khai thác động cơ d-108 và tính toán chu trình công tác của động cơ ở chế độ công suất định mức

Mục Lục Mục lục 1 Lời nói đầu 3 Chơng 1: Tìm hiểu kết cấu động cơ -108 4 1.1. Giới thiệu chung về động cơ -108 5 1.2. Các cơ cấu và hệ và hệ thống chính của động cơ 5 1.2.1. Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền 5 1.2.2. Cơ cấu phối khí 16 1.2.3. Hệ thống làm mát 21 1.2.4. Hệ thống bôi trơn động cơ 26 1.2.5. Hệ thống cung cấp nhiên liệu 30 Chơng 2: Tính toán chu trình công tác của động cơ 43 2.1. Mục đích 43 2.1.2. các số liệu ban đầu 43 2.1.1. Các tham số kỹ thuật của động cơ 43 2.3. Tính toán các quá trình của chu trình công tác 47 2.3.1. Tính toán quá trình trao đổi khí 47 2.3.2. Tính toán quá trình nén 48 2.3.3. Tính toán quá trình cháy 49 2.3.4. Tính toán quá trình dãn nở 52 2.3.5. Kiểm tra kết quả tính toán 53 2.4. Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác và sự làm việc của động cơ 54 2.4.1. Các thông số chỉ thị 54 2.4.2. Các thông số có ích 55 2.4.3. Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác 57 2.5. Dựng đặc tính ngoài của động cơ 61 2.5.1. Khái quát 61 1 2.5.2. Trình tự dựng 61 Chơng 3: Những vấn đề cần chú ý khi khai thác động cơ -108 ở Việt Nam 63 3.1. Một số chú ý khi khai thác động cơ -108 63 3.1.1. Kiểm tra và điều chỉnh các cụm của HTCCNL 63 3.1.2. Kiểm tra và điều chỉnh vòi phun .64 3.1.3.Kiểm tra và điều chỉnh cơ cấu khuỷu trục, thanh truyền 65 3.1.4. Kiểm tra và điều chỉnh cơ cấu phối khí 66 3.1.5. Kiểm tra và điều chỉnh hệ thống làm mát 67 3.1.6. Kiểm tra và điều chỉnh hệ thống bôi trơn 68 3.1.7. Kiểm tra và điều chỉnh hệ thống cung cấp không khí 70 3.2. Một số h hỏng thờng gặp và cách khắc phục 70 3.2.1. Động cơ không khởi động đợc 70 3.2.2. Động cơ không đạt công suất lớn nhất 71 3.2.3. Động cơ quá nóng 71 3.2.4. Tiêu hao nhiều dầu nhơn trong hệ thống bôi trơn 71 3.2.5.áp suất dầu trong hệ thống bôi trơn thấp 72 Kết luận 73 Tài liệu tham khảo 74 2 Lời nói đầu Động cơ đốt trong từ khi ra đời đã chứng minh đợc nhiều tính u việt của nó trong các ngành cơ khí , kỹ thuật và trong thực tế .Tuy nhiên ở nớc ta do điều kiện kinh tế còn cha phát triển nên việc chế tạo động cơ, nhất là các động cơ mới còn gặp rất nhiều khó khăn.Vì vậy, đa số các động cơ hiện nay chúng ta đang sử dụng đều phải nhập từ nớc ngoài. Do điều kiện địa hình , khí hậu ở nớc ta nên khi khai thác một số các thông số của động cơ bị thay đổi. Xuất phát từ những yếu tố trên, việc khai thác triệt để tính năng của động cơ là một vấn đề đang đợc nhiều ngời quan tâm , đồng thời cũng là một vấn đề hết sức có ý nghĩa mang tính thời sự đối với tình hình kinh tế n- ớc ta. Từ những yêu cầu thực tế trên , nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp của tôi là : Khai thác động cơ -108 và tính toán chu trình công tác của động cơ ở chế độ công suất định mức. Đồ án gồm những chơng chính sau đây : - Chơng 1: Tìm hiểu kết cấu động cơ -108. - Chơng 2: Tính toán chu trình công tác của động cơ -108 ở chế độ công suất định mức. - Chơng 3: Những vấn đề cần chú ý khi khai thác động cơ -108 ở Việt Nam . - Kết luận Hà Nội, ngày 13 tháng 6 năm 2008. 