tính toán chu trình công tác và khai thác quy trình sửa chữa cơ cấu phối khí động cơ trên xe bmp

Mục lục Mục lục 1 Chơng 1 3 Giới thiệu chung về động cơ lắp trên xe -60 3 1.1. Giới thiệu chung về động cơ -49 . 3 1.2. Các cơ cấu và hệ thống chính của động cơ -49 4 1.2.1. Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền 4 1.2.2. Hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí 12 1.2.3. Hệ thống làm mát 21 1.2.4. Hệ thống bôi trơn và thông gió các te 26 Chơng 2 33 tính toán chu trình công tác của động cơ -49 33 2.1. Mục đích tính toán chu trình công tác 33 2.2. Các thông số ban đầu 34 2.3. Tính toán các quá trình của chu trình công tác 36 2.4. Các thông số đánh giá chu trình công tác của động cơ 45 2.5. Xây dựng đồ thị công và đặc tính ngoài của động cơ 50 Chơng 3 57 Khai thác Quy trình sửa chữa cơ cấu phối khí 57 3.1. Nhiệm vụ của cơ cấu phối khí 57 3.2. Các loại cơ cấu phối khí dùng xu páp 57 3.3. Kết cấu cơ cấu phối khí động cơ -49 . 58 3.3.1. Khái quát 58 3.3.2. Kết cấu các chi tiết của cơ cấu phối khí 59 3.4. Khai thác quy trình sửa chữa cơ cấu phối khí 64 3.5. Những chú ý trong khai thác cơ cấu phối khí 76 Kết luận 80 Tài liệu tham khảo 81 1 Lời nói đầu Động cơ đốt trong dùng pít tông nói chung và động cơ xăng nói riêng đã ra đời rất sớm, đến nay đã có tuổi đời hơn một thế kỷ. Động cơ xăng đợc sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực đặc biệt trong quốc phòng, do yêu cầu của chiến tranh hiện đại đòi hỏi động cơ của các trang bị kỹ thuật phải có công suất lớn, độ tin cậy cao, tính đa năng khi sử dụng trong các điều kiện địa hình thời tiết phức tạp. Một trong những trang bị kỹ thuật đảm bảo cho việc chiến đấu, phục vụ chiến đấu và bảo đảm tính cơ động cho bộ đội cao là xe bọc thép chiến đấu -60. -60 là xe bọc thép chiến đấu lội nớc bánh hơi có tính năng việt dã và tính năng thông qua cao, là loại xe hiện đại có tốc độ cao, độ bền vững và hình dáng phù hợp với điều kiện chiến đấu. Trên xe -60 có lắp hai động cơ xăng -49. -49 là động cơ xăng 4 kì 6 xy lanh 1 hàng. Để đảm bảo cho động cơ luôn luôn ở trạng thái tốt cần phải nắm vững đợc nguyên lý làm việc, tính năng, kết cấu của các bộ phận động cơ và quy trình sửa chữa nhằm khai thác một cách triệt để và tối u nhất. Từ những đặc điểm trên, tôi đợc giao nhiệm vụ: Tính toán chu trình công tác và khai thác quy trình sửa chữa cơ cấu phối khí động cơ trên xe -60. Qua thời gian nghiên cứu và tìm hiểu tôi đã hoàn thành đề tài của mình với sự hớng dẫn của thầy giáo Thạc sỹ Vũ Anh Tuấn và các thầy trong bộ môn động cơ. Tuy nhiên trong điều kiện kiến thức chuyên môn còn nhiều hạn chế và thời gian hạn hẹp nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận đợc sự đóng góp ý kiến của các thầy giáo và các bạn. Tôi xin chân thành cảm ơn. Hà Nội, Ngày 05 tháng 6 năm 2009 2 Chơng 1 Giới thiệu chung về