Thuyết minh hệ thống bôi trơn động cơ D6AC

Khảo sát đồ thị công động cơ DMV60615 về hệ thống bôi trơn động cơ D6AC kèm bản vẽ CAD sẽ giúp các bạn hoàn thành đồ án tính toán thiết kế các hệ thống động cơ diesel một cách nhanh hơn. Trong quá trình làm không thể tránh được sai sót nên mong các bạn bỏ qua và góp ý để bài luận được hoàn thiện hơn.

LỜI NÓI ĐẦU

Động cơ đốt trong ngày nay đang phát triển mạnh cả về số lượng và chấtlượng, nó đóng góp một vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực kinh tế, xã hội,khoa học công nghệ Mặc dù hiện nay khoa học công nghệ đã đạt được nhữngthành tựu đáng kể về động cơ đốt trong nhưng tất cả đều dựa trên nguyên lý cơ bảncủa động cơ cổ điển, nó là nền tảng cơ sở để chúng ta tiếp tục nghiên cứu, sáng tạo,phát triển hoàn thiện hơn nữa động cơ đốt trong

Môn học Kết cầu và tính toán động cơ đốt trong là môn học chuyên ngànhđộng cơ đốt trong với những nền tảng cở về kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

mà những sinh viên ngành động cơ đốt trong cần nắm vững

Đồ án môn học “Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong” là một đồ án quantrọng giúp cho sinh viên hiểu sâu hơn những kiến thức đã được học, nắm vững kiếnthức một cách chủ động, lý giải được các nguyên lý và các hiện tượng có liên quan.Ngoài ra, đồ án này còn giúp cho sinh viên năng động sáng tạo trong quá trìnhtìm tòi, tra cứu tàiliệu và ứng dụng tin học trong quá trình giải quyết

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Quang Trung đã hướng dẫn tận tình

để em có thể hoàn thành nhiệm vụ được giao

Dù đã rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi sai sót, em rất mong được sự chỉbảo thêm của thầy và những ý kiến đóng góp của các bạn

Đà nẵng, ngày 12 tháng 12 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Tuấn

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

1.1XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG 3

1.1.1Xây dựng đường cong nén 3

1.1.2Xây dựng đường cong giãn nở 3

1.1.4Tính Va, Vh, Vc, lập bảng xác định các điểm của đường nén và đường giãn nở và xác định các điểm đặc biệt 4