3 Chơng 1 Tìm hiểu kết cấu động cơ -108 1.1. Giới thiệu chung về động cơ -108 Động cơ -108 đặt trên máy kéo T- 100M là động cơ điezen 4 kỳ, không tăng áp, nhiên liệu phun trực tiếp vào buồng cháy trên đỉnh pít tông qua vòi phun có năm lỗ. Động cơ -108 có bốn xy lanh bố trí thành một hàng thẳng đứng, làm mát bằng nớc, kiểu hệ thống kín tuần hoàn cỡng bức. Thứ tự làm việc của của động cơ là 1-3 - 4 - 2. Công suất của động cơ là 108 mã lực khi tốc độ vòng quay 1070 vòng/phút. Các thông số kỹ thuật chính của động cơ đợc thể hiện trên bảng 1. Bảng 1 tt thông số đơn vị tính số liệu 1 Mã hiệu động cơ -108 2 Đờng kính xy lanh : D mm 145 3 Hành trình pít tông : S mm 205 4 Thể tích công tác của các xy lanh : V H dm 3 3,38 5 Thứ tự công tác của các xy lanh 1-3-4-2 6 Tỷ số nén: 14 7 Công suất định mức : N eđm KW 79,4 8 Tốc độ quay ứng với công suất định mức v/ph 1070 9 Tốc độ quay không tải cực đại v/ph 1140 10 Tốc độ quay không tải ổn định nhỏ nhất v/ph 500 11 Góc mở sớm của xu páp nạp độ GQTK 8 0 12 Góc đóng muộn của xu páp nạp độ GQTK 37 0 13 Góc mở sớm của xu páp xả độ GQTK 47 0 14 Góc đóng muộn của xu páp xả độ GQTK 10 0 15 Mô men xoắn cực đại: M emax Nm 760 16 Tốc độ trục khuỷu tơng ứng: n M v/ph 800 17 Suất tiêu hao nhiên liệu : g e g/KWh 238 4 18 Bơm nhiên liệu: - Bơm cao áp: (BCA) 4 phân bơm, một hàng - Bơm thấp áp: lắp cùng một khối với BCA 19 Bộ điều tốc: bộ điều tốc li tâm, cơ học, đa chế độ, có bộ hiệu chỉnh lợng cung cấp nhiên liệu cực đại 20 Vòi phun: kiểu kín, 5 lỗ phun. 21 áp suất nâng kim phun N/m 2 230 22 Bầu lọc không khí: hai tầng nối tiếp, -Tầng 1: làm sạch theo nguyên lý ly tâm khô và tự động phun bụi ra ngoài. -Tầng 2: lọc thấm qua các cuộn lọc bằng các tông. 23 động cơ khởi động P-23 23.1 Công suất khi n= 2200v/p KW 12,512 23.2 Số xy lanh 2 23.3 Đờng kính xy lanh mm 92 23.4 Hành trình pít tông mm 102 23.5 Nhiên liệu Xăng ôtô 23.6 Chế hoà khí K-59P 23.7 Bộ từ điện M-10A 1.2. các cơ cấu và hệ thống chính của động cơ 1.2.1. Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền (CCKTTT) CCKTT gồm hai nhóm chi tiết cơ bản: Nhóm chi tiết cố định và nhóm chi tiết chuyển động. 1.2.1.1. Nhóm chi tiết cố định Nhóm chi tiết cố định bao gồm : thân máy; nắp máy; xy lanh. * Thân máy 5 Thân máy đợc đúc bằng gang xám, liền khối với nửa trên các te (hộp trục khuỷu) để tăng độ cứng vững. Thân máy là chi tiết để gá lắp các cụm, chi tiết, các cơ cấu và một số hệ thống của động cơ. Khối thân máy đợc thể hiện trên hình 1. Mặt đầu trên của thân máy đợc gia công phẳng có các lỗ ren cấy gu dông để lắp ghép với nắp máy và có các lỗ thông khoang nớc làm mát cũng nh khoang trống cho các đũa đẩy. Ngoài ra, mặt trên của khối thân máy có gia công 4 lỗ bậc tạo gờ lắp ghép với vai tựa trên của bốn ống lót xy lanh. Vách ngăn nằm ngang phía dới ngăn cách khoang chứa trục khuỷu với khoang áo nớc ôm quanh các xy lanh và cũng đợc gia công bốn lỗ đồng tâm với bốn lỗ ở mặt trên để luồn xy lanh qua. Trên bốn lỗ này có gia công rãnh vòng lắp đệm cao su bao kín dầu và nớc. Bên trong khối thân máy, giữa các ngăn chứa các xy lanh có ba vách đứng trong mặt phẳng vuông góc với trục khuỷu, các vách trung gian này tăng độ cứng vững cho khối thân máy và là nơi bố trí các gối đỡ cổ trục khuỷu. Trên phần phía trên của ba vách ngăn này có các lỗ tạo đờng nớc lu thông. Các gối đỡ cổ trục đợc chia thành hai nửa để thuận tiện cho việc lắp bạc trợt và đợc cố định với nhau bằng các gu dông. Thành ngang mặt đầu trớc của khối thân máy đợc gia công mặt phẳng phía dới tiếp xúc với nắp che cụm bánh răng. Dọc theo một bên của thân máy có vách đứng để tách riêng áo nớc khối thân xy lanh và tạo khoảng riêng biệt chứa đũa đẩy, con đội. ở vách ngăn đáy dới của khoang chứa đũa đẩy có gia công tám lỗ để lắp con đội. Các lỗ này đợc gia công chính xác với độ bóng cao. Khoang chứa đũa đẩy và con đội có hai cửa sổ và đợc đậy kín bằng các nắp dập từ thép lá và có đệm bao kín. Phía ngoài có họng nạp để nạp dầu vào các te. Miệng họng nạp dầu đợc lắp các tấm lới lọc để thông gió và ngăn không cho bụi lọt vào các te động cơ (bên trong lỗ thông gió đợc điền đầy các sợi kim loại mỏng tẩm dầu). 6 ở các vách ngang thứ nhất, thứ ba và thứ năm của các te trên có gia công các lỗ để ép bạc lót trục cam. Mỗi bạc lót có lỗ để dầu từ đờng dầu chính trong các te đi đến cổ trục cam, mặt trong của bạc lót có tiện rãnh để dầu phân bố đều trên các bề mặt làm việc. Giữa bầu lọc dầu và mặt bích thân máy có đệm làm kín bằng các tông hoặc cao su amiăng. Hình 1: Khối thân máy -108 1- gối tựa trớc của động cơ; 2- vít chặn đầu trục cam; 3- nắp che cụm bánh răng; 4- các chi tiết của hệ thống thông gió; 5- đũa đẩy; 6- gu dông nắp máy; 7- khối thân máy; 8- tấm thép; 9- nắp ổ trục; 10- đệm kín; 11- đáy dầu; 12- nút xả dầu. * Nắp máy Nắp máy là một chi tiết dùng để bao kín đầu phía trên của xy lanh. Mỗi nắp máy đậy kín hai xy lanh và liên kết với thân máy bằng 15 gu dông, giữa nắp máy và thân máy có đệm amiăng. Bề mặt dới của nắp máy có tám lỗ dẫn nớc làm mát. Nắp máy đợc đúc bằng gang hợp kim và đợc cố định với thân máy bằng các đai ốc và gu dông. Trên