Khảo sát và tính toán hệ thống bôi trơn của động cơ Detroit Diesel

Ngày nay động cơ đốt trong phát triển rộng khắp trên mọi lĩnh vực: Giao thông vận tải, nông nghiệp, lâm nghiệp, xây dựng, công nghiệp, quốc phòng...Công tác bảo dưỡng sữa chữa để phục hồi khả năng làm việc của phương tiện đóng một vai trò rất quan trọng, song trong điều kiện nước ta còn hạn chế về khả năng chế tạo và sản xuất mới động cơ nói chung và phụ tùng thay thế nói riêng. Mặt khác do yêu cầu về công suất, hiệu suất làm việc của động cơ ngày càng cao, nhưng đồng thời phải đảm bảo độ bền, tuổi thọ của các chi tiết trong động cơ. Mà trên bề mặt các chi tiết luôn tồn tại những vết gồ ghề do đó khi trượt lên nhau sẽ sinh nhiệt, tiêu hao công và mài mòn nhanh hoặc có thể bị kẹt cứng, không chuyển động được. Vì vậy giữa các chi tiết ma sát phải luôn luôn tồn tại lớp dầu bôi trơn để nâng cao độ bền và tuổi thọ của động cơ. Nhưng để giảm lượng mài mòn hư hỏng ta phải cung cấp dầu nhờn liên tục đến các mặt ma sát của các chi tiết máy, do đó ta phải chọn những phương án bôi trơn, kiểu bố trí hệ thống bôi trơn khác nhau. Tuy nhiên để đảm bảo ổ trục ít bị mài mòn do tạp chất thì phải dùng đúng loại dầu nhờn và dầu phải sạch cho nên cần phải có các bộ phận chủ yếu của hệ thống bôi trơn. Vì vậy đồ án tốt nghiệp khảo sát và tính toán hệ thống bôi trơn trên động cơ Detroit S60 lắp trên xe đầu kéo freightliner nhằm mục đích tìm hiểu vấn đề đó. Trong quá trình thực hiện nhiệm vụ của đồ án, em đã nhận được sự giúp đỡ trực tiếp rất nhiệt tình của thầy hướng dẫn Dương Việt Dũng cùng các thầy cô trong bộ môn, các bạn trong lớp. Em xin thành thật cảm ơn. Vì điều kiện thời gian, tài liệu tham khảo và khả năng của bản thân còn hạn chế nên đồ án không khỏi còn nhiều thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý phê bình của thầy cô giáo. Đà nẵng, ngày tháng năm Sinh viên thực hiện. Hà Tuấn Vũ 1.MỤC ĐÍCH – Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Một động cơ hoạt động đạt hiệu quả cao , chính là nhờ sự hỗ trợ và làm việc tốt của các hệ thống như : hệ thống nhiên liệu, hệ thống làm mát , hệ thống bôi trơn… Vì vậy công suất , sức bền , tuổi thọ, hiệu suất làm việc của đông cơ phụ thuộc rất lơn vào sự làm việc của các hệ thống này. Hệ thống bôi trơn là một trong những hệ thống quan trọng nhất của động cơ Mục đích của đề tài là : Nắm vững các kiến thức về hệ thống bôi trơn cho động cơ đốt trong Khảo sát hệ thống bôi trơn động cơ Detroit diesel. Phương pháp kiểm tra sữa chữa hệ thống bôi trơn Tính toán nhiệt đông cơ Detroit diesel Với các mục đích trên , đề tài này có ý nghĩa rất lớn đến sinh viên ngành cơ khí động lực chúng ta Thông qua việc làm đề tài này giúp cho sinh viên củng cố được kiến thức đã học và đã được thực tập, giúp cho sinh viên biết cách nghiên cứu , tự tìm tòi , độc lập làm việc .Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho công việc sau này của một kỹ sư tương lai2. ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG:2.1.YÊU CẦU CHUNG VỀ HỆ THỐNG BÔI TRƠN TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG. Bôi trơn tốt các bề mặt ma sát, bảo vệ cho bề mặt kim loại, tẩy rửa đi các hạt kim loại bong ra trong quá trình ma sát, nhằm giúp làm kín giữa các piston và xilanh ngoài ra còn tạo chêm dầu giữa các bề mặt ma sát để tránh mài mòn và tránh va đập trong động cơ khi động cơ làm việc và làm mát động cơ, giúp cho động cơ làm việc tốt hơn và đảm bảo cho động cơ làm việc ở nhiệt độ Nhiệt độ dầu bôi trơn khoảng 801600c nếu lớn hơn nhiệt độ trên dầu sẻ bốc cháy. Nhưng cho phép. nếu dầu bôi trơn làm mát nhiều quá thì sẽ làm mất hiệu suất nhiệt của động cơ. Yêu cầu công suất động cơ hệ thống bôi trơn không được vượt quá 35%, dầu bôi trơn dể tìm, dễ thay thế, thời gian sử dụng lâu dài.2.1.1. Bôi trơn các bề mặt ma sát, làm giảm tổn thất ma sát. Hệ thống bôi trơn của các loại động cơ đốt trong đều dùng dầu nhờn đệm vào giữa các bề mặt chuyển động tương đối với nhau, nhằm mục đích ngăn cản hoặc giảm bớt sự tiếp xúc trực tiếp giữa hai bề mặt ma sát. Tuỳ theo chất và lượng của lớp dầu bôi trơn ma sát trượt được chia làm ba loại: ma sát khô (không có dầu), ma sát ướt (luôn luôn có dầu ngăn cách hai bề mặt ma sát), ma sát tới hạn (nửa khô, nửa ướt).Ma sát khô. Xảy ra khi giữa hai bề mặt ma sát hoàn toàn không có dầu nhờn, các mặt ma sát tiếp xúc trực tiếp với nhau trong quá trình làm việc.Ma sát ướt. Xảy ra khi giữa hai bề mặt ma sát luôn có một lớp dầu nhờn đóng vai trò trung gian làm lớp đệm, nên trong quá trình hoạt động các mặt ma sát hoàn toàn không trực tiếp tiếp xúc với nhau.Ma sát nửa khô, nửa ướt. Xảy ra khi màng dầu nhờn ngăn cách bề mặt ma sát bị phá hoại. Mặt ma sát tiếp xúc cục bộ ở những nơi màng dầu nhờn bị phá hoại.Ma sát tới hạn. Là trạng thái ma sát trung gian giữa ma sát ướt và ma sát khô. Khi xảy ra ma sát tới hạn, trên bề mặt ma sát tồn tại một lớp dầu nhờn, nhưng lớp dầu này rất mỏng. Màng dầu này chịu tác dụng của lực phân tử của bề mặt kim loại nên bám chặt trên bề mặt kim loại và mất đi khả năng di động. Vì vậy, trong trường hợp này, lực ma sát quyết định bởi quá trình sản sinh do kết quả của lực tương tác giữa bề mặt ma sát với màng dầu nhờn bám lên nó.Hệ số ma sát. Tuỳ thuộc vào vị trí và điều kiện làm việc cụ thể của ổ trục mà ta chọn vật liệu chế tạo ổ trục ứng với hệ số ma sát, hoặc ngược lại cho hợp lý. Hệ số ma sát của các loại vật liệu ổ trục trong điều kiện ma sát khô và ma sát ướt bảng 2.1:Bảng 2.1. Hệ số ma sát của một số loại vật liệu.Vật liệu ổ trụcHệ số ma sátMa sát khôMa sát ướtGang với gangGang với đồngThép với thépThép với đồngThép với babítThép với nhôm0.150.150.20.150.150.25 0.280.260.070.120.07 0.150.050.10.010.150.050.10.050.1 2.1.2. Làm mát ổ trục. Sau một thời gian làm việc, công sinh ra từ quá trình cháy, do tổn thất ma sát sẽ chuyển thành nhiệt năng. Chính nhiệt năng này làm cho nhiệt độ của ổ trục tăng lên rất cao. Nếu không có dầu nhờn, các bề mặt ma sát nóng dần lên quá nhiệt độ giới hạn cho phép, sẽ làm nóng chảy các hợp kim chống mài mòn, bong tróc, cong vênh chi tiết....Dầu nhờn trong trường hợp này đóng vai trò làm mát ổ trục, tải nhiệt do ma sát sinh