động cơ lắp trên xe -60 1.1. Giới thiệu chung về động cơ -49. Động cơ -49 đợc gắn trên xe -60. Xe -60 là loại xe bọc thép chiến đấu lội nớc bánh hơi. Xe thiết giáp -60 có 4 cầu, tất cả các bánh xe đều là bánh chủ động. Hình 1.1. Xe bọc thép -60 Xe đợc lắp hai động cơ -49, công suất mỗi động cơ 90 mã lực. Hai động cơ lắp song song dọc theo xe trong khoang động lực ở phần đuôi xe. Động cơ đợc lắp cố định trên một giá nằm trên 5 bệ đỡ có gối cao su. Những tính năng kỹ thuật cơ bản của động cơ nh sau: - Kiểu: Động cơ xăng, 4 kỳ, dùng chế hoà khí, không tăng áp, 6 xy lanh một hàng, làm mát cỡng bức tuần hoàn kín bằng chất lỏng, đánh lửa kiểu truyền thống dùng má vít. - Hành trình pit tông S: 110mm - Đờng kính xy lanh D: 82mm - Tỷ số nén = 6,7 3 - Công suất lớn nhất ở tốc độ trục khuỷu n=3400 v ph : N e = 66,20 [kW] - Mô men xoắn lớn nhất đạt đợc ở tốc độ trục khuỷu 1700 v ph : M emax = 117,14 [Nm] - Thứ tự công tác 1-5-3-6-2-4 - Các pha phối khí: (tính theo góc quay trục khuỷu) + Xu páp nạp: * Mở sớm 9 0 trớc điểm chết trên, * Đóng muộn 51 0 sau điểm chết dới; + Xu páp xả: * Mở sớm 47 0 trớc điểm chết dới, * Đóng muộn 13 0 sau điểm chết trên. 1.2. Các cơ cấu và hệ thống chính của động cơ -49 1.2.1. Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền. Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền của động cơ có nhiệm vụ: Biến chuyển động tịnh tiến qua lại của pít tông thành chuyển động quay của trục khuỷu trong hành trình sinh công giãn nở và theo chiều ngợc lại trong các hành trình nạp, nén, thải. Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền gồm có 2 nhóm chi tiết: - Nhóm chi tiết cố định - Nhóm chi tiết chuyển động 1.2.1.1. Nhóm chi tiết cố định. Nhóm chi tiết cố định của động cơ gồm: thân máy, nắp xy lanh, hộp trục khuỷu. a. Thân máy. Thân máy là chi tiết cố định có khối lợng lớn và kết cấu phức tạp của động cơ đốt trong. Hầu hết các cơ cấu và hệ thống của động cơ đốt trong đ- ợc gá lắp trên thân máy. 4 Trong quá trình làm việc chịu tải trọng do lực khí thể và lực quán tính và thay đổi có tính chất chu kỳ với tần số cao. Thân máy còn là giá đỡ cho các chi tiết khác. Hình 1.2. Thân máy 1-họng xu páp; 2-lót xy lanh; 3-mặt đầu thân máy; 5-lỗ lắp bơm xăng; 6- khoang xu páp con đội; 7-lỗ lắp bơm dầu nhờn; 8-cửa nạp và xả. Kết cấu thân máy kiểu thân xy lanh - hộp trục khuỷu. Thân máy đợc đúc bằng gang xám 24-44 theo phơng pháp khuôn mẫu chảy, vỏ thân và các vách ngăn tơng đối mỏng (khoảng 5 ữ 6mm). Thân máy còn tạo vỏ bao kín các chi tiết bên trong. Trên 4 thành vách ngang của hộp trục khuỷu có bố trí 4 ổ trục dạng ổ trợt. Mỗi ổ chia làm 2 nửa, đợc lắp ghép với nhau bằng 2 bu lông và đợc khoá chung bằng một dây thép. b. Lót xy lanh. Lót xy lanh bao kín và tạo thể tích công tác của động cơ đốt trong đồng thời còn dẫn hớng cho pít tông chuyển động tịnh