nắp máy có gia công các lỗ để lắp xu páp nạp và xu páp xả. Mỗi xy lanh có một xu páp nạp và một xu páp xả, đờng kính họng nạp lớn hơn đờng kính họng xả. Các xu páp đợc bố trí thành 7 hàng dọc theo nắp máy. ống nạp và ống xả đợc cố định với nắp máy bằng các gu dông, giữa chúng có đệm amiăng làm kín. Kết cấu nắp máy đợc thể hiện trên hình 2. Hình 2: Nắp máy động cơ -108 1-nắp máy; 2-gu dông; 3-xu páp hút; 4- xu páp xả; 5- vành hãm; 6- đĩa tì lò xo ; 7-lò xo trong; 8- lò xo ngoài; 9- ống dẫn hớng; 10- nút; 11-vành ren giữ ống lót vòi phun; 12 và 15- đệm đồng; 13- đệm kín cao su; 14-bạc lót vòi phun; 16- chụp dài; 17- chụp ngắn. Trên nắp máy còn đợc gia công bốn lỗ để lắp vòi phun. Các lỗ này đ- ợc ép các bạc lót 6 (hình 3) bằng đồng, mặt ngoài của các ống lót tiếp xúc với nớc vì vậy vòi phun đợc làm mát tốt hơn. Đầu phía dới ống 6 có đệm 7. Phía đầu trên có rãnh vòng lắp đệm cao su, ống 6 đợc ép bằng vít rỗng 5. Các khoang chứa nớc làm mát trong nắp xy lanh đợc nối thông với nhau và với áo nớc ở thân máy bằng các lỗ. ở phía trên phần trớc của nắp máy có khoang để gom nớc. Trong khoang này có lắp van hằng nhiệt để đa nớc về két mát hoặc trực tiếp về bơm nớc. 8 Hình 3: Buồng cháy động cơ -108 1- Mũ ốc; 2- đệm mặt cầu; 3- ngàm tỳ vòi phun; 4- vòi phun; 5- gu dông; 6- bạc lót; 7- vònh đệm đồng; 8- đầu phun; 9- pít tông; 10- buồng cháy pít tông. A - Khe hở không nhỏ hơn 0,05 mm B - Phần nhô ra của đầu phun 4 ữ 5 mm. * Xy lanh Xy lanh đợc đúc bằng gang xám hợp kim, bề mặt công tác đợc tôi bằng diện cao tần, chiều sâu lớp tôi hơn 1,5 mm, đạt độ cứng 45HC. Mép trên xy lanh có gờ để ép nó giữa thân máy và nắp máy. Mặt ngoài xy lanh có hai vành gờ ngang để định tâm với thân máy. Xy lanh có dạng hình trụ bậc và đợc ép vào các lỗ bố trí xy lanh trong khối thân máy. Để đảm bảo chính xác và chắc chắn khi lắp ghép, đầu trên và ở mặt ngoài đai dới của xy lanh có gia công các vai tựa và gờ định vị. Sự liên kết xy lanh ở phần trên gờ cho phép giãn dài tự do khi bị nung nóng. Vành gờ dới có tiện hai đờng rãnh tròn để lắp đệm làm kín cao su ngăn nớc lọt xuống đáy các te. Khi ép xy lanh vào thân máy dới gờ trên có đệm kín bằng đồng đỏ. 9 Xy lanh của động cơ -108 đợc làm mát bằng chất lỏng, có vai tựa trên, dới đợc làm kín với khoang trục khuỷu bằng các đệm cao su. Mặt trong xy lanh đợc gia công chính xác, nhiệt luyện và doa, mài khôn đạt độ bóng cao để giảm ma sát giữa xéc măng, pít tông với thành xy lanh. Việc nhiệt luyện nhằm mục đích đảm bảo độ cứng và giảm tốc độ mài mòn. Theo đờng kính trong, xy lanh đợc chia làm bốn nhóm có kích thớc nh sau: Ký hiệu Đờng kính xy lanh (mm) 145 + 0,080 + 0,060 C 1 145 + 0,040 + 0,020 C 2 145 + 0,060 + 0,040 M 145 + 0,020 + 0,060 ở nhà máy ký hiệu các nhóm ở mặt