ra khỏi ổ trục, đảm bảo nhiệt độ làm việc bình thường của ổ trục. So với nước, tuy rằng dầu nhờn có nhiệt hoá hơi khoảng 4070 Kcalkg. Trong khi đó nhiệt độ hoá hơi của nước là 590 Kcalkg, khả năng dẫn nhiệt của dầu nhờn cũng rất nhỏ: 0,0005 cal0C.g.s, của nước là 0,0015 cal0C.g.s. Nghĩa là khả năng thu thoát nhiệt của dầu nhờn rất thấp so với nước. Thế nhưng, nước không thể thay thế được chức năng của dầu nhờn, do còn phụ thuộc vào một số đặc tính lý hoá khác. Vì lý do đó, để dầu nhờn phát huy được tác dụng làm mát các mặt ma sát. Đòi hỏi bơm dầu nhờn của hệ thống bôi trơn phải cung cấp cho các bề mặt ma sát một lượng dầu đủ lớn.2.1.3. Tẩy rửa bề mặt ma sát. Khi hai chi tiết kim loại ma sát với nhau, các mạt kim loại sẽ sinh ra trên các bề mặt ma sát, làm tăng mài mòn. Nhưng nhờ có lưu lượng dầu đi qua bề mặt ma sát đó, các mạt kim loại và cặn bẩn ở trên bề mặt đựơc dầu mang đi, làm cho bề mặt sạch, giảm lượng mài mòn.2.1.4. Bao kín buồng cháy. Do có lớp dầu giữa hành xylanh và piston, giữa xecmăng và rãnh xecmăng nên giảm được khả năng lọt khí xuống cacte.Ngoài bốn nhiệm vụ trên, dầu nhờn còn có tác dụng như một lớp bảo vệ chống ăn mòn hoá học.2.2. HỆ THỐNG BÔI TRƠN DÙNG CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG.2.2.1. Các phương án bôi trơn trong động cơ đốt trong. Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý bôi trơn bằng phương pháp vung toé dầu.1 Bánh lệch tâm; 2 Piston bơm dầu; 3 Thân bơm; 4Cácte; 5Điểm tựa; 6 Máng dầu phụ; 7Thanh truyền có thìa hắt dầu.2.2.1.1. Bôi trơn bằng phương án vung toé dầu:+ Ưu, nhược điểm: Ưu điểm: Kết cấu của hệ thống bôi trơn rất đơn giản, dễ bố trí. Nhược diểm: Phương án bôi trơn này rất lạc hậu, không đảm bảo lưu lượng dầu bôi trơn của ổ trục, tuổi thọ dầu giảm nhanh, cường độ dầu bôi trơn không ổn định nên ít dùng.+ Phạm vi sử dụng: Hiện nay, phương án này chỉ còn tồn tại trong những động cơ kiểu cũ, công suất nhỏ và tốc độ thấp: Thường dùng trong động cơ một xilanh kiểu xilanh nằm ngang có kết cấu đơn giản như T62, W1105...hoặc một trong vài loại động cơ một xilanh, kiểu đứng kết hợp bôi trơn vung té dầu với bôi trơn bằng cách nhỏ dầu tự động như động cơ Becna, Slavia kiểu cũ...2.2.1.2. Phương án bôi trơn cưỡng bức: Trong các động cơ đốt trong hiện nay, gần như tất cả đều dùng phương án bôi trơn cưỡng bức, dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn từ nơi chứa dầu, được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định cần thiết, gần như đảm bảo tốt tất cả các yêu cầu về bôi trơn, làm mát và tẩy rửa các bề mặt ma sát ổ trục của hệ thống bôi trơn. Hệ thống bôi trơn cưỡng bức của động cơ nói chung bao gồm các thiết bị cơ bản sau: Thùng chứa dầu hoặc cácte, bơm dầu, bầu lọc thô, bầu lọc tinh, két làm mát dầu nhờn, các đường ống dẫn dầu, đồng hồ báo áp suất và đồng hồ báo nhiệt độ của dầu nhờn, ngoài ra còn có các van. Tuỳ theo vị trí chứa dầu nhờn, người ta phân hệ thống bôi trơn cưỡng bức thành hai loại: Hệ thống bôi trơn cácte ướt (dầu chứa trong cácte) và hệ thống bôi trơn cácte khô (dầu chứa trong thùng dầu bên ngoài cácte). Căn cứ vào hình thức lọc, hệ thống bôi trơn cưỡng bức lại phân thành hai loại: Hệ thống bôi trơn dùng lọc thấm và hệ thống bôi trơn dùng lọc ly tâm (toàn phần và không toàn phần)...Ta lần lượt khảo sát từng loại như sau: 2.2.1.3. Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte ướt :a. Sơ đồ Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte ướt.1 Phao hút dầu; 2 Bơm dầu nhờn; 3 Lọc thô; 4 Trục khuỷu; 5 Đường dầu lên chốt khuỷu; 6 Đường dầu chính; 7 Ổ trục cam; 8 Đường dầu lên chốt piston; 9 lỗ phun dầu; 10 Bầu lọc tinh; 11 Két làm mát dầu; 12 Thước thăm dầu; 13 Đường dẫn dầu. a Van an toàn của bơm dầu; b Van an toàn của lọc thô; c Van khống chế dầu qua kétlàm mát; T Đồng hồ nhiệt độ dầu nhờn; MĐồng hồ áp suất.+ Ưu nhược điểm: Ưu điểm: Cung cấp khá đầy đủ dầu bôi trơn cả về số lượng và chất lượng, độ tin cậy làm việc của hệ thống bôi trơn tương đối cao.Nhược điểm: Do dùng cácte ướt (chứa dầu trong cácte ) nên khi động cơ làm việc ở độ nghiêng lớn, dầu nhờn dồn về một phía khiến phao hút dầu bị hẫng. Vì vậy lưu lượng dầu cung cấp sẽ không đảm bảo đúng yêu cầu.b. Phạm vi sử dụng: Hầu hết các loại động cơ đôt trong ngày nay đều dùng phương án bôi trơn cưỡng bức do dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định nên có thể đảm bảo yêu cầu bôi trơn, làm mát và tẩy rửa mặt ma sát của ổ trục. Nói chung hệ thống bôi trơn cácte ướt thường dùng trên động cơ ôtô làm việc trong địa hình tương đối bằng phẳng (vì ở loại này khi động cơ làm việc ở độ nghiêng lớn, dầu nhờn dồn về một phía khiến phao hút dầu bị hẫng).2.2.1.4. Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte khô.a. Sơ đồ Chỉ khác bôi trơn cưỡng bức cácte ướt là ở trong hệ thống này có thêm hai bơm hút dầu từ cácte về thùng chứa, sau đó bơm 2 mới chuyển dầu đi bôi trơn. Trong hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte ướt, nơi chứa dầu đi bôi trơn là cácte, còn ở đây là thùng chứa dầu. Van d thường mở. Trong một số động cơ tĩnh tại và tàu thuỷ, trên hệ thống bôi trơn còn bố trí bơm tay hoặc bơm điện để cung cấp dầu nhờn đến các mặt ma sát và điền đầy các đường ống dẫn trước khi khởi động động cơ. Sơ đồ bố trí bơm tay hoặc bơm điện được giới thiệu trên hình (3.4) Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte khô.1 Phao hút dầu; 2 Bơm chuyển dầu nhờn; 3 Bầu lọc thô; 11Két làm mát dầu 14 Thùng chứa dầu; 15Bơm hút dầu từ cácte về thùng chứa; a Van an toàn của bơm; b Van an toàn của bầu lọc thô; d Van khống chế dầu qua két làm mát ; M Đồng hồ áp suất; T Đồng hồ nhiệt độ dầu nhờn. Ưu nhược điểm: Ưu điểm: Cácte chỉ hứng và chứa dầu tạm thời, còn thùng dầu mới là nơi chứa dầu để đi bôi trơn nên động cơ có thể làm việc ở độ nghiên lớn mà không sợ thiếu dầu, dầu được cung cấp đầy đủ và liên tục. Nhược điểm: Kết cấu phức tạp hơn, giá thành tăng lên do phải thêm đến 2 bơm dầu hút dầu cácte qua thùng, thêm đường dầu và bố trí thùng dầu sao cho hợp lý.Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte khô thường dùng trên các loại động cơ diesel dùng trên máy ủi đất, xe tăng, máy kéo, tàu thuỷ...