tiến. Lót làm tăng tuổi thọ cho khối thân máy và làm đơn giản hoá việc phục hồi, sửa chữa, thay thế. 5 Động cơ dùng lót ngắn kiểu thô đợc ép vào phần trên lỗ xy lanh trong thân máy. Sau khi ép, xy lanh đợc doa và đánh bóng tới đờng kính 82mm. Chiều dài của ống lót 50mm, chiều dày thành ống lót 2mm. Dọc theo toàn bộ chiều dài của các xy lanh có áo nớc bao quanh để làm mát. c. Nắp máy. Nắp máy có chức năng bao kín về phía trên và tạo buồng cháy, cùng với đỉnh pít tông và xy lanh tạo thành thể tích buồng cháy và thể tích công tác của mỗi xy lanh. Trong nắp máy còn có khoang áo nớc làm mát, lỗ lắp bu gi. Nắp máy làm việc trong điều kiện tơng đối nặng nề: trực tiếp tiếp xúc với môi chất công tác, chịu áp suất và nhiệt độ rất cao cũng nh chịu ứng suất nhiệt rất cao. Nắp máy của động cơ đợc đúc bằng hợp kim nhôm , trên nó có các hốc dạng đặc biệt tạo nên buồng đốt, có 6 lỗ ren để lắp các bu gi. Trên nắp máy có 33 lỗ để lắp các bu lông. Mặt trên có gờ dầy đợc gia công 3 lỗ ren để lắp van hằng nhiệt. Giữa thân máy và nắp máy có đệm nắp máy bằng amiăng cốt thép có tẩm graphít. Chiều dầy đệm nắp máy sau khi ép là 1,5 ữ 1,8mm. Bột graphít có cả ở hai mặt đệm, đệm có kết cấu đối xứng. Các miệng lỗ đều có viền sắt lá (hoặc đồng lá). 1.2.1.2. Nhóm chi tiết chuyển động. Nhóm chi tiết chuyển động bao gồm: Nhóm pít tông, thanh truyền, trục khuỷu. a. Nhóm pít tông. Nhóm pít tông gồm có: pít tông, chốt pít tông, xéc măng khí, xéc măng dầu, các chi tiết hãm chốt. Nhóm pít tông dùng để đảm bảo bao kín khoang công tác của xy lanh, tạo thể tích thay đổi, tiếp nhận lực khí thể và truyền cho thanh truyền (ở quá trình cháy và giãn nở), nén khí trong quá trình nén, đẩy khí thải khỏi xy lanh trong quá trình thải và hút hỗn hợp mới vào xy lanh trong quá trình nạp. 6 * Pít tông. Pít tông là một chi tiết rất quan trọng của động cơ đốt trong, trong quá trình làm việc của động cơ, pít tông chịu lực rất lớn, nhiệt độ rất cao và ma sát mài mòn lớn. Khi chuyển động pít tông chịu lực ma sát lớn trong điều kiện bôi trơn khó đảm bảo. Pít tông đợc đúc bằng hợp kim nhôm, có dạng đỉnh bằng. Đầu pít tông có bốn rãnh: hai rãnh trên để lắp xéc măng khí, còn hai rãnh dới để lắp xéc măng dầu. Phía trên rãnh của xéc măng khí thứ nhất có tiện rãnh ngăn nhiệt. Thân pít tông hình ô van, có xẻ rãnh hình chữ . Đờng tâm của chốt đợc bố trí lệch về phía chiều quay trục khuỷu. Trong lỗ bệ chốt có gia công hai rãnh ở hai đầu để lắp vòng hãm. Phía bên trong pít tông có các đờng gân. Pít tông có chiều cao 100mm, khối lợng 0,579 kg. Hình 1.3. Nhóm pít tông 1-khoá hãm; 2-chốt pít tông; 3-pít tông; 4-xéc măng dầu; 5-xéc măng khí; A-A:mặt cắt ngang xéc măng khí; B-B:mặt cắt ngang xéc măng dầu. * Chốt pít tông. Chốt pít tông là chi tiết trung gian nối thanh truyền với pít tông tạo ra khớp quay để truyền lực. Pít tông làm việc trong điều