Van an toàn có thể được gắn bên trong lọc nhớt hoặc gần gần dó để trong trường hợp lõi lọc bị tắc thì nhớt vẫn có thể đi trực tiếp tới đường nhớt bôi trơn mà không đi qua lõi lọc, do đó
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG CƠ THAM KHẢO
Phân tích thông số kỹ thuật, đặc điểm kết cấu các cơ cấu và sơ đồ nguyên lý các hệ thống động cơ ISUZU 4JB1-TC
I Hệ thống nhiên liệu trên động cơ ISUZU 4JB1-TC.
Hệ thống phun nhiên liệu diesel truyền thống, sử dụng hệ thống bơm phun phân phối kiểu VE Các bộ phận chính trong hệ thống nhiên liệu bao gồm:
Hình 1-1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ 4JB1-TC
Thùng nhiên liệu, đường ống dẫn, lọc tách nước, lọc nhiên liệu, bơm cao áp VE, kim phun nhiên liệu Hệ thống nhiên liệu sử dụng bơm cao áp VE với công nghệ chế tạo bơm cao áp bằng một bộ piston vừa quay vừa chuyển động tịnh tiến bên trong một xylanh Áp suất cao áp của nhiên liệu sẽ chuyển đến từng kim phun thông qua bộ chia dầu và đường ống dẫn dầu độc lập cho từng kim phun Với dầu có áp suất cao sẽ thắng được lực lò xo bên trong kim phun và nhiên liệu được phun ra ngoài Để đảm bảo nhiên liệu được phun đúng thời điểm ta cần cân bơm và cân cam đúng tài liệu sửa chữa
+ Bơm cung cấp nhiên liệu:
Là loại bơm bánh răng được dẫn động từ trục cam làm quay đĩa cam, chốt được gắn vào đĩa cam đồng thời ngàm chặt piston làm cho piston quay cùng đĩa cam
Hình 1-2: Bơm cung cấp nhiên liệu động cơ 4JB1-TC Để piston chuyển động tịnh tiến, đĩa cam có các vấu cam được bố trí đều nhau quanh chu vi đĩa cam Các đĩa cam luôn tiếp xúc với các con lăn bởi vì piston cũng luôn tỳ lên các con lăn này Do đó khi đĩa cam quay sẽ làm cho piston có thể quay theo và nhờ các vấu cam piston cũng chuyển động tịnh tiến một cách đồng thời Vì piston vừa chuyển động tịnh tiến vừa chuyển động quay nên có thể hút nhiên liệu vào buồng áp suất, tạo áp suất trong đó và phân phối đến các xylanh
Bộ điều tốc được đặt ở phần trên của bơm cao áp, bốn quả văng và một vành của bộ điều tốc được gắn trên trục của bộ điều tốc
Cụm giữ, quả văng quay và tăng tốc được là nhờ bánh răng trục cam bơm thông qua khớp nối cao su Cụm cần điều tốc được đỡ bởi bu lông vỏ bơm và chốt cầu ở dưới gài vào vành điều khiển đồng thời trượt trên vành ngoài của piston
Phía trên cùng cụm điều tốc được nối với lò xo điều tốc bằng một chốt chặn, còn đầu kia của lò xo được nối với bộ điều khiển
Trục cần điều khiển được gài với vỏ của bộ điều tốc và trục cần điều khiển được gắn trên trục Bàn đạp ga được gắn trực tiếp với trục điều khiển bằng dây cáp và lò xo bộ điều tốc sẽ thay đổi tùy thuộc vào vị trí bàn đạp ga
Lượng phun nhiên liệu được tiết nhờ 2 lực đối kháng nhau, lực ly tâm quả văng và lực ly tâm bộ điều tốc
Lực ly tâm của quả văng thay đổi theo tốc độ động cơ và tác động lên cần của bộ điều tốc qua vành của bộ điều tốc
Lực lò xo bộ điều tốc tùy thuộc vào vị trí bàn đạp ga, sẽ tác động lên cần bộ điều tốc qua chốt chặn.
+ Bộ điều khiển phun sớm: Ở phía buồng áp thấp có lắp một lò xo định sẵn lực ép, áp suất nhiên liệu buồng bơm tác dụng lên phía đối diện
Bộ điều khiển phun sớm được bố trí phía dước bơm cao áp, trong đó có một piston
Vị trí piston của bộ phun sớm phụ thuộc vào lực tạo ra từ hai bộ áp suất này, nó tác động lên giá đỡ và con lăn Khi piston nén lò xo thì thời điểm phun sẽ sớm lên và ngược lại
Hình 1-4: Bộ điều khiển phun sớm
+ Bơm tiếp vận nhiên liệu:
Bơm cung cấp nhiên liệu gồm rôto, các cánh gạt và nòng xylanh bơm
Hình 1-5: Sơ đồ bơm tiếp vận nhiên liệu
Trục dẫn động bơm quay truyền qua then và kéo rôto quay theo Mặt trong của nòng xylanh được thiết kế lệch tâm với rôto Trên rôto có lắp bốn cánh gạt
Lực ly tâm sẽ làm văng cánh gạt ra trong khi quay và cánh sẽ tiếp xúc với mặt trong nòng xylanh để tạo ra bốn buồng nhiên liệu
Do đó, thể tích của bốn buồng này tăng lên nhờ việc quay này để hút nhiên liệu từ thùng nhiên liệu Ngược lại, khi thể tích bốn buồng này giảm đi thì nhiên liệu được nén lại và áp suất tăng lên
+ Van điều tiết : Áp suất nhiên liệu ở bơm cung cấp tăng tỷ lệ thuận với tốc độ bơm Tuy nhiên tổng lượng nhiên liệu được sử dụng cho việc phun cần thiết cho động cơ ít hơn nhiều so với lượng nhiên liệu đến từ bơm cung cấp
Vì vậy, để tránh việc tăng nhiên liệu quá mức áp suất nhiên liệu ở buồng bơm do thừa nhiên liệu và để điều chỉnh áp suất nhiên liệu ở buồng bơm luôn nằm trong một áp suất nhất định, ở gần đường ra bơm cung cấp có gắn một van điều tiết áp suất (van điều áp) Bộ điều khiển thời điểm phun hoạt động nhờ áp suất buồng bơm được điều tiết bằng van điều áp
+ Van điện từ ngắt nhiên liệu:
Van điện từ được ngắt và mở bởi một chìa khóa công tắc, công dụng là ngắt hoặc cho nhiên liệu đi vào buồng cao áp
Khi mở công tắc, dòng điện được cấp qua van điện, phần ứng ở tâm của van điện từ được hút lên và nhiên liệu được cho chảy vào piston bơm Khi ngắt dòng điện, dưới áp lực của lò xo sẽ đóng đường dầu vào piston và động cơ ngừng hoạt động
Hình 1-7: Van điện từ ngắt nhiên liệu
II Hệ thống làm mát trên động cơ Mer 274.
