặt quy-lat ra khỏi thân máy và tháo rời tất cả các chi tiết lắp đặt trên mặt quy-lat
Hình 3.18 Mặt quy-lat được tháo rời
B2: Vệ sinh sạch mặt quy-lát để tránh các sai số trong quá trình đo kiểm
B3: Đặt một thanh kim loại thẳng và mịn lên mặt quy-lat và dùng thước lá để đo kiểm khe hở giữa mặt quy-lat và thanh kim loại theo như hình 3.19
(Đo ở nhiều vị trí dọc theo thanh kim loại theo đúng tiêu chuẩn trong bảng giá trị tiêu chuẩn của động cơ Đo theo 2 đường chéo của mặt quy lát và các vị trí song song với mắt quy-lat)
Hình 3.19 Đo kiểm độ phẳng của mặt quy-lat
B4: Đo kiểm đường kính ngoài của xupap Dùng panme đo đường ngoài của xupap theo vị trí đo trên hình (Đo kiểm theo giá trị tiêu chuẩn của động cơ) Đo kiểm nhiều lần để có được giá trị chính xác nhất, giảm thiểu sai số trong quá trình đo
Hình 3.20 Đo đường kính ngoài của xupap
B5: Dùng thước đo lỗ để đo và kiểm tra đường kính trong và độ đồng tâm của ống dẫn xupap (So sánh giá trị đường kính ngoài của xupap và đường kính trong của ống dẫn xupap để xác định khe hở giữa xupap và ống dẫn xupap)
Hình 3.21 Đo đường kính trong của ống dẫn xupap
B6: Kiểm tra tình trạng tiếp xúc của đế xupap và xupap Bôi kín chì đỏ lên đế xupap sau đó ấn xupap vào lại mặt quy-lat rồi rút xupap ra và kiểm tra vết chì trên đế xupap
Hình 3.22 Chất lượng tiếp xúc theo vết chì
Bánh đà là một bộ phận quan trọng của động cơ Nó đảm bảo độ ổn định và êm dịu của động cơ khi vận hành Các bước kiểm tra:
B1: Tháo bánh đà ra khỏi động cơ
Quy trình sửa chữa động cơ D4DB
3.3.1 Sửa chữa cụm mặt quy-lat và cơ cấu phân phối khí
B1: Chuẩn bị trước khi sữa chữa: Rửa sạch bụi bẩn bám trên động cơ và xung quanh khoang động cơ; Chuẩn bị sẵn các dụng cụ cần thiết cho quá trình tháo lắp (Tuýp, tua vít, cle, cảo chuyên dụng để tháo xupap, dung dịnh tẩy rửa động cơ, khăn sạch, các khây để đựng linh kiện, và các dụng cụ cần thiết khác)
B2: Xả hết nước làm mát động cơ và tháo rời ống dẫn nước làm mát từ cổ nước đến két nước làm mát
B3: Tháo các ống dẫn dầu Dùng cle nới các ốc cố định ống dẫn dầu đến kim phun theo ngược chiều kim đồng hồ sau đó tháo hết 4 ống cấp dầu đến kim phun đặt vào khây sạch
B4: Tháo các bộ phận được liên kết với mặt quy-lat (Nắp máy, cổ góp ống xả, cổ góp ống nạp, kim phun)
Hình 3.35 Rút lấy kim phun
B5: Tháo lấy dàn cò ra khỏi mặt quy-lat Dùng tuýp tháo hết các ốc cố định dàn cò (Vặn theo chiều ngược chiều kim đồng hồ, Chú ý tháo nới lần lược theo thứ tự từ ngoài vào trong và đối xứng) Sau đó rút lấy hết tất cả đũa đẩy
Hình 3.36 Tháo lấy dàn cò
B6: Tháo lấy mặt quy-lat Dùng tuýp nới và tháo tất cả các bulong mặt quy-lat (Tháo theo chiều ngược chiều kim đồng hồ và tháo lần lượt theo thứ tự trong hình 3.37) Sau khi tháo hết tất cả bulong quy-lat, ta dùng thanh kim loại nậy 1 gốc của mặt quy-lat để tách mặt quy lat ra khỏi thân máy và nhấc mặt quy-lat ra bên ngoài