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay động cơ đốt trong phát triển rộng khắp trên mọi lĩnh vực: Giao thông vậntải, nông nghiệp, lâm nghiệp, xây dựng, công nghiệp, quốc phòng Công tác bảo dưỡngsữa chữa để phục hồi khả năng làm việc của phương tiện đóng một vai trò rất quan trọng,song trong điều kiện nước ta còn hạn chế về khả năng chế tạo và sản xuất mới động cơnói chung và phụ tùng thay thế nói riêng

Mặt khác do yêu cầu về công suất, hiệu suất làm việc của động cơ ngày càng cao,nhưng đồng thời phải đảm bảo độ bền, tuổi thọ của các chi tiết trong động cơ Mà trên bềmặt các chi tiết luôn tồn tại những vết gồ ghề do đó khi trượt lên nhau sẽ sinh nhiệt, tiêuhao công và mài mòn nhanh hoặc có thể bị kẹt cứng, không chuyển động được Vì vậygiữa các chi tiết ma sát phải luôn luôn tồn tại lớp dầu bôi trơn để nâng cao độ bền và tuổithọ của động cơ Nhưng để giảm lượng mài mòn hư hỏng ta phải cung cấp dầu nhờn liêntục đến các mặt ma sát của các chi tiết máy, do đó ta phải chọn những phương án bôitrơn, kiểu bố trí hệ thống bôi trơn khác nhau

Tuy nhiên để đảm bảo ổ trục ít bị mài mòn do tạp chất thì phải dùng đúng loại dầunhờn và dầu phải sạch cho nên cần phải có các bộ phận chủ yếu của hệ thống bôi trơn Vìvậy đồ án tốt nghiệp "khảo sát và tính toán hệ thống bôi trơn trên động cơ Detroit S60 lắptrên xe đầu kéofreightliner " nhằm mục đích tìm hiểu vấn đề đó

Trong quá trình thực hiện nhiệm vụ của đồ án, em đã nhận được sự giúp đỡ trực tiếp

rất nhiệt tình của thầy hướng dẫn Dương Việt Dũng cùng các thầy cô trong bộ môn, các

bạn trong lớp Em xin thành thật cảm ơn

Vì điều kiện thời gian, tài liệu tham khảo và khả năng của bản thân còn hạn chế nên

đồ án không khỏi còn nhiều thiếu sót Rất mong nhận được sự góp ý phê bình của thầy côgiáo

1 MỤC ĐÍCH – Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Một động cơ hoạt động đạt hiệu quả cao , chính là nhờ sự hỗ trợ và làm việc tốt của các

hệ thống như : hệ thống nhiên liệu, hệ thống làm mát , hệ thống bôi trơn… Vì vậy côngsuất , sức bền , tuổi thọ, hiệu suất làm việc của đông cơ phụ thuộc rất lơn vào sự làm việccủa các hệ thống này Hệ thống bôi trơn là một trong những hệ thống quan trọng nhất củađộng cơ

Mục đích của đề tài là :

- Nắm vững các kiến thức về hệ thống bôi trơn cho động cơ đốt trong

- Khảo sát hệ thống bôi trơn động cơ Detroit diesel Phương pháp kiểm tra sữa chữa hệthống bôi trơn

- Tính toán nhiệt đông cơ Detroit diesel

Với các mục đích trên , đề tài này có ý nghĩa rất lớn đến sinh viên ngành cơ khí độnglực chúng ta

Thông qua việc làm đề tài này giúp cho sinh viên củng cố được kiến thức đã học và đãđược thực tập, giúp cho sinh viên biết cách nghiên cứu , tự tìm tòi , độc lập làm việc Từ

đó tạo điều kiện thuận lợi cho công việc sau này của một kỹ sư tương lai

2 ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG:

2.1.YÊU CẦU CHUNG VỀ HỆ THỐNG BÔI TRƠN TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐTTRONG

Bôi trơn tốt các bề mặt ma sát, bảo vệ cho bề mặt kim loại, tẩy rửa đi các hạt kim loạibong ra trong quá trình ma sát, nhằm giúp làm kín giữa các piston và xilanh ngoài ra còntạo chêm dầu giữa các bề mặt ma sát để tránh mài mòn và tránh va đập trong động cơ khiđộng cơ làm việc và làm mát động cơ, giúp cho động cơ làm việc tốt hơn và đảm bảocho động cơ làm việc ở nhiệt độ Nhiệt độ dầu bôi trơn khoảng 801600c nếu lớn hơnnhiệt độ trên dầu sẻ bốc cháy Nhưng cho phép nếu dầu bôi trơn làm mát nhiều quá thì sẽlàm mất hiệu suất nhiệt của động cơ Yêu cầu công suất động cơ hệ thống bôi trơn khôngđược vượt quá 35%, dầu bôi trơn dể tìm, dễ thay thế, thời gian sử dụng lâu dài

2.1.1 Bôi trơn các bề mặt ma sát, làm giảm tổn thất ma sát.

Hệ thống bôi trơn của các loại động cơ đốt trong đều dùng dầu nhờn đệm vào giữa các

bề mặt chuyển động tương đối với nhau, nhằm mục đích ngăn cản hoặc giảm bớt sự tiếpxúc trực tiếp giữa hai bề mặt ma sát Tuỳ theo chất và lượng của lớp dầu bôi trơn ma sáttrượt được chia làm ba loại: ma sát khô (không có dầu), ma sát ướt (luôn luôn có dầungăn cách hai bề mặt ma sát), ma sát tới hạn (nửa khô, nửa ướt)

Ma sát nửa khô, nửa ướt.