Trong quá trình làm việc động cơ đốt trong, nhiệt truyền cho các chi tiết, tiếp xúc với khí cháy ( piston , xéc măng, xu-pap, nắp xy-lanh, thành xy-lanh,
…) chiếm khoảng 25 ÷ 35% nhiệt lượng do nhiên liệu cháy trong buồng cháy tỏa ra Vì vậy, các chi tiết đó thường bị đốt nóng mãnh liệt như: nhiệt độ đỉnh piston có thể lên đến 600˚ C , còn nhiệt độ nấm xu-pap có khi lên đến 900˚C.
Nhiệt độ các chi tiết động cơ cao sẽ gây ra các hậu quả xấu như :
Phụ tải nhiệt của các chi tiết động cơ lớn, làm giảm sức bền, độ cứng vững và tuổi thọ của chúng
Do nhiệt độ cao, độ nhớt của dầu bôi trơn giảm nên tổn thất ma sát tăng.
Có thể gây bó kẹt piston trong xy-lanh do hiện tượng giãn nở nhiệt.
Đối với động cơ xăng, dễ phát sinh hiện tượng cháy kích nổ. Để khắc phục các hậu quả trên , cần thiết phải làm mát động cơ Hệ thống làm mát động cơ có nhiệm vụ nhận nhiệt từ khí cháy truyền qua thành buồng cháy (thành vách xy-lanh) thông qua môi chất làm mát để đảm bảo nhiệt độ của các chi tiết không quá nóng cũng không quá nguội Quá nóng sẽ gây hiện tượng xấu như đã nói ở trên, còn quá nguội cũng không tốt Vì nếu động cơ quá nguội có nghĩa là động cơ được làm mát quá nhiều vì thế tổn thất nhiệt nhiều, nhiệt lượng dung để sinh công ít Do đó, hiệu suất nhiệt của động cơ thấp.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Thiết kế hệ thống nhiên liệu
1.1 Phân tích nhiệm vụ, yêu cầu.
Cung cấp nhiên liệu cần thiết vào động cơ Trong hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel sẽ bao gồm các bộ phận như xi lanh, piston được lắp đặt trực tiếp vào thân bơm phun Nhiên liệu sẽ được nén đến áp suất cao, sau đó vận chuyển đến kim phun và phân tán nhiên liệu vào buồng đốt của động cơ.
Điều chỉnh lượng nhiên liệu Lượng không khí được nạp vào động cơ diesel hầu như là không đổi và không phụ thuộc vào tốc độ quay hay tải trọng Vì công suất động cơ tỉ lệ thuận với lượng phun nên khi hệ thống nhiên liệu diesel thay đổi lượng phun sẽ khiến cho công suất và mức tiêu thụ nhiên liệu thay đổi
Điều chỉnh thời gian phun Hệ thống diesel sẽ có nhiệm vụ phun nhiên liệu đến xi lanh vào một thời điểm thích hợp Nhờ vậy, động cơ có thể đốt cháy nhiên liệu một cách dễ dàng và nhanh chóng.
- Bên và có độ tin cậy cao.
- Dễ chế tạo, giá thành chế tạo rẻ.
- Dễ dàng và thuận tiện trong việc tháo lắp, bảo dưỡng.
1.2 Phân tích sơ đồ hệ thống.
Nguyên lí hoạt động của hệ thống:
-Nhiên liệu được hút từ bình nhiên liệu bằng bơm cánh gạt qua bình lọc nhiêu liệu để lọc sách các tạp chất ở đầu ra của lọc nhiên liệu có bộ ổn định áp suất nhằm điều khiển áp suất của dòng nhiên liệu và giữ cho nó luôn ổn định Sau đó nhiên liệu được đưa đến bơm phân phối VE Bơm phân phối tạo áp suất cao để đẩy nhiên liệu vào các bộ phận phân phối, và từ đó nhiên liệu được phân phối đến từng vòi phun để đáp ứng nhu cầu đốt cháy để động cơ hoạt động Lượng nhiên liệu còn thừa sẽ theo ống hồi để trở về lại thùng nhiên liệu Các vòi phun sẽ phun nhiên liệu vào ống nạp tùy theo các tín hiệu phun của ECU Các tín hiệu phun của ECU sẽ được quyết định sau khi nó nhận được các tín hiệu từ các cảm biến và nhiên liệu sẽ được ECU điều chỉnh phù hợp với tình trạng hoạt động của động cơ.
+ Thùng nhiên liệu + Lọc nhiên liệu + Bơm phân phối + Bộ điều tốc + Bộ điều khiển phun sớm + Van điều tiết
+ Van điện từ ngắt nhiên liệu + Vòi phun
-Thùng nhiên liệu thường được thiết kế với dung tích phù hợp để đảm bảo động cơ hoạt động suốt một khoảng thời gian dài trước khi cần tiếp tục nạp nhiên liệu.
-Thùng nhiên liệu dùng để chứa nhiên liệu được nạp vào và nhiên liệu hồi về.
-Bộ lọc nhiên liệu khử bụi bẩn và các tạp chất trong nhiên liệu được bơm lên bởi bơm nhiên liệu.