Hình 3.37 Thứ tự tháo bulong quy-lat
B7: Dùng dung dịch tẩy rửa để vệ sinh sạch các chi tiết đã tháo rời, đặc biệt là mặt quy-lat Sau đó thổi khô và lau sạch các chi tiết và đặt lên bàn sạch để tiến hành các bước đo kiểm
B8: Tháo cụm các xupap Dùng cảo xupap để ép các lò xo xupap và lấy chốt giữ
Hình 3.38 Cảo ép lấy xupap
B9: Rút lấy các lò xo cùng các xupap ra khỏi mặt quy-lat Đồng thời dùng kiềm rút hết các phớt gic ra khỏi mặt quy-lat Phớt gic khi đã tháo ra cần phải thay mới hoàn toàn
Hình 3.39 Tháo lấy lò xo xupap và xupap
B10: Tiến hành đo kiểm các chi tiết của cụm mặt quy-lat và cơ cấu phân phối khí Sau khi đo kiểm xong tiến hành đưa ra các phương án giải quyết Đối với các chi tiết đã bị hao mòn vượt quá giới hạn cho phép thì thay mới toàn bộ (Phớt gic, bạc lót cò mỗ, đồng xu nước, lò xo xupap, xupap)
B11: Sau khi kiểm tra nếu phát hiện bề mặt mặt quy-lat hoặc mặt trên thân máy có các dấu hiệu hư hỏng cần tiến hành khắc phục (Nếu bề mặt không đủ phẳng cần phay phẳng bề mặt; Nếu mặt quy-lat xuất hiện vết nức không thể khắc phục cần tiến hành thay mới mặt quy-lat)
Hình 3.40 Bề mặt cần gia công của mặt quy-lat
Nếu miệng xupap không còn đủ điều kiện hoạt động tiến hành bước 11 Nếu miệng xupap còn đủ điều kiện hoạt động tiến hành bước 13
B12: Hiệu chỉnh miệng xupap Dùng máy cắt miệng xupap hoặc máy mài chân xupap để gia công lại biên dạng miệng xupap, đưa về kích thước tiêu chuẩn
Hình 3.41 Gia công hiệu chỉnh miệng xupap
B13: Hiệu chỉnh đế xupap Dùng máy mài chuyên dụng mài lại mặt xupap đưa về giá trị tiêu chuẩn Nếu vượt quá giới hạn cho phép cần tiến hành thay mới xupap
Hình 3.42 Gia công hiệu chỉnh xupap
B14: Xoáy xupap Phủ hợp chất chuyên dụng (Cát xoáy xupap) lên bề mặt xupap (Chú ý không để hợp chất bám trên thân xupap) Trộn hợp chất với một lượng nhỏ nhớt động cơ để bôi trơn trong quá trình gia công Chú ý cát xoáy xupap có hai loại là tinh và thô, dùng cát thô để xoáy trước sau đó dùng cát tinh để xoáy hoàn thiện
Hình 3.43 Bôi hợp chất chuyên dụng lên bề mặt xupap
Dùng dụng cụ chuyên dụng (cây xoáy xupap) đính lên bề mặt đấy xupap như hình 3.44, sau đó không ngừng xoay tròn đều đến khi bề mặt xupap và miệng xupap được ăn khít với nhau (Tiến hành xoáy tất cả các xupap)
Khi xoay xupap vừa lăn cây xoáy xupap vừa nâng hạ xupap để bề mặt xupap được mài đều
B15: Vệ sinh lại tất cả các chi tiết còn đủ điều kiện sử dụng để chuẩn bị cho công tác lắp ráp
B16: Chọn và kiểm tra lại các phụ tùng, chi tiết cần thiết chuẩn bị cho công tác lắp ráp Cần chú trọng trong việc chọn ron quy-lat và chọn loại ron, kích thước phù hợp
Hình 3.45 Dấu hiệu nhận dạng ron quy-lat Bảng 3.3 Bảng tra kích thước ron quy-lat tiêu chuẩn Độ trồi piston trung bình Kích thước ron quy-lat Độ dày ron quy-lat
B17: Lắp ráp lại cụm các xupap Đặt xupap và các chi tiết của cụm xupap vào đúng vị trí, sau đó dùng cảo xupap ép lò xo xupap để tra lại chốt cố định lò xo xupap (Thực hiện lần lượt cho tất cả các xupap)