Đường nén 4

Đường giãn nở 4

1.1.5 Vẽ đồ thị công 5

1.2TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC 7

1.2.1Động học 7

1.2.1.1 Đồ thị biểu diễn hành trình của piston 7

1.2.1.2 Đồ thị biểu diễn tốc độ của piston v(s), v(α)) 8

1.2.1.3Đồ thị gia tốc của piston ( xây dựng bằng phương pháp Tôlê ) 9

1.2.1.4Đồ thị lực quán tính của piston ( xây dựng bằng phương pháp Tôlê ) 11

1.2.1.5Đồ thị lực khí thể Pkt 12

1.2.1.7 Đồ thị lực tác dụng lên chốt khuỷu và lực lật ngang 13

1.2.1.8 Đồ thị T = f() 16

1.2.1.9 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 18

1.2.1.10 Khai triển đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu thành đồ thị Q - α) 19

1.2.1.11 Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền 21

1.2.1.12 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu 23

2 PHÂN TÍCH DẶC ĐIỂM CHUNG ĐỘNG CƠ D6AC 27

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG XE HYUNĐAI 27

2.2 BẢNG CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ D6AC: 27

3 KHẢO SÁT HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ DIESEL D6AC: 29

3.1 SƠ ĐỒ HỆ THÔNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ D6AC 29

3.2 BƠM DẦU NHỜN BÔI TRƠN 30

3.3 BẦU LỌC DẦU BÔI TRƠN 31

3.4 VAN AN TOÀN 32

3.5 KÉT LÀM MÁT DẦU BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ D6AC 32

4 KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ D6AC: 34

4.1 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG BÔI TRƠN 34

4.1.1 Các thông số cơ bản của ổ trượt hình trụ 34

4.1.2 Điều kiện hình thành màng dầu chịu tải 35

4.1.4 Kiểm nghiệm nhiệt độ dầu trong ổ trượt 38

4.1.5 Lưu lượng dầu bôi trơn và lưu lượng của bơm dầu 39

4.1.6 Tính toán bầu lọc thấm 40

4.1.7 Tính toán két làm mát dầu nhờn 41

4.1.8.Lượng dầu trong cacte 41

5 MỘT SỐ HƯ HỎNG VÀ CÁC BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ D6AC: 41

5.1 HƯ HỎNG HỆ THỐNG BÔI TRƠN: 41

5.1.1 Các dạng hư hỏng của bơm: 41

5.1.2 Các dạng hư hỏng cua bầu lọc thô, lọc tinh: 42

5.1.3.Các dạng hư hỏng của két làm mát dầu nhờn: 42

1,XÂY DỰNG ĐỒ THỊ.

1.1XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG.

1.1.1Xây dựng đường cong nén.

Dùng phương trình nén đa biến:

Bảng 1: Bảng xác định các điểm của đường nén và đường giãn nở:

Dùng đồ thị Brick để xác định các điểm:

Đánh lửa sớm (c’)

Mở sớm (b’) đóng muộn (r’’) xupap thải

Mở sớm (r’) đóng muộn (a’) xupap hút

Hiệu chỉnh đồ thị công:

Áp suất cực đại: pz’ = 0,9.pz = 0,9.8,9 = 8,01(MN/m2)

Vẽ đường đẳng áp p = 8,01 (MN/m2), cắt đường giãn nở tại điểm z’

Xác định các điểm trung gian:

Trên đoạn cz lấy điểm c” với cc”=1/3cz

Trên đoạn ab lấy điểm b” với bb”=1/2ab

Áp suất cuối quá trình nén thực tế pc’’:

Áp suất cuối quá trình nén thực tế thường lớn hơn áp suất cuối quá trìnhnén lý thuyết do sự đánh lửa sớm

Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế pb’’:

Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế thường thấp hơn áp suất cuối quátrình giãn nở lý thuyết do mở sớm xupap thải

Nối các điểm đã hiệu chỉnh thành một đường cong liên tục và dính vàođường nén và đường giãn nở ta được đồ thị công thực tế.

1.2.1.1 Đồ thị biểu diễn hành trình của piston

Đồ thị Brick có nửa đường tròn tâm O bán kính R = S/2 và OO’ = R./2

R = 127

2 = 63,5 (mm)

Với  = 0,25

Từ O’ kẻ các tia ứng với các góc: 00, 100, 200, ,1800

Vẽ hệ toạ độ S-  với: trục O được gióng thẳng từ 00 trên đường trònBrick biểu diễn giá trị , trục OS song song với đường kính đường giới hạn nửađường tròn Brick biểu diễn giá trị S

Từ các điểm chia: 0, 1, 2, , 18 trên nửa đường tròn Brick ta gióng xuốngcác điểm: 00, 100, 200, , 1800 tương ứng trên trục tung của đồ thị x = f() để xácđịnh chuyển vị x tương ứng Lấy α) =2 (độ/mm)

Cuối cùng nối các điểm lại ta có được đồ thị S = f(α))

Vẽ nửa đường tròn tâm O bán kính R1 và đường tròn đồng tâm O bán kính

R2 đẳng phân định hường phía dưới đồ thị S()