kiện chịu tải trọng có tính chất va đập lớn, chịu uốn, nén và cắt, biến dạng. Chốt pít tông của động cơ có dạng trụ rỗng bằng thép 45. Bề mặt trụ ngoài đợc tôi cao tần với lớp thấm tôi sâu từ 1,0 đến 1,5mm rồi mài tinh đạt độ bóng cao, đờng kính 7 ngoài 22mm, đờng kính trong 16mm, chiều dài 54mm. Chốt đợc lắp ghép theo kiểu bơi, trong rãnh bệ chốt có lắp các vòng hãm. * Xéc măng. Xéc măng dùng để bao kín khoang công tác của xy lanh, gạt lớp dầu thừa, tạo màng dầu mỏng trên bề mặt xy lanh để làm giảm sự mài mòn pít tông, xéc măng, xy lanh. Ngoài ra xéc măng còn truyền nhiệt từ pít tông ra môi chất làm mát thông qua thành xy lanh. Xéc măng làm việc trong các điều kiện: Chịu nhiệt độ cao, chịu va đập lớn và chịu mài mòn. Trên pít tông có bốn xéc măng: hai xéc măng khí và hai xéc măng dầu. Xéc măng đợc đúc bằng gang xám hợp kim. Chiều cao của các xéc măng khí 2,4mm, xéc măng khí có tiết diện hình thang tạo góc côn nhân tạo. Xéc măng khí thứ nhất: Mặt ngoài đợc mạ một lớp crôm xốp trong đó độ dầy lớp crôm xốp 0,05 ữ 0,06mm. Xéc măng khí th hai và cả hai xéc măng dầu đợc mạ thiếc dầy 5 ữ 10 m à . Chiều cao của các xéc măng dầu 4mm, xéc măng dầu có một rãnh vòng với tám rãnh phay để dẫn dầu nhờn từ mặt gơng xy lanh vào lòng pít tông, khe hở nhiệt nằm trong giới hạn 0,2 ữ 0,4mm. Khe hở mặt đầu xéc măng với rãnh pít tông phải đảm bảo 0,07 ữ 0,1mm. Sau này ngời ta sử dụng xéc măng dầu kiểu tổ hợp để thay thế. b. Thanh truyền. Thanh truyền chịu các lực khí thể, quán tính, ma sát và tải trọng nhiệt. Đầu nhỏ và đầu to thanh truyền chịu tác dụng của lực quán tính và lực khí thể. Thân thanh truyền chịu kéo, nén dới tác dụng của hợp lực và chịu uốn trong mặt phẳng lắc của thanh truyền dới tác dụng của lực quán tính. Thanh truyền đợc dập bằng thép 45, khối lợng 0,885kg, tiết diện chữ I. Đầu nhỏ thanh truyền ép bạc đồng bề mặt làm việc có tráng lớp hợp kim bạc đồng thanh chì thiếc ( 4-4-2,5), nặng 0,018kg. 8 Trên đầu nhỏ có phay rãnh, bạc lót có khoan lỗ để dẫn dầu nhờn vào chốt pít tông. Đầu to của thanh truyền chia hai nửa. Nắp đợc cố định vào đầu to bằng hai bu lông làm bằng thép 38XA và đai ốc, các đai ốc đợc khoá bằng chốt chẻ. ở đầu to có khoan lỗ 3. Khi lỗ này trùng với rãnh dầu nhờn trong cổ trục khuỷu thì dầu phun ra vung té vào mặt gơng xy lanh, đĩa con đội và cam. 1-đầu nhỏ thanh truyền; 2-đầu to thanh truyền; 3-lỗ phun dầu; 4-lỗ lắp chốt pít tông; 5-bạc đầu to thanh truyền. 