đầu xy lanh. Để đảm bảo khe hở nhiệt 0,34 0,38 ữ mm nên dùng pít tông cùng nhóm với xy lanh. 1.2.1.2. Nhóm chi tiết chuyển động Nhóm chi tiết chuyển động bao gồm : nhóm pít tông; trục khuỷu; thanh truyền; bánh đà. * Nhóm pít tông - Pít tông : Pít tông đợc đúc bằng hợp kim nhôm A-10B. Pít tông gồm ba phần: đỉnh, đầu và thân. kết cấu của pít tông đợc thể hiện trên hình 3 và 4. + Đỉnh pít tông đợc đúc khoang lõm sâu ở chính giữa tạo buồng cháy phù hợp với phơng pháp tạo hỗn hợp theo kiểu màng M của động cơ. + Đầu pít tông có các rãnh để lắp các xéc măng khí và xéc măng dầu, ba rãnh lắp xéc măng khí, hai rãnh dới lắp xéc măng dầu. Rãnh lắp xéc măng dầu có khoan hàng lỗ hớng tâm đờng kính 4 mm để dầu qua đó chảy về các te động cơ . 10 [...]... giảm áp 16 Cơ cấu phối khí bao gồm tất cả các cụm, các chi tiết và các kết cấu với chức năng đảm bảo quá trình trao đổi khí giữa xy lanh động cơ với môi trờng bên ngoài trong các quá trình nạp khí vào xy lanh và thải các các sản phẩm cháy từ xy lanh ra môi trờng bên ngoài Sự chuyển động của cơ cấu do trục khuỷu và cặp bánh răng dẫn động Động cơ -108 lắp cơ cấu phối khí kiểu xu páp treo Cơ cấu phối... răng bị động Bánh răng chủ động ép căng vào trục cùng then bán nguyệt Đầu kia của trục chủ động có lắp bánh răng để nhận truyền động từ trục khuỷu, bánh răng bị động quay trơn trên trục bị động lắp cố định với vỏ bơm Trên nắp của bơm có vấu lồi, trong đó ngời ta gia công và lắp van định áp để ngăn ngừa áp suất dầu lên quá cao do bơm dầu tạo ra khi động cơ còn lạnh hay do tốc độ trục khuỷu lớn hoặc do... nhiệt độ trong két mát lớn dới tác dụng của áp suất van hơi đợc mở ra và hơi thừa đợc thoát ra ngoài để giảm bớt áp suất trong hệ thống Sau khi động cơ ngừng làm việc, nớc sẽ nguội đi, nhiệt độ giảm và hơi ngng tụ trong két mát tạo nên độ chân không Dới tác dụng của lò xo, van không khí đợc mở ra và không khí tràn vào két mát, chính vì vậy mà 23 két mát không bị móp Dới tác dụng của lò xo, khi áp suất. .. rãnh vòng trên phần đuôi xu páp Thân xu páp chuyển động tịnh tiến trong ống dẫn hớng xu páp ống đợc ép vào lỗ gia công trên nắp xy lanh 1.2.2.7 Cụm bánh răng dẫn động Các bánh răng dẫn động các cụm của động cơ và xu páp đợc bố trí trong vỏ gang liên kết ở trớc thân máy (hình 8) Mặt bích vỏ che có hai lỗ 4 và lỗ 11 Lỗ 4 để định vị tâm bơm nứơc, lỗ 2 để lắp dẫn động máy phát điện xoay chiều Lỗ 11 có nắp... mát rồi đi bôi trơn các bề mặt công tác Việc lọc dầu theo nguyên lý ly tâm vừa đảm bảo lọc sạch dầu, bầu lọc đỡ bị tắc bẩn và ảnh hởng tới khả năng lọc dầu cũng nh cản trở thuỷ động trong khi động cơ hoạt động và thuận tiện cho công việc bảo dỡng Điểm nổi trội khác của loại bầu lọc này là tuổi thọ rất cao Khi sửa chữa chỉ cần thay các bạc rô