Chia nửa vòng tròn R1 và vòng tròn R2 thành 18 phần bằng nhau và đánh số

1, 2, 3, …, 18 và 1’, 2’, 3’, …, 18’ ngược chiều nhau

Từ các điểm 0, 1, 2, ,18 trên nửa vòng tròn bán kính R1 kẻ các đường songsong với trục tung, còn các điểm 0’, 1’, 2’, ,18’ trên đường tròn tâm O bán kính R2

kẻ các đường song song với trục hoành

Các đường song song với trục tung và trục hoành tương ứng cắt nhau tạicác điểm, nối các điểm cắt nhau đó lại với một đường cong thích hợp, phần giới hạncủa đường cong bởi nửa đường tròn tâm O bán kính R1 gọi là giới hạn vận tốcpiston, còn đường cong vẽ được là biểu diễn tốc độ của piston theo góc quay α)

Biểu diễn v theo s:

Trên đồ thị chuyển vị S(α)) lấy trục Ov trùng với Oα) , trục ngang biểu diễnhành trình của piston

Từ các điểm 00, 100, 200, ,1800 trên đồ thị Brick ta gióng xuống các đườngcắt đường OS tại các điểm 0, 1, 2, ,18 Từ các điểm này ta đặt các đoạn 1-1’, 2-2’,3-3’, , 18-18’ trên đồ thị vận tốc, nối các điểm của đầu còn lại của các đọan cóđường biểu diễn V theo S

Hình 1.3: Đồ thị vận tốc theo .

1.2.1.3Đồ thị gia tốc của piston ( xây dựng bằng phương pháp Tôlê )

Tính: jmax và Jmin

jmax = R.ω2.(1 + λ) = 63,5.245,96672.(1 + 0,25) = 4802157,14 (mm/s2)

jmin = - R.ω2.(1 - λ) = -63,5.245,96672.(1 - 0,25) = -2881294,284 (mm/s2)

Vẽ tọa độ j-s phía dưới đồ thị vận tốc v(α))

EFbd =

J

EF

47,951460087,856

Nối các điểm tương ứng 0-0’, 1-1’, 2-2’, 7-7’

Vẽ một đường cong thích hợp tiếp xúc với các đoạn nối điểm trên ta cóđược đường biểu diễn gia tốc của piston: j = f(α))

Hình 1.4: Đồ thị gia tốc theo chuyển vị.

1.2.1.4 Đồ thị lực quán tính của piston ( xây dựng bằng phương pháp Tôlê ).Xác định khối lượng chuyển động tịnh tiến:

Để đơn giản hơn trong tính toán và vẽ đồ thị, ta lấy khối lượng trên mộtđơn vị diện tích của một đỉnh piston:

 = 196,1896 (kg/m2)Xây dựng đồ thị Pj (x):

Vẽ đồ thị theo phương pháp Tôlê, lấy tỷ lệ xích µpj = µp = 0,04(MN/m2/mm)

Đồ thị này vẽ chung với đồ thị công: P - V, lấy trục P0 làm trục hoành.Với các lực quán tính:

Pjmax = -m’.jmax = -196,1896 4802157,14.10-6 = -0,9426 (MN/m2).Giá trị biểu diễn trên đồ thị chính bằng đoạn AC

Từ các góc 0, 10o, 20o,…, 180o tương ứng với kỳ nạp của động cơ

190o, 200o,…,360o tương ứng với kỳ nén của động cơ

370o, 380o,…,540o tương ứng với kỳ cháy - giãn nở của động cơ

550o, 560o,…,720o tương ứng với kỳ thải của động cơ

Trên đồ thị Brich ta gióng các đoạn thẳng song song với trục P của đồ thị công sẽcắt các đường biểu diễn đồ thị công tương ứng với các kỳ nạp, nén, cháy – giãn nở,thải của động cơ và lần lượt đo các giá trị được tính từ điểm cắt đó đến đường thẳngsong song với trục V và có tung độ bằng P0 ta đặt sang bên phải bản vẽ các giá trịvừa đo ta sẽ được các điểm tương ứng các góc 0o, 10o,20o,…,720o, và lần lượt nối

các điểm dó ta sẽ được đồ thị lực khí thể P kt cần biểu diễn

1.2.1.6 Đồ thị lực tác dụng lên chốt piston P1

Lực tác dụng lên chốt piston là hợp lực của lực quán tính và lục khí thể:

P 1 = P kt + P j

Từ đồ thị lực quán tính và lực khí thể tác dụng ở trên, theo nguyên tắc cộng

đồ thị ta sẽ được đồ thị P 1 cần biểu diễn

Lực tiếp tuyến: T = P1.sin( cos ) P1j

Lực pháp tuyến: Z = p1.cos( cos )Lực lật ngang: N = p1.tgβ

Các đồ thị: T = f(α)), Z = f(α)), N = f(α)) được vẽ trên cùng một hệ toạ độLấy tỷ lệ xích µα) = 2 (độ/mm), µT = µZ = µN = µp = 0,04 (MN/m2.mm)

Bảng 2: Bảng tính toán lực: T, Z, N:

P1 Sin( Cos ) T Cos( Cos ) Z tg N

-23.265 0.000 0.000 1.000 -23.265 0.000 0.000-23.195 0.216 -5.020 0.977 -22.667 0.043 -1.008-21.526 0.423 -9.098 0.910 -19.596 0.086 -1.847-18.883 0.609 -11.502 0.803 -15.164 0.126 -2.379-15.460 0.768 -11.866 0.661 -10.225 0.163 -2.517-11.500 0.891 -10.251 0.493 -5.673 0.195 -2.244-7.270 0.977 -7.102 0.308 -2.239 0.222 -1.612-3.037 1.022 -3.105 0.115 -0.349 0.242 -0.7340.955 1.029 0.983 -0.077 -0.073 0.254 0.2434.513 1.000 4.513 -0.258 -1.165 0.258 1.1657.502 0.941 7.058 -0.424 -3.180 0.254 1.9069.858 0.857 8.449 -0.569 -5.611 0.242 2.38311.583 0.755 8.747 -0.692 -8.016 0.222 2.56912.736 0.641 8.159 -0.792 -10.090 0.195 2.48513.423 0.518 6.954 -0.871 -11.688 0.163 2.18513.770 0.391 5.383 -0.929 -12.793 0.126 1.73513.905 0.261 3.634 -0.969 -13.474 0.086 1.19313.937 0.131 1.824 -0.992 -13.830 0.043 0.60613.939 0.000 0.000 -1.000 -13.939 0.000 0.00014.037 -0.131 -1.837 -0.992 -13.930 -0.043 -0.61014.005 -0.261 -3.661 -0.969 -13.571 -0.086 -1.20213.920 -0.391 -5.441 -0.929 -12.932 -0.126 -1.75413.623 -0.518 -7.058 -0.871 -11.862 -0.163 -2.21812.986 -0.641 -8.319 -0.792 -10.289 -0.195 -2.53411.883 -0.755 -8.973 -0.692 -8.223 -0.222 -2.63511.158 -0.857 -9.563 -0.569 -6.350 -0.242 -2.69710.202 -0.941 -9.597 -0.424 -4.324 -0.254 -2.5928.213 -1.000 -8.213 -0.258 -2.121 -0.258 -2.1216.155 -1.029 -6.333 -0.077 -0.471 -0.254 -1.5644.663 -1.022 -4.767 0.115 0.536 -0.242 -1.1272.930 -0.977 -2.863 0.308 0.902 -0.222 -0.6504.700 -0.891 -4.190 0.493 2.319 -0.195 -0.91711.740 -0.768 -9.011 0.661 7.765 -0.163 -1.91122.817 -0.609 -13.898 0.803 18.323 -0.126 -2.87548.674 -0.423 -20.573 0.910 44.310 -0.086 -4.17777.005 -0.216 -16.667 0.977 75.255 -0.043 -3.346139.935 0.000 0.000 1.000 139.935 0.000 0.000196.005 0.216 42.424 0.977 191.549 0.043 8.517