-Bơm nhiên liệu: Bơm VE chịu trách nhiệm bơm nhiên liệu từ bể nhiên liệu đến các bộ phận xử lý nhiên liệu và cuối cùng đến các vòi phun nhiên liệu trong xi-lanh Nó sử dụng một bộ cơ cấu bơm và trục khuỷu nằm trong hộp bơm để tạo áp suất cần thiết cho nhiên liệu.
-Bộ điều chỉnh nhiên liệu: Bơm VE có một bộ điều chỉnh nhiên liệu (thường là một bộ điều chỉnh điện tử) để kiểm soát lượng nhiên liệu được cung cấp cho động cơ Bộ điều chỉnh này nhận tín hiệu từ các cảm biến động cơ như cảm biến áp suất nạp, cảm biến vị trí bơm và cảm biến vòng quay động cơ Dựa trên các thông số này, bộ điều chỉnh nhiên liệu điều chỉnh áp suất và lượng nhiên liệu được bơm đến xi-lanh theo yêu cầu của động cơ.
-Phân phối nhiên liệu: Bơm VE cũng chịu trách nhiệm phân phối nhiên liệu đến các vòi phun nhiên liệu trong xi-lanh theo thứ tự chính xác Bộ cơ cấu bơm trong bơm VE quay theo một động cơ chủ động, thường là từ trục cam, và điều này điều khiển việc phân phối nhiên liệu đến từng xi-lanh trong đúng thời điểm.
-Điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu: Bơm VE cũng có khả năng điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu, cho phép tối ưu hóa quá trình đốt cháy trong xi-lanh
Bằng cách điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu, bơm VE có thể đáp ứng các yêu cầu khác nhau của động cơ trong các điều kiện hoạt động khác nhau, như tốc độ, tải và nhu cầu công suất
-Bộ điều tốc được đặt ở phần trên của bơm cao áp, bốn quả văng và một vành của bộ điều tốc được gắn trên trục của bộ điều tốc
-Cụm giữ, quả văng quay và tăng tốc được là nhờ bánh răng trục cam bơm thông qua khớp nối cao su Cụm cần điều tốc được đỡ bởi bu lông vỏ bơm và chốt cầu ở dưới gài vào vành điều khiển đồng thời trượt trên vành ngoài của piston
-Phía trên cùng cụm điều tốc được nối với lò xo điều tốc bằng một chốt chặn, còn đầu kia của lò xo được nối với bộ điều khiển
-Trục cần điều khiển được gài với vỏ của bộ điều tốc và trục cần điều khiển được gắn trên trục Bàn đạp ga được gắn trực tiếp với trục điều khiển bằng dây cáp và lò xo bộ điều tốc sẽ thay đổi tùy thuộc vào vị trí bàn đạp ga
-Lượng phun nhiên liệu được tiết nhờ 2 lực đối kháng nhau, lực ly tâm quả văng và lực ly tâm bộ điều tốc
-Lực ly tâm của quả văng thay đổi theo tốc độ động cơ và tác động lên cần của bộ điều tốc qua vành của bộ điều tốc
-Lực lò xo bộ điều tốc tùy thuộc vào vị trí bàn đạp ga, sẽ tác động lên cần bộ điều tốc qua chốt chặn.
*Bộ điều khiển phun sớm:
-Ở phía buồng áp thấp có lắp một lò xo định sẵn lực ép, áp suất nhiên liệu buồng bơm tác dụng lên phía đối diện
-Bộ điều khiển phun sớm được bố trí phía dước bơm cao áp, trong đó có một piston
-Vị trí piston của bộ phun sớm phụ thuộc vào lực tạo ra từ hai bộ áp suất này, nó tác động lên giá đỡ và con lăn Khi piston nén lò xo thì thời điểm phun sẽ sớm lên và ngược lại
*Van điều tiết : Áp suất nhiên liệu ở bơm cung cấp tăng tỷ lệ thuận với tốc độ bơm Tuy nhiên tổng lượng nhiên liệu được sử dụng cho việc phun cần thiết cho động cơ ít hơn nhiều so với lượng nhiên liệu đến từ bơm cung cấp
*Van điện từ ngắt nhiên liệu:
-Van điện từ được ngắt và mở bởi một chìa khóa công tắc, công dụng là ngắt hoặc cho nhiên liệu đi vào buồng cao áp
-Khi mở công tắc, dòng điện được cấp qua van điện, phần ứng ở tâm của van điện từ được hút lên và nhiên liệu được cho chảy vào piston bơm Khi ngắt dòng điện, dưới áp lực của lò xo sẽ đóng đường dầu vào piston và động cơ ngừng hoạt động
Thiết kế hệ thống làm mát
2.1 Mục đích của hệ thống làm mát.
Trong quá trình làm việc động cơ đốt trong, nhiệt truyền cho các chi tiết, tiếp xúc với khí cháy ( piston , xéc măng, xu-pap, nắp xy-lanh, thành xy-lanh,…) chiếm khoảng 25 ÷ 35% nhiệt lượng do nhiên liệu cháy trong buồng cháy tỏa ra.
Vì vậy, các chi tiết đó thường bị đốt nóng mãnh liệt như: nhiệt độ đỉnh piston có thể lên đến 600˚ C , còn nhiệt độ nấm xu-pap có khi lên đến 900˚C.
Nhiệt độ các chi tiết động cơ cao sẽ gây ra các hậu quả xấu như :
Phụ tải nhiệt của các chi tiết động cơ lớn, làm giảm sức bền, độ cứng vững và tuổi thọ của chúng
Do nhiệt độ cao, độ nhớt của dầu bôi trơn giảm nên tổn thất ma sát tăng.
Có thể gây bó kẹt piston trong xy-lanh do hiện tượng giãn nở nhiệt.
Đối với động cơ xăng, dễ phát sinh hiện tượng cháy kích nổ.
Để khắc phục các hậu quả trên , cần thiết phải làm mát động cơ Hệ thống làm mát động cơ có nhiệm vụ nhận nhiệt từ khí cháy truyền qua thành buồng cháy (thành vách xy-lanh) thông qua môi chất làm mát để đảm bảo nhiệt độ của các chi tiết không quá nóng cũng không quá nguội Quá nóng sẽ gây hiện tượng xấu như đã nói ở trên, còn quá nguội cũng không tốt Vì nếu động cơ quá nguội có nghĩa là động cơ được làm mát quá nhiều vì thế tổn thất nhiệt nhiều, nhiệt lượng dung để sinh công ít Do đó, hiệu suất nhiệt của động cơ thấp.
Mặt khác, do nhiệt độ động cơ thấp, độ nhớt của dầu nhờn tang, khiến cho dầu nhờn khó lưu động làm tổn thất cơ giới và tổn thất ma sát Hơn nữa, khi nhiệt độ thành xy-lanh thấp quá, nhiên liệu sẽ nưng tụ trên bề mặt thành xy-lanh làm cho màng dầu bôi trơn sẽ bị nhiên liệu rửa sạch Nếu trong nhiên liệu có nhiều thành phần lưu huỳnh thì có thể dễ tạo ra các axit do sự kết hợp của nhiên liệu và hơi nước ngưng tụ trên bề mặt thành xy-lanh Các axit đó gây ra hiện tượng ăn mòn kim loại.
Tóm lại, mức độ làm mát của động cơ ảnh hưởng rất lớn đến các chi tiêu kinh tế và công suất động cơ Hệ thống làm mát động cơ [4JB1] sử dụng hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức: Do tốc độ lưu động của nước trong hệ thống tuần hoàn đối lưu bé; vì vậy, để tang tốc độ lưu động của nước, người ta thường dung hệ thống tuần hoàn cưỡng bức Trong hệ thống đó, nước lưu động được không phải do hiện tượng đối lưu mà do sức đẩy của cột nước do bơm nước tạo ra.
2.2 Yêu cầu của hệ thống làm mát. Đối với động cơ 4JB1 cũng như các động cơ lắp trên xe con thì hệ thống làm mát phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Làm việc êm dịu, tiêu hao công suất cho làm mát bé.
- Bảo đảm nhiệt độ của môi chất làm mát tại cửa ra van hằng nhiệt ở khoảng 8395 0 C và nhiệt độ của dầu bôi trơn trong động cơ khoảng 95÷115 0 C.
- Bảo đảm động cơ làm việc tốt ở mọi chế độ và mọi điều kiện khí hậu cũng như điều kiện đường sá, kết cấu nhỏ gọn, dễ bố trí.
2.3 Nhiệm vụ của hệ thống làm mát.
Hệ thống làm mát của động cơ 4JB1 nhiệm vụ làm mát động cơ, máy nén và dầu bôi trơn.
2.3.1 Làm mát động cơ và máy nén
Hệ thống làm mát có nhiệm vụ chính là làm mát động cơ, bảo đảm động cơ có nhiệt độ ổn định trong suốt quá trình làm việc Ngoài ra, hệ thống cũng có nhiệm vụ không kém phần quan trọng đó là rút ngắn thời gian chạy ấm máy, nhanh chóng đưa động cơ đạt đến nhiệt độ làm việc Bên cạnh đó hệ thống làm mát còn làm mát cho máy nén khí nhằm tăng hiệu suất cho máy nén khí Đường nước làm mát máy nén khí được trích từ đường nước chính làm mát động cơ.
2.3.2 Làm mát dầu bôi trơn
Trong quá trình làm việc của động cơ, nhiệt độ của dầu bôi trơn tăng lên không ngừng do các nguyên nhân cơ bản sau:
- Dầu bôi trơn phải làm mát các trục, tỏa nhiệt lượng sinh ra trong quá trình ma sát các ổ trục ra ngoài.
- Dầu bôi trơn tiếp xúc trực tiếp với các chi tiết máy có nhiệt độ cao như cò mổ, đuôi xupáp, piston Để đảm bảo nhiệt độ làm việc của dầu ổn định, giữ độ nhớt dầu ít thay đổi và đảm bảo khả năng bôi trơn, vì vậy cần phải làm mát dầu bôi trơn Đường dầu bôi trơn được khoan song song với đường nước làm mát động cơ Khi nước làm mát động cơ đồng thời làm mát luôn cho dầu bôi trơn, nhằm hạ nhiệt độ cho dầu bôi trơn.
2.4 Sơ đồ và nguyên lí làm việc của hệ thống làm mát động cơ.
- Hệ thống làm mát động cơ có thể được chia làm hai loại: hệ thống làm mát bằng chất lỏng làm mát và hệ thống làm mát bằng không khí Hệ thống làm mát bằng không khí có thể được thấy trên các loại xe máy số hiện nay Hệ thống làm mát bằng nước làm mát được sử dụng chủ yếu trên ô tô do khả năng làm mát hiệu quả của nó trong hầu hết các điều kiện vận hành trên xa lộ hay trong thành phố thường xuyên tắt đường.
- Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức khắc phục được nhược điểm trong hệ thống làm mát kiểu đối lưu Trong hệ thống này, nước lưu động do sức đẩy cột nước của bơm nước tạo ra Tùy theo số vòng tuần hoàn và kiểu tuần hoàn ta có các loại tuần hoàn cưỡng bức như: hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức một vòng kín, kiểu cưỡng bức một vòng hở, kiểu cưỡng bức hai vòng tuần hoàn.
Mỗi kiểu làm mát có những nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm, phạm vi sử dụng khác nhau.
- Đối với động cơ 4JB1 sẽ sử dụng hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức một vòng kín
Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức một vòng rất phổ biến trên động cơ ô tô, máy kéo và động cơ tĩnh tại
Hình 2-2: Sơ đồ nguyên lí hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức một
Nước làm mát có nhiệt độ thấp được bơm 12 hút từ bình chứa phía dưới của két nước 7 qua đường ống 10 rồi qua két 13 để làm mát dầu sau đó vào động cơ Để phân phối nước làm mát đồng đều cho các xylanh và làm mát đều cho mỗi xylanh, nước sau khi bơm vào thân máy 1 chảy qua ống phân phối 14 đúc sẵn
Hình 2-1: Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức một vòng trên động cơ ô tô
1- Nước làm mát nắp xy lanh 2- Các đường nước làm mát động cơ 3- Van điều nhiệt và đường nối tắt về bơm 4- Nước về két 5- Nước ra khỏi két 6- Nước vào làm mát thân máy 7- Nước vào làm mát xylanh và nắp xylanh
DANH SÁCH 1.Làm mát bằng nước 2.Bơm nước
3.Máy nén khí4.Quạt làm mát5.Két làm mát6.Bầu lọc7.Van hằng nhiệt8.Bọng nước trên nắp máy sau khi đã làm mát trong thân máy Sau khi làm mát xylanh, nước lên làm mát nắp máy rồi theo đường ống 3 ra khỏi động cơ với nhiệt độ cao đến van hằng nhiệt 5 Khi van hằng nhiệt mở, nước qua van vào bình chứa phía trên của két nước Tiếp theo nước từ bình chứa trên đi qua các ống mỏng có gắn các cánh tản nhiệt Tại đây, nước được làm mát bởi dòng không khí qua két do quạt 8 tạo ra Quạt được dẫn động bằng puly từ trục khuỷu của động cơ Tại bình chứa phía dưới của két làm mát, nước có nhiệt độ thấp lại được bơm hút vào động cơ thực hiện một chu trình làm mát tuần hoàn.
2.5 Phân tích kết cấu và tính toán bơm, két làm mát và quạt làm mát.
- Bơm nước có tác dụng cung cấp lưu lượng nước với một áp suất nhất định trong hệ thống để làm mát cho động cơ Hiện nay, đối với các động cơ đốt trong làm mát bằng nước kiểu tuần hoàn cưỡng bức thì bơm ly tâm được sử dụng rộng rãi nhất vì nó đơn giản, có cấu trúc chắc chắn và giá thành hợp lí
- Hình 2-3 dưới đây giới thiệu cấu tạo của bơm ly tâm, bơm này được truyền động nhờ dây đai của quạt lắp trên một trục chung với quạt Máy bơm ly tâm hoạt động không tích cực và không tạo ra áp suất cao Nó chỉ đơn giản bao gồm một vỏ bên trong mà một bánh công tác chứa vanc-s được quay Nước đi vào ống dẫn nước từ đáy của bộ tản nhiệt và được dẫn bằng một lối đi đến tâm của bánh công tác, nơi nước được các cánh quạt quay giữ lại Do lực ly tâm, nước bị ném vào vỏ tĩnh Động năng do bánh công tác truyền vào nước được chuyển thành năng lượng áp suất trong vỏ cố định để tạo ra chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra của máy bơm, gây ra sự tuần hoàn cưỡng bức của nước trong hệ thống Do bánh công tác luôn chìm trong nước nên phớt được sử dụng để tạo mối nối kín nước nơi trục bánh công tác đi qua vỏ.
Hình 2-3: Cấu tạo của bơm ly tâm
Thiết kế hệ thống bôi trơn 4JB1
3.1 Phân tích nhiệm vụ và yêu cầu hệ thống bôi trơn 4JB1.
Hệ thống bôi trơn động cơ đốt trong có nhiệm vụ đưa dầu từ các-te đến các mặt ma sát, đồng thời lọc sạch những tạp chất trong dầu nhờn khi dầu nhờn tẩy rửa các mặt ma sát này là làm mát dầu nhờn để đảm bảo tính năng hóa lý của nó.
Hệ thống bôi trơn của các loại động cơ đốt trong đều dùng dầu nhờn để làm giảm ma sát của ổ trục, đưa nhiệt lượng do ma sát sinh ra ra khỏi ổ trục Ngoài ra, dầu nhờn còn bảo vệ các bề mặt của các chi tiết trong động cơ không bị gỉ (oxy hóa bề mặt).
3.2 Phân tích sơ đồ hệ thống bôi trơn động cơ 4JB1.
Hình 3-1: Sơ đồ hệ thống bôi trơn động cơ 4JB1.
Bơm dầu hút dầu từ hộp cacte sau khi đã được lọc sơ bộ tại lưới lọc đặt trước cổ hút bơm dầu nhờn trong hộp cacte, đưa dầu đến bộ làm mát dầu bôi
2 trơn Dầu bôi trơn sau khi được làm mát (nếu nhiệt độ của dầu quá lớn) qua bầu lọc dầu 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,
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.
3.3 Tính toán thông số hệ số bôi trơn động cơ 4JB1.
3.3.1 Các thông số cơ bản của ổ trượt hình trụ p v o' o
Hình 3-2: Vị trí của trục trong ổ trục và sự phân bố của áp suất thủy động lực trong mảng dầu. Ổ trượt của phần lớn động cơ đốt trong là ổ trượt hình trụ (ổ đầu to thanh 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 thủy động lực học trong màng dầu phân bố như Hình 3-2 Trong đó: Φ1, Φ2 - Góc ứng với điểm bắt đầu chịu tải và điểm kiết 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 l/d - Chiều dài tương đối của ổ trục. e - Độ lệch tâm tuyệt đối. χ - Độ lệch tâm tương đối. χ = e/δ K - Áp suất trên ổ trục, tính trên đơn vị diện tích hình chiếu của diện tích chịu tải của ổ trục.
K= P/b.d hmin - Chiều dày nhỏ nhất của màng dầu. hmin = - e = - . = (1-). hmax - Chiều dày lớn nhất của màng dầu. hmax = - e = + . = (1+)
3.3.2 Điều kiện hình thành màng dầu chịu tải
Khi động cơ chưa làm việc, trực tiếp tiếp xúc với ổ trục ở điểm a Hình 3-2 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 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, lưc Q tác dụng lên ổ trục có trị số và ảnh hưởng 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 3-2.
Khi lớp dầu bị cuốn vào khe hở hẹp, do tính chất không chịu nến 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 thủy động lực học trong lớp dầu càng lớn, càng gần hmin thì nó càng lớn khi vận tốc của trục đạt đến gần một vị trí nào đó, tổng các lực trên phương thẳng đứng của áp suất thủy 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 thủy 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 ấp suất sinh ra trong lớp dầu đủ khả năng cân bằng với tải trọng ngoài.
3.3.3 Tính kiểm tra màng dầu
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 Trong đó:
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
Chọn h th = 0,0035 (mm) Để an toàn thì hệ số tin cậy của điều kiện bôi trơn sẽ là:
K = hmin /hth ≥1,5 Trị số sai số hình dáng xác định rất khó khăn vì vậy nên bỏ qua và chọn
Công thức kinh nghiệm. hmin = 55.1 0 −9 k μ n d tb ψ C (mm) Trong đó:
: độ nhớt động học của dầu nhờn khi động cơ làm việc ( N.s/m 2 ) = 9.10 -3 ( N.s/m 2 ) n: số vòng quay của trục (vòng/phút) n = 2200 (vòng/phút) d đường kính ổ trục (chốt khuỷu) d = (0,65 0,72).D
D: đường kính piston dch = 100 (mm) đo C: hệ số đặc trưng hình dáng của trục.
C = 1 + d/l Với l chiều dài ổ trượt. lch = (0,8 1).dch Chọn l = 0,9 d = 90 (mm) C = 1+1,1 = 2,1
= 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 −9 9 1 0 −3 2200 0,1
Vậy màng bôi trơn thỏa mãn.
3.3.4 Kiểm nghiệm nhiệt độ dầu trong ổ trượt
: 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) Chọn Cdn = 0,48 (kcal/kg 0 c) v’ = v ’ 1 + v ’ 2 v ’ 1 lượng dầu chảy qua vùng chịu tải. v ’ 1 = .d 2 . (cm 3 /s) Hệ số phụ thuộc vào độ lệch tâm tương đối.
Chọn = 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.
’ =1,5 Pb áp suất bơm dầu Chọn: Pb = 4 (KG/cm 2 ) v2 ’ = A α ' p b d Δt 2 l μ = 8,73.10 −10 1,5 4 10 4 0 2
Nhiệt độ dầu nằm trong điều kiện cho phép.
3.3.5 Lưu lượng dầu bôi trơn và lưu lượng của bơm dầu
Qdau = (0,015 0,02) Qt (kcalo/h) Chọn Qdau = 0,016 Qt
Qt nhiệt lượng do nhiên liệu cháy trong xylanh sinh ra Qr = 632.Ne/e
e hiệu suất có ích của động cơ đốt trong.
e = (0,25 0,35) Chọn e = 0,34 Qr = 632.Ne/e = 632.250/0,34 = 464705 (kcalo/h) Qdau = 0,016 Qr = 0,016.464705 = 7435,28(kcalo/h) Lượng dầu cần thiết bôi trơn cung cấp cho các mặt ma sát.
0,85.0,5.14 =¿ 1249,6 (lit/h) Lượng dầu bơm cung cấp:
3.3.6 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 4 trở lên
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 F = dh =3,14 116.204 = 74342,6 mm 2
P : Độ chênh áp của bầu lọc P = Pdv - Pdr (KG/cm 2 )Chọn P = 1,25 (KG/cm 2 )
C : Hệ số lưu thông theo số liệu thực nghiệm: Đối với các loại lõi lọc bằng giấy thấm C = 0,08
: Độ nhớt của dầu nhờn tính theo poazơ (p) = 1,4 (p)
3.3.7 Tính toán két làm mát dầu nhờn
Nhiệt động cơ truyền cho dầu nhờn:
Qd = Cd .Vd.(Tdr - Tdv) (kcalo/h) Tdr = 65 0 c
Tdv = 88,6 0 c Vd lưu lượng dầu tuần hoàn trong động cơ Vd = 1858 (lit/h)
Qd = 0,48.0,9.1858 (88,6-65) = 18942,6 (kcalo/h) Tiết diện két làm mát
Fk = k Q d d ( t d − t k ) ( 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 dr +T dv
2 =¿ 76,8 0 c tk Nhiệt độ môi chất làm mát. tk = 50 0 c
3.3.8 Lượng dầu chứa trong cacte
Vct = (0,10,15).Ne (lit)Vct = 0,1.250 = 25 (lit).
3.4 Phân tích kết cầu hệ thống bôi trơn động cơ 4JB1
3.4.1 Bơm dầu nhờn bôi trơn
Bơm bánh răng của động cơ 4JB1 gồm có 2 bánh răng dẫn động theo chiều nhất định Bánh răng chủ động quay dẫn động bánh răng bị động 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 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.
3.4.2 Bầu lọc dầu bôi trơn
Hình 3.4 Bầu lọc dầu bôi trơn 4JB1.
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.
Thiết kế hệ thống khởi động
4.1 Phân tích vai trò, nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, sơ đồ của hệ thống khởi động.
4.1.1 Vai trò hệ thống khởi động
Hệ thống khởi động đóng vai trò quan trọng nhất trong hệ thống điện ôtô.Hệ thống khởi động sử dụng năng lượng từ bình acquy và chuyển năng lượng này thành cơ năng quay máy khởi động Máy khởi động truyền cơ năng này cho bánh đà trên trục khuỷu động cơ thông qua việc gài khớp Chuyển động của bánh đà làm hỗn hợp khí nhiên liệu được hút vào bên trong xylanh, được nén và đốt cháy để quay động cơ Hầu hết các động cơ đòi hỏi tốc độ quay khoảng 200rpm.
4.1.2 Nhiệm vụ của hệ thống khởi động
Máy khởi động tạo ra mômen, làm quay trục khuỷu của động cơ thông qua vành răng đến một tốc độ nhất định để động cơ có thể bắt đầu nổ máy và hoạt động.Để khởi động động cơ thì trục khuỷu phải quay nhanh hơn tốc độ quay tối thiểu Tốc độ khởi động của động cơ xăng thường từ 40-60 v/p
4.1.3 Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống khởi động
+ Kết cấu gọn nhẹ, chắc chắn, làm việc ổn định, độ tin cậy cao
+ Máy khởi động phải quay được trục khuỷu động cơ với tốc độ thấp nhất mà động cơ có thể nổ được
+ Nhiệt độ làm việc không được quá giới hạn cho phép.
+ Phải bảo đảm khởi động lại được nhiều lần.
+Tỷ số truyền từ bánh răng của máy khởi động và bánh răng của bánh đà nằm trong giới hạn (từ 9 đến 18).
+Chiều dài, điện trở của dây dẫn nối từ ác quy đến máy khởi động phải nằm trong giới hạn quy định (< 1m).
+Moment truyền động phải đủ để khởi động động cơ.
4.1.4 Phân loại hệ thống khởi động
Hệ thống khởi động thường sử dụng 3 loại máy khởi động + Loại giảm tốc: loại R và loại RA
+ Loại bánh răng đồng trục: loại G và loại GA + Loại bánh răng hành tinh: loại P
- Loại giảm tốc Mô tơ khởi động bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình vẽ dưới Đó là kiểu của bộ khởi động có sự kết hợp, tốc độ motor cao và sự điều chỉnh của bánh răng giảm tốc Toàn bộ motor nhỏ hơn và nhẹ hơn motor khởi động thông thường, nó vận hành ở tốc độ cao hơn Bánh răng giảm tốc chuyển mô men xoắn tới bánh răng chủ động ở 1/4 đến 1/3 tốc độ motor Bánh răng chủ động quay nhanh hơn bánh răng trên bộ khởi động thông thường và mô men xoắn lớn hơn rất nhiều (công suất khởi động).
-Loại bánh răng đồng trục Mô tơ khởi động thông thường bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình vẽ
Bánh răng chủ động trên trục của phần ứng động cơ và quay cùng tốc độ Một lõi hút trong công tắc từ(solenoid) được nối với nạng gài Khi kích hoạt nam châm điện thì nạng gài sẽ đẩy bánh răng chủ động khớp với vành răng bánh đà.
Khi động cơ bắt đầu khởi động khớp ly hợp một chiều ngắt nối bánh răng chủ động ngăn cản mô men động cơ làm hỏng motor khởi động Công suất đầu ra là 0.8, 0.9 và 1KW Trong hầu hết trường hợp thay thế bộ khởi động cho motor cũ bằng motor có bánh răng giảm tốc Bánh răng dendix được lắp ở cuối của truc rotor
-Loại bánh răng hành tinh
Bánh răng hành tinh cũng dùng để giảm tốc nhằm tăng momen quay.
Trục rotor sẽ truyền lực qua bánh răng hành tinh đến bánh răng bendix.
Nhờ trọng lượng nhỏ momen lớn, ít tiếng ồn Nên được sử dụng ở nhiều loại xe nhỏ đến trung bình.
4.1.5 Sơ đồ tổng quát hệ thống khởi động
Hệ thống khởi động gồm các bộ phận chính:
+ Ác quy + cầu chì + rơ le khởi động + công tắc điều khiển khởi động + máy khởi động
4.2 Phân tích cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống khởi động động cơ ISUZU 4JB1-TC.
4.2.1 Cấu tạo máy khởi đông
Hệ thống khởi động dung máy khởi động loại giảm tốc có công tắc điện từ, trong đó trục mô tơ cũng được dung là trục bánh răng khởi động
Khi bật công tắc khởi động, các tiếp điểm của công tắc điện từ được đóng lại và roto quay Đồng thời, piston được hút và bánh răng được đẩy về phía cần gạt để ăn khớp với bánh rang bánh đà Sau đó vành răng bánh đà quay và khởi động động cơ.
Trên động cơ 4JB1 có trang bị máy khởi động công suất 2,0 kW do hãng DENSO chế tạo.
Hệ thống nạp cơ bản là hệ thống nạp dùng tiết chế IC Các chi tiết bên trong được nối như hình sơ đồ mạch điện nạp.
Máy phát điện dùng tiết chế IC được gắn bên trong máy phát Tất cả các liên kiện của tiết chế được gắn kín với nhau và tiết chế này có cụm giá đỡ chổi than được gắn vào khung vành trượt. Điện áp định trước của máy phát điện là không thể điều chỉnh được.
Trên động cơ 4JB1 có trang bị máy phát điện 70 A do hãng DENSO chế tạo.
+ Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động
1- Bánh răng trục khuỷu; 2- Nút dừng; 3- Vành răng khởi động; 4- Rãnh xoay một chiều; 5- Đòn bẩy; 6- Đĩa tiếp điểm; 7- Lò xo hồi vị; 8- Vị trí nối dây dẫn;
9- Nút khởi động; 10- Khoá nguồn; 11- Nguồn ắc quy
+ Nguyên lý hoạt động Động cơ sử dụng hệ thống khởi động điện, nguồn khởi động 24V, công suất của động cơ khởi động 2 (KW), cường độ dòng của nguồn ắcquy 160 (A.h).
Khi đóng công tắc nguồn 10 và ấn nút khởi động 9, dòng điện lúc náy đi từ:
(+) ắc quy khoá 10 nút khởi động 9 điểm nối 8 cuộn dây W1 và W2 khoá 10 nút khởi động 9 điểm nối 8 cuộn dây W1 và W2 khoá 10 nút khởi động 9 điểm nối 8 cuộn dây W1 và W2 khoá 10 nút khởi động 9 điểm nối 8 cuộn dây W1 và W2 khoá 10 nút khởi động 9 điểm nối 8 cuộn dây W1 và W2 trên rơ le động cơ khởi động cuộn dây kích từ của động cơ khởi động ( -) khoá 10 nút khởi động 9 điểm nối 8 cuộn dây W1 và W2 khoá 10 nút khởi động 9 điểm nối 8 cuộn dây W1 và W2 ắc qui, đóng tiếp điểm 6, kéo đòn điều khiển 5 dịch chuyển qua trái, đẩy cơ cấu bánh răng khởi động ăn khớp với bánh răng trục khuỷu, dòng điện từ (+) ắcquy khoá 10 nút khởi động 9 điểm nối 8 cuộn dây W1 và W2 đĩa tiếp điểm 6 cuộn dây của động cơ khởi động, động cơ khởi động quay kéo khoá 10 nút khởi động 9 điểm nối 8 cuộn dây W1 và W2 bánh răng trục khuỷu quay và động cơ chính được khởi động.