to và các đệm bị mòn Trên động cơ có hai bầu lọc song song cùng... đợc ép vào lỗ sau đó đợc gia công tinh để đảm bảo độ đồng tâm Mặt bích 22 đợc cố định vào thành trớc khối động cơ bằng bu lông 20 để chặn sự dịch chuyển dọc trục Ngoài ra còn có một bu lông bắt vào nắp che khối bánh răng trục cam để điều chỉnh độ chuyển dịch dọc trục ở cổ trớc của trục có khoan lỗ dọc trục và lỗ hớng kính để dẫn dầu bôi trơn cho các ổ trục cam và các bánh răng 1.2.2.2 Con đội Con đội... để biến chuyển động quay của cam thành chuyển động tịnh tiến rồi truyền gián tiếp cho xu páp Con đội có dạng hình trụ đợc chế tạo bằng gang hợp kim, mặt ngoài làm cứng có độ sâu 2,5 ữ 8 mm, độ cứng lớn hơn 46 HRC Tâm con đội có khoan lỗ để đũa đẩy tì vào Thân con đội có khoan lỗ để dẫn dầu từ giữa con đội ra bôi trơn mặt đĩa Phần trên thân con đội có rãnh tròn để lắp vành hãm lò xo giữ con đội không... nhiệt độ phù hợp khi động cơ làm việc đồng thời sấy nóng nhanh động cơ Sơ đồ hệ thống làm mát đợc thể hiện trên hình 10 Để động cơ làm việc bình thờng thì nhiệt độ nớc làm mát cần đợc duy trì trong khoảng 80 ữ 950C Điều chỉnh nhiệt độ nớc bằng cách đóng mở cửa chớp trớc két mát Hình 10 : Sơ đồ hệ thống làm mát động cơ -108 1- rèm chắn; 2- két làm mát nớc; 3- van hằng nhiệt; 4- đồng hồ báo nhiệt độ nớc;... thân bơm và quay trên hai ổ bi Trên trục có bốn vấu cam để dẫn động 4 pít tông bộ đôi thông qua con đội Bánh lệch tâm trên trục làm nhiệm vụ dẫn động bơm thấp áp, đầu trục cam có dạng hình côn phay rãnh, trên đó có lắp bánh răng truyền động, đầu kia của trục đợc lắp đĩa quả văng của bộ điều tốc đa chế độ Con đội của bơm kiểu con lăn , trục con lăn lắp chặt với con đội, trên thân con đội có gia công một... tiết của động cơ Hệ thống bôi trơn của động cơ đợc thể hiện trên hình 17 động cơ dùng dầu bôi trơn máy điezen 858-63 thêm chất --360 Dầu đợc đa tới bề mặt làm việc của chi tiết chịu tải lớn dới áp suất cao Còn các chi tiết làm việc trong điều kiện thuận lợi hơn đợc bôi trơn theo nguyên lý vung té Các chi tiết đợc bôi trơn dới áp suất cao gồm: bạc cổ trục, bạc đầu to thanh truyền, trục giàn cò mổ của cơ . chế độ công suất định mức. Đồ án gồm những chơng chính sau đây : - Chơng 1: Tìm hiểu kết cấu động cơ -108. - Chơng 2: Tính toán chu trình công tác của động cơ -108 ở chế độ công suất định mức. -. 43 2.3. Tính toán các quá trình của chu trình công tác 47 2.3.1. Tính toán quá trình trao đổi khí 47 2.3.2. Tính toán quá trình nén 48 2.3.3. Tính toán quá trình cháy 49 2.3.4. Tính toán quá trình. mang tính thời sự đối với tình hình kinh tế n- ớc ta. Từ những yêu cầu thực tế trên , nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp của tôi là : Khai thác động cơ -108 và tính toán chu trình công tác của động cơ ở