163.674 0.423 69.179 0.910 148.999 0.086 14.046136.317 0.609 83.032 0.803 109.467 0.126 17.17466.740 0.768 51.224 0.661 44.141 0.163 10.86643.700 0.891 38.958 0.493 21.558 0.195 8.52732.930 0.977 32.170 0.308 10.141 0.222 7.30327.663 1.022 28.281 0.115 3.179 0.242 6.68624.655 1.029 25.368 -0.077 -1.886 0.254 6.26323.213 1.000 23.213 -0.258 -5.994 0.258 5.99423.702 0.941 22.297 -0.424 -10.045 0.254 6.02123.058 0.857 19.762 -0.569 -13.123 0.242 5.57323.283 0.755 17.582 -0.692 -16.113 0.222 5.16322.936 0.641 14.694 -0.792 -18.172 0.195 4.47522.123 0.518 11.461 -0.871 -19.263 0.163 3.60221.470 0.391 8.392 -0.929 -19.946 0.126 2.70521.105 0.261 5.516 -0.969 -20.452 0.086 1.81120.137 0.131 2.635 -0.992 -19.983 0.043 0.87518.139 0.000 0.000 -1.000 -18.139 0.000 0.00017.137 -0.131 -2.242 -0.992 -17.006 -0.043 -0.74515.105 -0.261 -3.948 -0.969 -14.637 -0.086 -1.29614.170 -0.391 -5.539 -0.929 -13.164 -0.126 -1.78513.823 -0.518 -7.161 -0.871 -12.036 -0.163 -2.25113.136 -0.641 -8.415 -0.792 -10.407 -0.195 -2.56311.983 -0.755 -9.049 -0.692 -8.293 -0.222 -2.65710.258 -0.857 -8.792 -0.569 -5.838 -0.242 -2.4797.902 -0.941 -7.434 -0.424 -3.349 -0.254 -2.0074.913 -1.000 -4.913 -0.258 -1.269 -0.258 -1.2691.355 -1.029 -1.394 -0.077 -0.104 -0.254 -0.344-2.637 -1.022 2.696 0.115 -0.303 -0.242 0.637-6.870 -0.977 6.711 0.308 -2.115 -0.222 1.523-11.100 -0.891 9.895 0.493 -5.476 -0.195 2.166-15.060 -0.768 11.559 0.661 -9.961 -0.163 2.452-18.483 -0.609 11.258 0.803 -14.842 -0.126 2.329-21.126 -0.423 8.929 0.910 -19.232 -0.086 1.813-22.795 -0.216 4.934 0.977 -22.276 -0.043 0.990-23.365 0.000 0.000 1.000 -23.365 0.000 0.000

Vẽ hệ toạ độ T-Z với trục O1Z có chiều dương hướng xuống và gốc là O1,

căn cứ vào bảng tính T và Z ở phần vẽ đồ thị T-Z-N theo α) để lập toạ độ các điểmtương ứng với α) trên toạ độ T-Z

Tỷ lệ xích vẫn lấy μZ = μT = μp = 0,04 (MN/m2.mm)

Ứng với mỗi điểm α)i(T;Z) ta có một điểm và ghi:0, 1, 2, ,72 Nối các điểm

đó lại theo các đường cong thích hợp ta có đường biểu diễn của đồ thị phụ tải tácdụng lên chốt khuỷu

Từ gốc O1 của đồ thị nối bất kỳ điểm nào của đồ thị ta đều có:

Z T

P tt  Giá trị lực quán tính ly tâm: pko = -m2.R.ω2

m2: khối lượng thanh truyền qui về đầu to:

.4.103,14.0,1

8951, 21

23

2

ko pt

p F

Lấy về phía chiều dương trục O1Z điểm O một đoạn: O1O = 18,85 (mm)

O là tâm chốt khuỷu, từ tâm chốt khuỷu ta kẻ đường tròn tượng trưng chochốt khuỷu, giá trị của lực tác dụng lên chốt khuỷu là vectơ có gốc O và ngọn làmột điểm bất kỳ nằm trên đường biểu diễn đồ thị phụ tải