Hình 3.46 Cảo ép lò xo, tra lại chốt cố định lò xo xupap
B18: Lắp ráp lại cụm dàn cò Dàn cò được lắp ráp lại theo thứ tự (5-2-3-4-1) như trong hình minh họa
Hình 3.47 Lắp ráp dàn cò
B19: Lắp đặt cụm mặt quy-lat với thân máy Đặt ron quy lát đã chọn lên mặt trên của thân máy theo đúng chiều Sau đó đặt cụm mặt quy-lat lên và vặn tất cả bulong mặt quy-lat vào đúng vị trí Cuối cùng tiến hành siết lực cho tất cả các bulong (Thứ tự siết các bulong cần được thực hiện theo đúng như hình 3.48 và lực siết cùng góc siết cần được đảm bảo theo đúng tiêu chuẩn)
Hình 3.48 Thứ tự siết bulong quy-lat
Sau khi siết lực hoàn thành ta đặt tất cả đủa đẩy vào vị trí Cần đặt chính xác không để bị kênh hoặc cấn đủa đẩy
Hình 3.49 Hoàn thành công tác lắp đủa đẩy
MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ QC480ZLQ TRÊN XE TẢI VINAXUKI 1.2 TẤN
Khái quát động cơ QC480ZLQ
4.1.1 Giới thiệu động cơ Động cơ QC480ZLQ là loại động cơ diesel được trang bị trên dòng xe tải VINAXKI 1,2 tấn Động cơ QC480ZLQ được trang bị turbo tăng áp và đạt tiêu chuẩn khí thải EURO 2
Hình 4.1 Động cơ QC480ZLQ
4.1.2 Thông số kỹ thuật động cơ Để thuận tiện cho quá trình kiểm tra sửa chữa động cơ ta cần lưu ý đến các thông số kỹ thuật của động cơ
Bảng 4.1 Thông số động cơ QC480ZLQ
Kiểu động cơ Động cơ I4
Cơ chế van Van đặt trên
Dung tích xylanh 1,809 lít Đường kính x Hành trình piston 80x90 mm
Kiểu bơm nhiên liệu PVE
Số vòng xec-măng 2 xec-măng khí + 1 xec-măng dầu
Công suất cực đại 38/3000 (vòng/phút)
Momen xoắn cực đại 131/2000 (vòng/phút)
Kiểu giải nhiệt Giải nhiệt bằng nước
Chế tạo mô hình động cơ
4.2.1 Chế tạo khung gá mô hình
Căn cứ vào kích thước và khối lương động cơ chọn thông số khung mô hình như sau: Kích thước khung mô hình (Dài x rộng x cao: 1,17 x 0,53 x 0,37 m); Kích thước bao của mô hình (Dài x rộng x cao: 1,17 x 0,53 x 1,05 m)
Chọn vật liệu làm khung: Sắt chữ V50x5mm; Bánh xe: 2 bánh cố định, 2 bánh dẫn hướng
Sau có kích thước khung gá mô hình và chọn được vật liệu, nhóm tiến hành cắt sắt theo đúng số đo đã định Tiếp theo tiến hành hàn các thanh sắt đã cắt tạo thành khung gá mô hình như đã tính toán lúc ban đầu
Hình 4.2 Chế tạo khung gá động cơ
4.2.2 Cấu tạo động cơ Động cơ sử dụng cho mô hình gồm các bộ phận sau:
− Nắp dàn cò Nắp được chế tạo từ nhôm Nó giúp che chắn, tránh để bụi bẩn rơi vào hệ thống dàn cò và ngăn không cho nhớt bôi trơn động cơ bắn ra bên ngoài
− Thân máy là một bộ phận quan trọng của động cơ Nó là nới chứa các piston, trục khuỷu, thanh truyền và nhiều chi tiết khác của động cơ Nó cũng đòi hỏi độ chính xác bề mặt lắp ghép cao Thân máy được chế tạo từ gang
− Mặt quy-lat là bộ phận quan trọng của động cơ Nó là nới chứa cơ cấu phân phối khí Mặt quy-lat kết hợp với thân máy tạo thành không gian buồng đốt của động cơ Nó đòi hỏi độ chính xác bề mặt lắp ghép cao Để đảm bảo độ bền thì mặt quy- lat được chế tạo từ thép và pha trộn thêm tinh thể đồng