Xảy ra khi màng dầu nhờn ngăn cách bề mặt ma sát bị phá hoại Mặt ma sát tiếp xúccục bộ ở những nơi màng dầu nhờn bị phá hoại

Ma sát tới hạn.

Là trạng thái ma sát trung gian giữa ma sát ướt và ma sát khô Khi xảy ra ma sát tớihạn, trên bề mặt ma sát tồn tại một lớp dầu nhờn, nhưng lớp dầu này rất mỏng Màng dầunày chịu tác dụng của lực phân tử của bề mặt kim loại nên bám chặt trên bề mặt kim loại

và mất đi khả năng di động Vì vậy, trong trường hợp này, lực ma sát quyết định bởi quátrình sản sinh do kết quả của lực tương tác giữa bề mặt ma sát với màng dầu nhờn bámlên nó

Hệ số ma sát.

Tuỳ thuộc vào vị trí và điều kiện làm việc cụ thể của ổ trục mà ta chọn vật liệu chế tạo

ổ trục ứng với hệ số ma sát, hoặc ngược lại cho hợp lý Hệ số ma sát của các loại vật liệu

ổ trục trong điều kiện ma sát khô và ma sát ướt bảng 2.1:

Bảng 2.1 Hệ số ma sát của một số loại vật liệu.

0.070.120.07 0.150.050.10.010.150.050.10.050.1

2.1.2 Làm mát ổ trục.

Sau một thời gian làm việc, công sinh ra từ quá trình cháy, do tổn thất ma sát sẽchuyển thành nhiệt năng Chính nhiệt năng này làm cho nhiệt độ của ổ trục tăng lên rấtcao Nếu không có dầu nhờn, các bề mặt ma sát nóng dần lên quá nhiệt độ giới hạn chophép, sẽ làm nóng chảy các hợp kim chống mài mòn, bong tróc, cong vênh chi tiết Dầunhờn trong trường hợp này đóng vai trò làm mát ổ trục, tải nhiệt do ma sát sinh ra khỏi ổtrục, đảm bảo nhiệt độ làm việc bình thường của ổ trục So với nước, tuy rằng dầu nhờn

có nhiệt hoá hơi khoảng 4070 Kcal/kg Trong khi đó nhiệt độ hoá hơi của nước là 590Kcal/kg, khả năng dẫn nhiệt của dầu nhờn cũng rất nhỏ: 0,0005 cal/0C.g.s, của nước là0,0015 cal/0C.g.s Nghĩa là khả năng thu thoát nhiệt của dầu nhờn rất thấp so với nước.Thế nhưng, nước không thể thay thế được chức năng của dầu nhờn, do còn phụ thuộc vàomột số đặc tính lý hoá khác Vì lý do đó, để dầu nhờn phát huy được tác dụng làm mátcác mặt ma sát Đòi hỏi bơm dầu nhờn của hệ thống bôi trơn phải cung cấp cho các bềmặt ma sát một lượng dầu đủ lớn

2.1.3 Tẩy rửa bề mặt ma sát.

Khi hai chi tiết kim loại ma sát với nhau, các mạt kim loại sẽ sinh ra trên các bề mặt

ma sát, làm tăng mài mòn Nhưng nhờ có lưu lượng dầu đi qua bề mặt ma sát đó, các mạtkim loại và cặn bẩn ở trên bề mặt đựơc dầu mang đi, làm cho bề mặt sạch, giảm lượngmài mòn

2.1.4 Bao kín buồng cháy.

Do có lớp dầu giữa hành xylanh và piston, giữa xecmăng và rãnh xecmăng nên giảm

được khả năng lọt khí xuống cacte

Ngoài bốn nhiệm vụ trên, dầu nhờn còn có tác dụng như một lớp bảo vệ chống ăn mònhoá học

2.2 HỆ THỐNG BÔI TRƠN DÙNG CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

2.2.1 Các phương án bôi trơn trong động cơ đốt trong.

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý bôi trơn bằng phương pháp vung toé dầu

1- Bánh lệch tâm; 2- Piston bơm dầu; 3- Thân bơm; 4-Cácte; 5-Điểm tựa; 6- Máng

dầu phụ; 7-Thanh truyền có thìa hắt dầu

2.2.1.1 Bôi trơn bằng phương án vung toé dầu:

+ Ưu, nhược điểm:

- Ưu điểm: Kết cấu của hệ thống bôi trơn rất đơn giản, dễ bố trí

- Nhược diểm: Phương án bôi trơn này rất lạc hậu, không đảm bảo lưu lượng dầu bôitrơn của ổ trục, tuổi thọ dầu giảm nhanh, cường độ dầu bôi trơn không ổn định nên ítdùng.

+ Phạm vi sử dụng:

Hiện nay, phương án này chỉ còn tồn tại trong những động cơ kiểu cũ, công suất nhỏ

và tốc độ thấp: Thường dùng trong động cơ một xilanh kiểu xilanh nằm ngang có kết cấuđơn giản như T62, W1105 hoặc một trong vài loại động cơ một xilanh, kiểu đứng kếthợp bôi trơn vung té dầu với bôi trơn bằng cách nhỏ dầu tự động như động cơ Becna,Slavia kiểu cũ

2.2.1.2 Phương án bôi trơn cưỡng bức:

Trong các động cơ đốt trong hiện nay, gần như tất cả đều dùng phương án bôi trơn

cưỡng bức, dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn từ nơi chứa dầu, được bơm dầu đẩy đến các

bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định cần thiết, gần như đảm bảo tốt tất cả các yêucầu về bôi trơn, làm mát và tẩy rửa các bề mặt ma sát ổ trục của hệ thống bôi trơn

Hệ thống bôi trơn cưỡng bức của động cơ nói chung bao gồm các thiết bị cơ bản sau:

Thùng chứa dầu hoặc cácte, bơm dầu, bầu lọc thô, bầu lọc tinh, két làm mát dầu nhờn,các đường ống dẫn dầu, đồng hồ báo áp suất và đồng hồ báo nhiệt độ của dầu nhờn,ngoài ra còn có các van

Tuỳ theo vị trí chứa dầu nhờn, người ta phân hệ thống bôi trơn cưỡng bức thành hai

loại: Hệ thống bôi trơn cácte ướt (dầu chứa trong cácte) và hệ thống bôi trơn cácte khô(dầu chứa trong thùng dầu bên ngoài cácte) Căn cứ vào hình thức lọc, hệ thống bôi trơncưỡng bức lại phân thành hai loại: Hệ thống bôi trơn dùng lọc thấm và hệ thống bôi trơndùng lọc ly tâm (toàn phần và không toàn phần) Ta lần lượt khảo sát từng loại như sau:

2.2.1.3 Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte ướt :

a Sơ đồ

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte ướt.