9 Hình 1.4. Kết cấu thanh truyền Đầu to của thanh truyền có cấu tạo không đối xứng, thanh truyền của xy lanh thứ nhất, thứ ba, thứ năm không lắp lẫn đợc với thanh truyền xy lanh thứ hai, thứ t, thứ sáu. Trên mỗi nửa đầu to có phay rãnh ăn khớp với gờ định vị bạc lót đầu to thanh truyền. c. Trục khuỷu. Trục khuỷu cùng thanh truyền và pít tông biến công giãn nở của hỗn hợp cháy thành mô men quay, đa công suất động cơ ra ngoài; đồng thời ở hành trình nạp, nén, xả lại truyền động năng tích trữ ở bánh đà thông qua thanh truyền tới pít tông. Trục khuỷu đợc dập bằng thép cac bon (thép 45), có khối lợng 31kg Trục khuỷu liền với 7 đối trọng. Các bề mặt của ngõng trục, cổ trục, cổ khuỷu đợc tôi cao tần đảm bảo độ cứng từ 52 ữ 62HRC, chiều dầy lớp thấm tôi đạt =2,0 ữ 2,2mm. Trục khuỷu đợc chia làm 5 phần: + Đầu trục khuỷu: Đầu trục khuỷu gồm có 3 mặt trục bậc. Trên đầu trục lắp bánh răng dẫn động trục cam với then bán nguyệt. Phía bên ngoài lắp pu ly dẫn động quạt gió bơm nớc, máy phát điện, máy bơm hơi thông qua moay ơ và mối ghép then. Mặt đầu có gia công lỗ ren lắp bu lông răng hàm sói dùng để cố định pu ly, bánh răng trên đầu trục và vấu khởi động để quay trục khuỷu bằng tay quay. Cổ trục thứ nhất có bố trí hai đệm chặn cốt thép, bề mặt làm việc có tráng lớp hợp kim ba bít, các đệm tỳ đợc lắp ở hai phía của cổ trục thứ nhất. 10 [...]... ga đóng Chơng 2 tính toán chu trình công tác của động cơ -49 2.1 Mục đích tính toán chu trình công tác Nhằm xác định các thông số đặc trng cho chu trình công tác, các chỉ tiêu về kinh tế và năng lợng để đánh giá chu trình công tác và sự làm việc 33 của động cơ trong điều kiện nớc ta, nhờ đó mà ta tiến hành xây dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác thực tế và đồ thị đờng đặc tính ngoài 2.2... T: Động cơ này là động cơ xăng, sử dụng xăng A-72, -70 hoặc có thể dùng MOGAS-83 nên ta chọn: kJ kgnl QT = 44000 2.3 Tính toán các quá trình của chu trình công tác 2.3.1 Tính toán quá trình trao đổi khí Mục đích tính toán quá trình trao đổi khí là xác định các thông số cuối quá trình nạp mà chủ yếu là áp suất cuối quá trình nạp p a và nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta: - Hệ số khí sót r: Hệ số khí. .. không khí qua ống nối cao xu 2 Khi động cơ làm việc khí lọt đợc hút từ các te vào động cơ qua van Không khí sạch qua bầu lọc khí và theo ống dẫn nạp đầy vào các te động cơ ở chỗ nối của ống dẫn với nắp khoang xu páp có lắp van dùng để tự động thay đổi lu lợng khí đợc hút ra từ các te động cơ phụ thuộc vào độ mở bớm ga Van thông gió làm bằng hợp kim kẽm đợc lồng trên bu lông lắp khoang xu páp và thân... nhiệt tự động thực hiện đóng mở đờng nớc từ động cơ về két mát đảm bảo động cơ hoạt động tốt, tránh đợc sự mài mòn cơ học do nhiệt dộ quá thấp và tăng tính kinh tế nhiên liệu của động cơ Khi xe 24 hoạt động về mùa động ở vùng lạnh cũng nh khi tải nhỏ để tránh nớc bị động phải dùng tay kéo đóng một phần hoặc toàn bộ cửa chớp, chỉ khi nhiệt độ đạt 900C mới mở cửa chớp từ từ d Quạt gió và dẫn động quạt... để bơm xăng vào buồng phao khi động cơ cha hoạt động Khi bơm làm việc tốt thì áp suất ở cửa ra phải là 150210mmHg, độ chân không ở lỗ nạp > 350mmHg d Bộ chế hoà khí Bộ chế hoà khí đợc dùng để hoà trộn nhiên liệu với không