− Bầu lọc ngưng hơi nhớt là một bộ phận không thể thiếu với động cơ vì đặt tính của động cơ QC480ZLQ khi vận hành sẽ tạo ra rất nhiều hơi nhớt Chính vì vậy động cơ cần có bầu lọc ngưng hơi nhớt để lọc lại hơi nhớt do động cơ tạo ra tránh để hơi nhớt thoát ra ngoài gây cạn nhớt bôi trơn nhanh chóng
Hình 4.6 Bầu lọc ngưng hơi nhớt
− Bơm cao áp là bộ phận quan trọng đối với động cơ diesel như động cơ QC480ZLQ Nó là bộ phận giúp bơm dầu với áp suất cao vào buồng đốt động cơ ở đầu kỳ nổ giúp động cơ có thể hoạt động được
− Cụm cổ góp ống xả và turbo tăng áp là cụm chi tiết giúp động cơ tăng áp suất và lượng gió nạp vào buồng đốt động cơ nhờ sử dụng lực đẩy sinh ra từ khí xả của động cơ trong quá trình vận hành Cụm turbo tăng áp cần được lưu ý kiểm tra vì sau thời gian dài sử dụng bộ phận này thường bị lòn nhớt và đẩy ngược nhớt lên ống nạp và trực tiếp bị hút vào buồng đốt động cơ gây ảnh hưởng xấu đến quá trình vận hành của động cơ
Hình 4.8 Cụm cổ góp ống xả và turbo tăng áp
− Để động cơ có thể hoạt động được ta cần phải khởi động động cơ lúc ban đầu Quá trình khởi động lúc ban đầu được thực hiện bằng máy khởi động Máy khởi động của động cơ QC480ZLQ chính là một động cơ điện 12V với cơ cấu gài răng đặc biệt giúp kết nối bánh răng bendix với bánh đà trong quá trình khởi động
4.2.3 Kiểm tra tổng thể động cơ
Tình trạng động cơ: cũ, để lâu ngày không hoạt động, thiếu một số chi tiết (Nắp dàn cò, cổ nước, nắp bích bánh răng bơm cao áp) Sau khi kiểm tra tổng thể tiến hành vệ sinh sơ bộ và khởi động lại động cơ để kiểm tra chuyên sâu và mua bổ sung các cho tiết còn thiếu
Hình 4.10 Tình trạng động cơ ban đầu
B1: Vệ sinh sơ bộ động cơ Chúng em tiến hành tháo rã một vài chi tiết xung quang động cơ (Máy khởi động, máy phát, cánh quạt) để tiện cho quá trình vệ sinh Dùng dung dịch vệ sinh dầu nhớt để xịt rửa trôi dầu nhớt và dùng cọ để đánh sạch các cặn bẩn bám xung quang động cơ
Hình 4.11 Vệ sinh sơ bộ động cơ
B2: Khởi động động cơ ban đầu Cho động cơ hoạt động ở các mức ga khác nhau và liên tục trong khoảng 10 phút để kiểm tra tình trạng hoạt động của động cơ
Hình 4.12 Khởi động động cơ ban đầu và kiểm tra hoạt động
Sau khi cho động cơ nổ ban đầu phát hiện động cơ nổ ra nhiều khói trắng, và động cơ rất khó khởi động khi máy nguội và khi máy nóng
Sau quá trình quan sát và kiểm tra sơ bộ quyết định hạ máy để trung tu động cơ
B1: Tháo rã sơ bộ các chi tiết của động cơ (Tháo bánh đà, ống dẫn dầu vào kim phun, tháo bơm cao áp, tháo máy khởi động, tháo máy phát)
Hình 4.13 Tháo rã sơ bộ động cơ
Dùng cle 17 tháo nới các ốc khóa cố định ống dẫn dầu tại vị trí bơm dầu và vị trí kim phun Sau đó lấy tất cả ống dẫn dầu đặt vào khay sạch để chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo
Hình 4.14 Tháo các ống dẫn dầu đến kim phun