1- Phao hút dầu; 2- Bơm dầu nhờn; 3- Lọc thô; 4- Trục khuỷu; 5- Đường dầu lên chốtkhuỷu; 6- Đường dầu chính; 7- Ổ trục cam; 8- Đường dầu lên chốt piston; 9- lỗ phundầu; 10- Bầu lọc tinh; 11- Két làm mát dầu; 12- Thước thăm dầu; 13- Đường dẫn dầu.a- Van an toàn của bơm dầu; b- Van an toàn của lọc thô; c- Van khống chế dầu qua

kétlàm mát; T- Đồng hồ nhiệt độ dầu nhờn; M-Đồng hồ áp suất

+ Ưu- nhược điểm:

Ưu điểm: Cung cấp khá đầy đủ dầu bôi trơn cả về số lượng và chất lượng, độ tin cậylàm việc của hệ thống bôi trơn tương đối cao

Nhược điểm: Do dùng cácte ướt (chứa dầu trong cácte ) nên khi động cơ làm việc ở độnghiêng lớn, dầu nhờn dồn về một phía khiến phao hút dầu bị hẫng Vì vậy lưu lượng dầucung cấp sẽ không đảm bảo đúng yêu cầu

b Phạm vi sử dụng:

Hầu hết các loại động cơ đôt trong ngày nay đều dùng phương án bôi trơn cưỡng bức

do dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một

áp suất nhất định nên có thể đảm bảo yêu cầu bôi trơn, làm mát và tẩy rửa mặt ma sát của

trong địa hình tương đối bằng phẳng (vì ở loại này khi động cơ làm việc ở độ nghiênglớn, dầu nhờn dồn về một phía khiến phao hút dầu bị hẫng).

2.2.1.4 Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte khô.

a Sơ đồ

Chỉ khác bôi trơn cưỡng bức cácte ướt là ở trong hệ thống này có thêm hai bơm hútdầu từ cácte về thùng chứa, sau đó bơm 2 mới chuyển dầu đi bôi trơn Trong hệ thống bôitrơn cưỡng bức cácte ướt, nơi chứa dầu đi bôi trơn là cácte, còn ở đây là thùng chứa dầu.Van d thường mở

Trong một số động cơ tĩnh tại và tàu thuỷ, trên hệ thống bôi trơn còn bố trí bơm tay

hoặc bơm điện để cung cấp dầu nhờn đến các mặt ma sát và điền đầy các đường ống dẫn

trước khi khởi động động cơ Sơ đồ bố trí bơm tay hoặc bơm điện được giới thiệu trên

hình (3.4)

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte khô

1- Phao hút dầu; 2- Bơm chuyển dầu nhờn; 3- Bầu lọc thô; 11-Két làm mát dầu Thùng chứa dầu; 15-Bơm hút dầu từ cácte về thùng chứa; a- Van an toàn của bơm; b-Van an toàn của bầu lọc thô; d- Van khống chế dầu qua két làm mát ; M- Đồng hồ áp

14-suất; T- Đồng hồ nhiệt độ dầu nhờn

Ưu - nhược điểm:

Ưu điểm: Cácte chỉ hứng và chứa dầu tạm thời, còn thùng dầu mới là nơi chứa dầu để

đi bôi trơn nên động cơ có thể làm việc ở độ nghiên lớn mà không sợ thiếu dầu, dầu đượccung cấp đầy đủ và liên tục

Nhược điểm: Kết cấu phức tạp hơn, giá thành tăng lên do phải thêm đến 2 bơm dầu hútdầu cácte qua thùng, thêm đường dầu và bố trí thùng dầu sao cho hợp lý.Hệ thống bôitrơn cưỡng bức cácte khô thường dùng trên các loại động cơ diesel dùng trên máy ủi đất,

xe tăng, máy kéo, tàu thuỷ

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí bơm tay hoặc bơm điện trong hệ thống bôi trơn cưỡng bức.1-Phao hút dầu; 2- Bơm chuyển dầu nhờn; 3- Bầu lọc thô; 11- Két làm mát dầu ; 14-Đường dẫn dầu; 15- Van dầu; 16- Bơm tay hoặc bơm điện; a- Van an toàn của bơm;

b- Van an toàn của bầu lọc thô; T- Đồng hồ nhiệt độ dầu nhờn

b Phạm vi sử dụng:

Trong một số động cơ tĩnh tại và tàu thuỷ, trên hệ thống bôi trơn còn bố trí bơm tayhoặc bơm điện để cung cấp dầu nhờn đến các mặt ma sát và điền đầy các đường ống dẫntrước khi khởi động cơ

Ngoài ra, để đảm bảo bôi trơn cho mặt làm việc của xilanh, hệ thống bôi trơn của cácloại động cơ này còn thường dùng van phân phối để cấp dầu nhờn vào một số điểmchung quanh xi lanh, lỗ dầu thường khoan trên lót xilanh.

2.2.1.5 Pha dầu nhờn vào nhiên liệu.

Phương án bôi trơn này chỉ dùng để bôi trơn các chi tiết máy của động cơ xăng hai kỳ

cỡ nhỏ, làm mát bằng không khí hoặc nước Dầu nhờn được pha vào trong xăng theo tỷ lệ

% thể tích Đối với một số động cơ cỡ nhỏ của Đức, Tiệp thường pha dầu nhờn với tỷ lệ

ít hơn, thường vào khoảng

Cách bôi trơn này thực tế không cần hệ thống bôi trơn, thực hiện việc bôi trơn các chitiết máy rất đơn giản, dễ dàng nhưng do dầu nhờn theo khí hỗn hợp vào buồng cháy nên

dễ tạo thành muội than bám trên đỉnh piston, pha càng nhiều dầu nhờn, trong buồng cháycàng nhiều muội than, làm cho piston nhanh nóng, quá nóng, dể xảy ra hiện tượng cháysớm, kích nổ và đoản mạch do bugi bị bám bụi than

Ngược lại, pha ít dầu nhờn, bôi trơn kém, ma sát lớn dễ làm cho piston bị bó kẹt trongxilanh

Phương án này rất đơn giản nhưng lại nhiều nhược điểm Ngày nay, người ta quantâm nhiều về vấn đề môi trường nên các loại động cơ này ít dùng và hệ thống bôi trơnkiểu này cũng không còn phổ biến Hệ thống bôi trơn của động cơ đốt trong có nhiệm vụđưa dầu nhờn đến bôi trơn các bề mặt ma sát Lọc sạch các chất cặn bẩn trong dầu nhờnkhi dầu nhờn tẩy rửa các bề mặt ma sát này Ngoài ra, dầu cần có tính năng lý - hoá củachúng trong giới hạn cho phép, đảm bảo việc bôi trơn có hiệu quả Hệ thống bôi trơn sửdụng trên các loại động cơ đốt trong đều chỉ sử dụng dầu nhờn để làm tiêu hao công suất

do ma sát gây ra tại ổ trục Đưa nhiệt lượng do ma sát sinh ra ra ngoài ổ trục, toả vào môi

trường xung quanh, nhờ đó làm giảm được lượng mài mòn của các chi tiết máy, bảo vệcác chi tiết máy trong động cơ đốt trong không bị gỉ.