Trên tọa độ T-Z xác định các trị số của T và Z ở các góc độ

 = 100,  = 200,…,  = 7100,  = 7200, trị số của T và Z đã được lập ở bảng ta sẽđược các điểm 0,1,2,…,71,72 Dùng đường cong nối các điểm ấy lại ta được đồ thịphụ tải tác dụng lên chốt khuỷu

Nếu ta nối O với bất kỳ điểm nào trên hình vẽ, ta sẽ được véctơ phụ tải tácdụng lên chốt khuỷu ứng với góc  nào đó

P R0

O

1 O

72 71

70 68 66 64 62 58

54 52 50 4846 44 42

40

39

38 37

36 35

34

33 32 28

24 22 18 1614 1312 8 6 4 3 2

1 0

23 22 21 20 19 18 17 16 15

14 13

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TÁC DỤ NG CHỐ T KHUỶU

T = Z=P= 0,04 [MN/m2 /mm]





Hình 1.8: Đồ thị phụ tải tâc dụng lín chốt khuỷu.

1.2.1.10 Khai triển đồ thị phụ tải tâc dụng lín chốt khuỷu thănh đồ thị Q - α)

Vẽ hệ toạ độ Q-α), lấy tỷ lệ xích: μQ = 0,04 (MN/m2/mm), μα) = 2 (độ/mm).Lập bảng giâ trị của Q theo α) bằng câch đo khoảng câch từ tđm O đến câcđiểm α)i trín đồ thị phụ tải tâc dụng lín chốt khuỷu

Qmaxbd = 184,726 (mm), được xác định từ bảng tính Q theo α).

Qminbd = 9,857 (mm), được xác định từ bảng tính Q theo α)

Chọn Q = 0,04 (MN/m2/mm);  = 2 (độ/mm)

Giá trị thực tế của Qtb, Qmax, Qmin lần lược là:

Qtb = Qtbbd.0,04 =32,48.0,04 = 1,299 (MN/m2).

Qmax = Qmaxbd.0,04= 184,726.0,04 = 7,389 (MN/m2)

Qmin = Qminbd.0,04 = 9,857.0,04 = 0,394(MN/m2)

2 2

Hình 1.9: Đồ thị khai triển Q theo .

1.2.1.11 Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền

Các bước tiến hành vẽ:

Trên tờ giấy gương ta vẽ tượng trưng một đầu to thanh truyền có đầu nhỏhướng xuống phía dưới, tiếp theo ta vẽ hệ trục toạ độ T-Z có gốc O trùng với tâmđầu to thanh truyền, chiều dương của trục OZ hướng xuống dưới, tiếp theo vẽ vòngtròn bất kỳ có tâm O, giao điểm của vòng tròn này và trục OZ (theo chiều dương) taghi 00

Trên vòng tròn vừa vẽ đó ta chia các điểm theo các góc độ (α) +β) (α) tươngứng với từng điểm là: 00, 100, 200, , 3600) bắt đầu từ 00 và đánh dấu theo chiều kimđồng hồ theo thứ tự 0, 1, 2, , 36 (điểm 36 sẽ trùng với diểm 0)

OZ và mỗi lần xoay ta lại đánh dấu các diểm hiện lên trên tờ giấy gương (đánh dấutheo thứ tự từ 0 đến 72), sau đó tiến hành nối các điểm vừa đánh dấu trên tờ giấygương đó lại theo thứ tự ta được đường biểu diễn phụ tải tác dụng lên đầu to thanhtruyền.

Cách xác định lực trên đồ thị phụ tải như sau:

Giá trị của lực tác dụng lên đầu to là độ dài đoạn thẳng nối từ tâm Ođến điểm trên đường vừa vẽ xong nhân với tỷ lệ xích

Chiều của lực hướng từ tâm O ra ngoài

Điểm đặt lực là giao điểm của đường nối từ tâm O đến điểm tính vớivòng tròn tượng trưng cho đầu to thanh truyền