khí tạo thành hỗn hợp công tác có thành phần phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ Trên động cơ sử dụng bộ chế hòa khí K-126, bộ chế hòa khí K-126 là bộ chế hoà khí thuộc kiểu... khởi động xong động cơ, bớm gió 6 đợc mở ra, bớm ga 25 đóng bớt lại và động cơ bắt đầu làm việc ở chế độ không tải e Bầu lọc không khí Để lọc sạch bụi trong không khí trớc khi đa vào bộ chế hoà khí mỗi động cơ có một bầu lọc không khí hai tầng Tầng lọc thứ nhất kiểu quán tính có máng dầu nhờn, tầng thứ hai dùng khối lọc kiểu lọc tấm Bầu lọc không khí gồm 3 phần chính: máng dầu nhờn, khối lọc và đĩa... động cơ ở chế độ N emax nên ta chọn: = 0,88 3 Hệ số nạp v: Vì động cơ có kết cấu xu páp đặt, động cơ sử dụng một xu páp nạp và có tỷ số nén không cao = 6,7 nên ta chọn v = 0,75 4 Nhiệt độ cuối quá trình thải T r: Động cơ có tỷ số nén không cao =6,7 và tính toán ở chế độ công suất cực đại nên tốc độ vòng quay trục v 0 , nên ta chọn Tr = 1050 [ K] ph khuỷu khá lớn n = 3400 5 áp suất cuối quá trình. .. gió vào; 3-trục; 4,5-cần quay (gạt); 6-trục truyền động trục vít; 7-tay quay; 8-thanh giằng Hệ thống thông gió làm mát động cơ đợc trang bị các cửa chớp dùng để thay đổi lợng không khí đi qua két mát góp phần điều chỉnh chế độ nhiệt của động cơ khi xe chạy trên cạn Khi xe bơi các cửa chớp phải đóng lại để không cho nớc lọt vào buồng động lực Cửa chớp làm bằng các tấm thép để đóng kín các cửa khí vào và. .. độ tính toán: Tính toán ở chế độ công suất lớn nhất Nemax 2.2.1 Các thông số cho trớc 1 Công suất lớn nhất Nemax: Nemax = 66,24 [kW] 2 Tốc độ trục khuỷu ở chế độ công suất lớn nhất: v ph n = 3400 3 Tốc độ trung bình của pít tông CTB: Tốc độ trung bình của pít tông đợc tính theo công thức sau: CTB = S.n 30 Thay số vào công thức trên: CTB = 0,11.3400 30 m CTB = 12,467 s 4 Số xy lanh của động cơ: ... ga Trên thành lỗ của thân buồng hỗn hợp, mỗi buồng có 2 lỗ phun của hệ thống không tải Các lỗ phía dới có bố trí vít điều chỉnh hệ thống không tải, có 2 lỗ thông với phần trên màng của cơ cấu chấp hành bộ hạn chế tốc độ, trên mỗi đờng lỗ đều bố trí gíc lơ (một lỗ trên và một lỗ ở dới bớm ga) Cơ cấu chấp hành của bộ hạn chế tốc độ đợc lắp vào mặt bích của thân buồng hỗn hợp Ba phần trên của chế hoà khí . 50 Chơng 3 57 Khai thác Quy trình sửa chữa cơ cấu phối khí 57 3.1. Nhiệm vụ của cơ cấu phối khí 57 3.2. Các loại cơ cấu phối khí dùng xu páp 57 3.3. Kết cấu cơ cấu phối khí động cơ -49 . 58 3.3.1 58 3.3.1. Khái quát 58 3.3.2. Kết cấu các chi tiết của cơ cấu phối khí 59 3.4. Khai thác quy trình sửa chữa cơ cấu phối khí 64 3.5. Những chú ý trong khai thác cơ cấu phối khí 76 Kết luận 80 Tài liệu. 34 2.3. Tính toán các quá trình của chu trình công tác 36 2.4. Các thông số đánh giá chu trình công tác của động cơ 45 2.5. Xây dựng đồ thị công và đặc tính ngoài của động cơ 50 Chơng 3 57 Khai thác