2.3 KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT CỤM CHI TIẾT CHÍNH CỦA HỆ THỐNG BÔI TRƠN

2.3.1 Thiết bị lọc dầu:

Để luôn giữ cho dầu bôi trơn được sạch, đảm bảo cho ổ trục ít bị mài mòn do tạp chất

cơ học Trong quá trình làm việc của động cơ, dầu nhờn bị phân huỷ và nhiễm bẩn bởinhiều tạp chất như:

Mạt kim loại do các mặt ma sát bị mài mòn, nhất là trong thời gian chạy rà động cơ

và sau khi động cơ đã làm việc quá chu trình đại tu

Các tạp chất lẫn trong không khí khi nạp như các bụi và các chất khác Các tạp chấtnày theo không khí nạp vào xilanh rồi lẫn với dầu nhờn chảy xuống cácte

Nhiên liệu hoặc dầu nhờn cháy không hoàn toàn tạo thành muội than, bám trên thànhxilanh, sau đó rớt xuống cácte

Các tạp chất hoá học do dầu nhờn bị biến chất, bị ôxy hóa hoặc bị tác dụng của cácloại axít sinh ra trong quá trình cháy Để loại bỏ tối đa các loại tạp chất trên mà chủ yếu

là các loại tạp chất cơ học, người ta phải lọc sạch dầu bằng các thiết bị lọc dầu nhờn Các bầu lọc sử dụng lọc dầu nhờn :

+ Bầu lọc thấm có lõi lọc bằng giấy

6 2

Hình 2.5 Bầu lọc thấm có lõi lọc bằng giấy

1- Giấy lọc; 2- Tấm lọc; 3- Rãnh dẫn dầu; 4- Trục lõi lọc; 5- Lỗ dẫn dầu trên trục 4;

6- Lỗ chứa dầu của lõi lọc

Loại bầu lọc này cho dầu qua sau khi lọc rât sạch , chiếm khoảng (15:20%) lưu lượngdầu bôi trơn và thường lắp sau cùng trên đường dầu chính

Ưu điểm: Rẻ tiền dễ thay thế bảo dưỡng sữa chữa, lọc được các tạp chất đường kínhrất nhỏ từ 12 mm Nhược điểm: Dễ bị hỏng đến kỳ bảo dưỡng chỉ có thể thay thế chứkhông dùng lại được

+ Bầu lọc ly tâm không toàn phần :

II I

2

9 8 7 6 5 4 3

10

11 12 13 14 15 16 17 1

Hình 2.6 Bầu lọc ly tâm không toàn phần1- Đế bầu lọc; 2- Nắp roto; 3- Roto; 4- Nắp bầu lọc; 5- Êcu;

6-Ổ bi tỳ; 7- Đệm; 8- Êcu chặn; 9- Êcu nắp; 10- Bạc trên của roto; 11- Trục roto; Vành chắn; 13- Bạc trượt dưới; 14- Chốt đỡ; 15- Tấm đỡ; 16- Lò xo đỡ; 17- Đường dầu

12-ra; 18-Khoá két dầu;

I: Đường ra két dầu II: Đường dẫn dầu từ bơm dầu đến

+ Bầu lọc thấm dùng tấm lọc kim loại

3 4 9

Hình 2.7 Bầu lọc thấm dung tấm lọc kim loại1,2- Các tấm lọc ; 3- Trục lõi lọc ; 4- Tấm gạt; 5- Trục tấm gạt;

6-Van an toàn ; 7- Khung chứa dầu đã lọc; 8- Đường đầu vào của bầu lọc; 9- Tay gạt;

+ Bầu lọc thấm dùng dải lọc kim loại

2

1 4

3

Hình 2.9 Bầu lọc dùng lưới lọc bằng đồng1- Ống lõi lọc; 2- Dải lọc kim loại ; 3- Vỏ bầu lọc; 4- Đế bầu lọc; 5- Van an toàn;

2.3.2 Bơm dầu nhờn:

Trên động cơ đốt trong, bơm dầu nhờn đều là các loại bơm thể tích chuyển dầu bằng

áp suất thuỷ tĩnh bơm piston, bơm phiến trượt, bơm bánh răng và bơm trục vít Mỗi loạibơm đều có đặc điểm kết cấu riêng, do đó ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng cũng khácnhau

Trên động cơ ôtô, đa số sử dụng bơm bánh răng, bởi kết cấu nhỏ gọn, dễ bố trí trênđộng cơ, áp suất bơm dầu đảm bảo cung cấp dầu liên tục, đặc biệt là độ tin cậy cao, tuổithọ dài Ở đây ta khảo sát một số loại bơm điển hình dùng trên động cơ đốt trong

độ chính xác cao thì mới tạo được áp lực lớn và không tổn thất nhiều lưu lượng Nguyên

lý làm việc và kết cấu của bơm bánh răng rất đơn giản nó gồm có hai bánh răng được dẫnđộng theo chiều nhất định

Hình 2.10 Bơm bánh răng.

1- Bánh răng dẫn động trên trục chủ động; 2- Trục chủ động; Vòng đệm chặn lực dọctrục; 4- Bánh răng chủ động; 5- Bánh răng bị động; 6- Trục bị động; 7- Thân bơm; 8-Nắp bơm dầu; 9- Van an toàn; 10- Lò xo van an toàn; 11- Đường dẫn dầu;12- Nắpvan an toàn; 13- Rãnh triệt áp của bơm dầu A- Rãnh thông ; B- Chất lỏng bị kẹt

Phạm vi sử dụng : Đại đa số trên động cơ ôtô, sử dụng bơm bánh răng để bơm dầunhờn

Bánh răng chủ động 4 lắp trên trục chủ động 2, bánh răng 5 lắp trên trục bị động 6 Khitrục chủ động 2 được trục khuỷu hoặc trục cam dẫn động, bánh răng chủ động 4 quay dẫnđộng bánh răng bị động 5 quay theo chiều ngược lại Dầu nhờn từ đường dầu áp suất thấp

a được hai bánh răng bơm dầu guồng sang đường dầu áp suất cao b theo chiều mũi tên