Khi ngắt nút khởi động, cuộn W1, W2 mất nguồn tiếp điểm mở, động cơ dừng khởi động, cần điều khiển 5 dịch chuyển qua phải trả cơ cấu trở về vị trí ban đầu.
Rãnh xoay một chiều 4 có tác dụng ngăn cản hiện tượng động cơ chính quay kéo quay động cơ khởi động quay làm hỏng thiết bị, nguyên lý như sau:
Khi động cơ chính đã được khởi động, tốc độ của trục khuỷu sẽ tăng lên và lớn hơn tốc độ quay của bánh răng khởi động 3, lúc này trên rãnh xoay một chiều 4 xuất hiện phản lực N tự động kéo cơ cấu dịch chuyển qua trái, thông qua đòn điều khiển 5, ngắt tiếp điểm 6 và động cơ khởi động tự động ngừng, lúc này vành răng khởi động 3 cũng không còn ăn khớp với bánh răng trục khuỷu động cơ chính nữa.
4.3 Tính toán các thông số cơ bản của máy khởi động.
4.3.1 Tính áp suất chỉ thị trung bình pi
- pi [N/m 2 ]: Áp suất chỉ thị trung bình
- pa [N/m 2 ]: Áp suất cuối quá trình nạp Đối với động cơ bốn kỳ tăng áp: pa = (0,90,96).pk
Với pk [N/m 2 ] là áp suất môi chất ở trước xupáp nạp Đối với động cơ tăng áp pk = (1,2.p0 = 0,135[MN/m 2 ] = 135000 [N/m 2 ] Chọn pa = 0,96.pk 9600 [N/m 2 ]
- : Tỷ số nén của động cơ, theo đề = 10,7 - n1: Chỉ số nén đa biến trung bình
Theo [4], thì n1 = 1,34 1,39 Chọn n1 = 1,39 - n2: Chỉ số giãn nở đa biến trung bình
Theo [4] đối với động cơ thì n2 = 1,23 1,27 Chọn n2 = 1,27
- : Hệ số tăng áp khi cháy của động cơ Đối với động cơ diesel = 3 4 Chọn =4
- : Hệ số giãn nở khi cháy của động cơ Đối với động cơ diesel =1
- : Hệ số giãn nở trong quá trình giãn nở của động cơ ta có:
- Thay các giá trị vào biểu thức (3.1), ta có: pi = 129600 10,7 1,39
4.3.2 Tính áp suất tổn hao cơ giới trung bình pm
- Ta có: pm = (1 - ηt - hệ số truyền động hiệu dụng.m).pi (3.3)
- pm [N/m 2 ]: Áp suất tổn hao cơ giới trung bình - m: Hiệu suất cơ giới
m = 0,75 0,88 Đối với động cơ diesel, chọn m = 0,75
- pi [N/m 2 ]: Áp suất chỉ thị trung bình, pi = 1965877,696 [N/m 2 ]
- Thay các giá trị vào biểu thức (3.3) ta có: pm = (1- 0,75) 1965877,696 = 491469,424 [N/m 2 ]
4.3.3 Tính công suất tổn hao cơ giới Nm
- Nm [w]: Công suất tổn hao cơ giới - pm [N/m 2 ]: Áp suất tổn hao cơ giới - Vh [m 3 ]: Thể tích công tác của xylanh
4 0,088= 4,99103.10 −4 [m 3 ] - i: Số xylanh của động cơ Theo đề i = 4
- n [v/ph]: Số vòng quay nhỏ nhất để động cơ khởi động n = 40 [v/ph]
- : Số kỳ của động cơ Theo đề = 4
- Thay các giá trị vào biểu thức (3.4) ta có:
4.3.4 Tính công suất máy khởi động
- Công suất cần thiết để khởi động:
0,75 C6,077[w] (3.6) - Công suất máy khởi động:
(3.7) Với nđc = 0,70,75: Hiệu suất máy khởi động
- Với Nđc của máy khởi động như trên, ta chọn máy khởi động của xe ôtô 4jb1-tc với các thông số như sau:
+ số bánh răng khởi động :9 răng
4.3.5 Tính ắc quy cho máy khởi động
[A] (3.8) - Dung lượng ắc quy phụ thuộc lớn vào dòng phóng Phóng dòng càng lớn thì dung lượng càng giảm, tuân theo định luật:
+ Q [Ah]: Dung lượng ắc quy khi khởi động + Ip [A]: Dòng điện phóng của ắc quy
+ n: Hằng số tùy thuộc vào loại ắc quy Đối với ắc quy chì thì n = 1,4
+ tp [giờ]: Thời gian phóng điện của ắc quy Với 10 lần khởi động, thời gian khởi động mỗi lần từ 5 ÷ 10 [s], ta có: tp = 50 ÷ 100 [s] Chọn tp = 100 [s]
- Từ phương trình (3.9) ta có:
- Với 10 lần khởi động thì dung lượng ắc quy giảm đi 50%, do đó dung lượng ắc quy cần thiết khi khởi động động cơ là:
- Chọn ắc quy cho xe ôtô du lịch với các thông số sau:
+ Loại: DIN45 + Số lượng: 1 bình + Điện áp: 12 [V]
4.4 Phân tích két cấu các cụm chi tiết trong hệ thống
4.4.1 Bánh răng máy khởi động
4.4.3 Sơ đồ hệ thống khởi động