Để tránh hiện tượng chèn dầu giữa các răng của bánh răng 4 và 5 khi ăn khớp, trên mặtđầu của nắp bơm dầu có rãnh triệt áp 13 Ap suất đi bôi trơn phải đảm bảo tính ổn định,

do đó trong bơm dầu có thêm van an toàn 9 Nếu áp suất trên đường dầu áp suất cao bvượt quá giới hạn cho phép, van an toàn sẽ được mở ra nhờ áp suất dầu, dầu nhờn sẽ chảy

một phần về đường dầu áp suất thấp a Trên bơm còn có vít điều chỉnh 12 để điều chỉnh

áp suất dầu bôi trơn khi cần thiết

Đặc điểm kết cấu: Khi bơm bánh răng làm việc, lưu lượng và hiệu suất bơm phụ thuộcchủ yếu vào khe hở hướng kính giữa đỉnh răng với mặt lỗ khoang lắp bánh răng cùng khe

hở dọc trục giữa mặt đầu bánh răng và mặt đầu nắp bơm dầu Thông thường các khe hởnày không vượt quá 0.1mm

Két làm mát dầu nhờn được đặt trong áo nước của động cơ Làm mát dầu nhờn bằngnước dựa trên nguyên lý trao đổi nhiệt bằng cách truyền nhiệt Nguyên lý làm việc củakét làm mát dầu nhờn bằng nước: Nước làm mát được dẫn vào hai khoang chứa ở hai đầuống dẫn 5, còn dầu nhờn đi bao ngoài các ống dẫn nước và lưu động ngược chiều vớidòng nước để tăng tác dụng trao đổi nhiệt

Đặc điểm sử dụng: Loại két làm mát này được dùng rất nhiều trên động cơ tàu thuỷ vàtĩnh tại Do nguồn nước làm mát thuận tiện, các ống dẫn nước đều làm bằng đồng hoặcnhôm, vỏ két đúc bằng gang xám

Ưu nhược điểm:

Hình 2.11 Két làm mát dầu nhờn bằng nước

1 và 4 Bản đẩy; 2 Vách ngăn; 3 Van xả dầu; 4 Nắp két làm mát; 5 Ống dẫn nước

Ưu điểm: Hiệu quả làm mát cao nên trạng thái nhiệt của dầu thấp, giảm được tiếng ồn

do không phải dùng quạt ,giảm được tổn hao công suất động cơ

Nhược điểm: Kết cấu phức tạp, dùng vật liệu quý như đồng, thiết để tản nhiệt tốt, dễ

rò gỉ nước làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng dầu nhờn, phải súc rửa két nước để loạicặn bẩn hoặc nước cứng đóng cặn làm giảm khả năng truyền nhiệt, hiệu quả không caokhi sử dụng ở vùng thiếu nước, không thích hợp khi dùng ở vùng khí hậu lạnh do nước dễđóng băng Do vậy thường dùng trên động cơ tĩnh tại và tàu thuỷ

3.ĐẶC ĐIỂM CHUNG ĐỘNG CƠ DETROIT DIESEL

a.GIỚI THIỆU CHUNG XE FREIGHTLINER

Xe freightliner là loại xe đầu kéo Mỹ: một trong những sản phẩm đã được thị trườngkhẳng định về chất lượng, thương hiệu với mẫu mã đẹp khả năng kéo tải trọng lớn cũngnhư tiết kiệm nhiên liệu tốt

Đặc biệt xe freightliner đang được ưa chuộng, sử dụng thay thế cho xe đầu kéo TrungQuốc vói những khuyết điểm như: chất lượng kém, hay hỏng hóc cũng như không có phụtùng thay thế, mà xe đầu kéo Mỹ hoàn toàn đáp ứng được cũng như là tính ổn định cao.Đầu kéo Mỹ freightliner phù hợp với đường bằng phẳng, đường có độ dốc thấp

Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật động cơ Detroit Diesel

Trục khuỷu của động cơ Detroit diesel bao gồm 7 cổ khuỷu, 6 chốt khuỷu và 12 đốitrọng được chế tạo liền một khối, vật liệu chế tạo bằng thép hợp kim, các bề mặt làm việcgia công đạt độ bóng cao

Kết cấu chính của trục khuỷu thể hiện ở hình 1-1

Thân thanh truyền có tiết diện chữ I Chiều rộng của thân thanh truyền tăng dần từ đầunhỏ lên đầu to mục đích là để phù hợp với quy luật phân bố của lực quán tính tác dụngtrên thân thanh truyền trong mặt phẳng lắc.

Kết cấu thanh truyền được thể hiện ở hình 3-2

Hình 3-2 Kết cấu thanh truyền1- Đầu nhỏ; 2- Thân; 3- Đầu to; 4- Nắp đầu to; 5- Bulông thanh truyền.

Đầu to thanh truyền có dạng hình trụ rỗng Đầu to được chia thành hai nửa, nhằm giảmkích thước đầu to thanh truyền mà vẫn tăng được đường kính chốt khuỷu, nửa trên đúcliền với thân, nửa dưới rời ra làm thành nắp đầu to thanh truyền Hai nửa này được liênkết với nhau bằng bulông thanh truyền

Trên đầu to thanh truyền có lắp bạc lót để giảm độ mài mòn cho chốt khuỷu, bạc lótđầu to thanh truyền cũng làm thành hai nửa, khi bạc lót bị mòn thì được thay thế bằng bạclót mới

Đầu to thanh truyền được chế tạo thành hai nửa và lắp ghép vào chốt khuỷu bằng haibulông thanh truyền, giữa hai nắp thanh truyền có chốt định vị để tăng tính ổn định khilắp ráp

Bạc lót đầu to thanh truyền được chế tạo bằng gộp thép tráng một lớp kợp kim chịumòn, trên bạc lót có lỗ và rãnh để dẫn dầu bôi trơn và các vấu chống xoay, khi lắp ghép

các vấu này bám vào các rãnh trên đầu to, do đó thuận tiện cho việc lắp ráp Kết cấu bạclót đầu to được thể hiện trên hình 3-3.

Hình 3-3 Cấu tạo bạc lót đầu to thanh truyền động cơ Detroit diesel

3.1.3 Piston

Piston được đúc bằng hợp kim nhôm, do đó khối lượng của piston tương đối nhẹ Trênpiston có bố trí 3 rãnh để lắp xéc măng, trong đó có hai xéc măng khí và một xéc măngdầu Đường kính của piston: D = 130 [mm] Hành trình piston: S = 160 [mm]

Hình 3-4 Kết cấu piston1- Rãnh xéc măng dầu; 2- Rãnh xéc măng ép ; 3- Rãnh xéc măng lửa ; 4-

Lỗ chốt piston ; 5- Thân piston ; 6- Đỉnh piston

Đỉnh piston có dạng lõm hình omega nhằm tăng dung tích buồng cháy Dòng khí khinạp vào có mức độ xoáy lốc cao tạo điều kiện tốt cho quá trình hoà trộn nhiên liệu Khiđộng cơ làm việc đầu piston nhận phần lớn nhiệt lượng do khí cháy truyền cho nó vànhiệt lượng này truyền vào xéc măng thông qua rãnh xéc măng, rồi đến nước làm mátđộng cơ Ngoài ra trong quá trình làm việc piston còn được làm mát bằng cách phun dầuvào phía dưới đỉnh piston Kết cấu piston được thể hiện ở 3-4

Thân piston làm nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động trong xylanh, là nơi chịulực ngang N và là nơi để bố trí bệ chốt piston

Hình 3-5 Tiết diện xécmăng khí

Trong rãnh xéc măng dầu có khoang lỗ thoát dầu Kết kấu thể hiện ở hình 3-6

3.3.3.2 Chốt piston

Chốt piston được chế tạo bằng thép hợp kim Mặt bên trong chốt pittông có dạng hìnhtrụ rỗng Chốt piston được lắp tự do trên bệ chốt và đầu nhỏ thanh truyền Sử dụng haivòng khoá để hãm hai đầu chốt pittông nhằm chống chuyển động dọc trục Chốt piston làchi tiết dùng để nối piston với đầu nhỏ thanh truyền, nó truyền lực khí thể từ piston qua

thể và lực quán tính rất lớn, các lực này thay đổi theo chu kỳ và có tính chất va đập mạnh.Khi làm việc chốt piston có thể xoay tự do trong bệ chốt piston và bạc lót của đầu nhỏthanh truyền.

Kết cấu chốt piston được thể hiện ở hình 3-7

Hình 3-7 Kết cấu chốt piston

3.4 CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ

Hình 3-8 Cơ cấu phân phối khí

Ở động cơ Detroit Diesel sử dụng hai dàn cò mổ lắp thẳng hàng, cơ cấu phân phối khí

để thực hiện quá trình thay đổi khí, thải sạch khí thải ra ngoài trong kỳ thải và nạp đầy khínạp mới vào xylanh động cơ trong kỳ nạp

Cơ cấu phân phối khí cần đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Đóng mở đúng thời gian quy định

+ Độ mở lớn để dòng khí dễ lưu thông

+ Khi đóng phải đóng kín, xupáp thải không tự mở trong quá trình nạp

+ Ít mòn, tiếng kêu bé

+ Dễ điều chỉnh và sửa chữa

Cơ cấu sử dụng loại này giúp tiết kiệm được không gian bố trí vì chỉ dùng dàn cò mổthằng hàng, ngoài ra ở dàn cò mổ còn có bộ phận làm giảm tốc độ của động cơ,

Hình 3-9 Kết cấu xupap động cơ Detroit Diesel

1 Đuôi Xupap; 2 Nấm Xupap; 3 Thân Xupapz3.5 HỆ THỐNG LÀM MÁT

Hệ thống làm mát thực hiện quá trình truyền nhiệt từ khí cháy qua thành buồng cháyđến môi chất làm mát để đảm bảo cho các chi tiết không bị quá nóng nhưng cũng nhưkhông bị quá nguội

Hệ thống làm mát trên động cơ Detroit diesel là hệ thống làm mát bằng chất lỏng Ở hệthống này, nhiệt độ từ xylanh truyền qua chất lỏng chứa trong các áo nước bao quanhxylanh, sau đó nước qua két nước có diện tích thích ứng Ở đây sẽ có dòng không khítuần hoàn qua bề mặt ngoài của két nước để làm mát nước Dòng không khí được cungcấp bởi quạt gió và bởi sự chuyển động của xe, nó mang theo nhiệt tỏa ra ngoài khoảngkhông Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ nguyên lý của hệ thống làm mát trên động cơ như sau:

BOM NUOC LAM MAT DAU

THAN XILANH ÐAU XILANH

VAN HANG NHIET

THUNG CHUA NUOC HOI VE

áo bao quanh xy lanh làm mát cho động cơ, nắp máy Khi động cơ còn nguội (chưa đạt

800C) thì van hằng nhiệt mở để nước qua lò sưởi điện hâm nóng nước làm mát Khi nhiệt

độ của nước làm mát đạt 800C thì van hằng nhiệt mở để nước đi qua két làm mát về lạibơm để hạ nhiệt độ của nước làm mát nhằm ổn định nhiệt độ cho động cơ làm việc 3.6 HỆ THỐNG BÔI TRƠN

( nghiên cứu phần sau )

nhiên liệu; 6- Thùng chứa nhiên liệu; 7- Thân bơm; 9- Bơm nhiên liệu

Trong động cơ Detroit Diesel nhiên liệu được hút từ thùng chứa có áp suất thấp đi quaống dẫn đến lọc sơ cấp trước khi vào bơm Bơm nhiên liệu cung cấp một số lượng lớndầu diesel tới kim phun nên lượng dư thừa sẽ được hồi về thùng chứa qua đường dầu hồi

phía dưới đáy của lọc và được thoát ra ngoài qua đường thoát dưới đáy lọc Sau đó nhiênliệu đi qua bộ phận làm mát nhiên liệu tới lọc thứ cấp trước khi vào kim phun nó đượclọc tinh sạch Cuối cùng nhiêu liệu được đi tới các kim phun và phun vào xylanh động

cơ Nhiệm vụ của hệ thống nhiên liệu là phun tươi sương đủ số lượng nhiên liệu cho từngxylanh tại một thời điểm chính xác Phần nhiên liệu dư thừa sau khi dứt phun được hồi vềthùng chứa

4 TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ DETROIT:

4.1.TÍNH TOÁN CHU TRÌNH NHIỆT ĐÔNG CƠ

4.1.1 Thông số cho trước của động cơ :

Bảng 4.1 Thông số ban đầu của động cơ

4.1.2.Thông số chọn của động cơ:

Bảng 2.1 Thông số chọn của động cơ

Hệ số quét buồng cháy 2 0,9

1

16 ,5.1.05−1,1.0,9. ( 0,153 0,11 )1,51

=

0,0162.Tính hệ số nạp :

( 16,5-1) .

298 (298+30) .

0,153 0,17 . [ 16,5.1,05−1,1.0,9. ( 0,153 0,11 )1,51 ] =

4 Tính sốmol không khí để đốt cháy một kg nhiên liệu M0 (kmolKk/kgnl) :

9 Tính chỉ số nén đa biến trung bình n1 :

Chọn trước n1, thế vào phương trình sau, giải bằng phương mò nghiệm

16 Hệ số biến đổi phân tử tại z :

21 Ap suất cực đại chu trình pz.

24 Kiểm nghiệm lại trị số n2:= 1,268

Chọn trước n2 = 1,268 theo công thức:

25 Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở Tb (0K) :

T b= T z

δ n2 −1

=

2276,527 9,7096615 1 ,268−1 =1237,947 [ 0K]

26 Ap suất cuối quá trình giãn nở pb (MN/m2):

30 Hiệu suất chỉ thị động cơ i :

38 Kiểm nghiệm đường kính xilanh (dm):

4.2.1 Xác định các điểm trên đường nén với chỉ số đa biến n 1

Phương trình đường nén p V n1=const , do đó nếu gọi x là điểm bất kỳ trênđường nén thì :

n1- là chỉ số nén đa biến trung bình, xác định thông qua tính toán nhiệt

4.2.2 Xây đựng đường cong áp suất trên đường giãn nở

Phương trình của đường giãn nở đa biến p V n2

=const , do đó nếu gọi x là điểmbất kỳ trên đường giãn nở thì: