Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động cơ Duratorq 2.4l

Trong xu thế hội nhập hiện nay, nền công nghiệp Việt Nam đang đứng những cơ hội đầy tiềm năng và ngành công nghiệp ô tô Việt Nam cũng không ngoại lệ.

Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động Duratorq 2.4l LỜI NÓI ĐẦU Trong xu hội nhập nay, công nghiệp Việt Nam đứng hội đầy tiềm ngành công nghiệp ô tô Việt Nam không ngoại lệ Ở nước ta số lượng ô tô đại lưu hành ngày tăng Các loại ô tô cải tiến theo hướng tăng công suất, tốc độ, giảm suất tiêu hao nhiên liệu, điện tử hố q trình điều khiển hạn chế mức thấp thành phần ô nhiễm khí xả động Với phát triển mạnh mẽ tin học vai trò dẫn đường, q trình tự động hóa sâu vào ngành sản xuất sản phẩm chúng, số tơ Nhờ giúp đỡ máy tính để cải thiện q trình làm việc nhằm đạt hiệu cao chống ô nhiểm mơi trường, tối ưu hố q trình điều khiển dẫn đến kết cấu động ô tô thay đổi phức tạp, làm cho người sử dụng cán công nhân kỹ thuật ngành ô tô nước ta cịn nhiều lúng túng sai sót nên cần có nghiên cứu cụ thể hệ thống điện tử động tơ Vì sinh viên nghành động lực trường, em chọn đề tài: "Khảo sát hệ thống nhiên liệu Common Rail động Duratorq 2.4l" làm đề tài tốt nghiệp Em mong với đề tài em củng cố tốt kiến thức để trường em đóng góp vào ngành cơng nghiệp tơ nước ta, để góp phần vào phát triển chung ngành Cuối em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn Dương Việt Dũng bảo em tận tình, giúp em vượt qua khó khăn vướng mắc hồn thành đồ án Bên cạnh em cảm ơn thầy khoa tạo điều kiện để em hoàn thành thật tốt đồ án tốt nghiệp Sinh viên thực TRẦN VĂN HÒA Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động Duratorq 2.4l Mục đích ý nghĩa đề tài Hiện phương tiện giao thông vận tải phần thiếu sống người Cũng sản phẩm công nghiệp nay, tơ tích hợp hệ thống tự động lên dòng xe sản xuất với chiều hướng ngày tăng Hệ thống nhiên liệu common rail số hệ thống khách hàng quan tâm mua xe tơ lợi ích mà mang lại sử dụng như: tiết kiệm nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường, công suất lớn, giảm tiếng ồn động Việc nghiên cứu hệ thống nhiên liệu common rai giúp nắm bắt kiến thức để nâng cao hiệu sử dụng, khai thác, sửa chữa cải tiến chúng Ngoài cịn góp phần xây dựng nguồn tài liệu tham khảo phục vụ nghiên cứu trình học tập cơng tác Các dịng xe đời với bước đột phá nhiên liệu tiêu chuẩn khí thải đựợc chấp thuận ngành sản xuất tơ nhằm bảo vệ mơi trường bên cạnh cơng nghệ sản xuất khơng ngừng ngày nâng cao, công nghệ điều khiển vi điều khiển ngày ứng dụng rộng rãi việc địi hỏi phải có kiến thức vững vàng tự động hóa cán kỹ thuật ngành phải nâng lên tương ứng mong nắm bắt sản phẩm sản xuất dây chuyền kèm, có có công việc vững vàng sau trường Khi xem xe ô tô nước sản xuất em không ngỡ ngàng thán phục công nghiệp sản xuất ô tô giới mà em tự hỏi: Bao Việt Nam sản xuất xe thế? Đây câu hỏi em hy vọng hệ trẻ chúng em trả lời giúp đỡ tận tình Thầy bậc đàn anh trước Vì lý em chọn đề tài "Khảo sát hệ thống nhiên liệu Common Rail động Duratorq 2.4l " để làm đề tài tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động Duratorq 2.4l Tổng quan đông Duratorq 2.4l Động Duratorq 2.4L hãng FORD loại động kỳ xylanh đặt thẳng hàng làm việc theo thứ tự nổ 1-3-4-2 Động có cơng suất lớn 74 KW/3500 v/ph, hệ thống phối khí xupáp dẫn động trực tiếp từ trục cam thông qua đội thuỷ lực, sử dụng đội thuỷ lực cách bố trí xupáp xylanh (2 xupáp nạp, xupáp thải) tạo đươc chất lượng nạp thải (nạp đầy, thải sạch), nhằm tăng cơng suất động cơ, giảm lượng khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường Với hệ thống phun nhiên liệu diesel điều khiển điện tử hệ thống tuần hồn khí xả tạo cho động ln làm việc chế độ an toàn hiệu cao 2.1 Các thông số kỹ thuật động Duratorq 2.4l Bảng 2-1 Bảng thông số kỹ thuật động Thông số Giá trị Đơn vị Số kỳ Số xy lanh xy lanh xếp thẳng hàng Thứ tự làm việc 1-3-4-2 Hành trình piston 94,6 [mm] Đường kính xilanh Tổng dung tích Kiểu buồng cháy Tỷ số nén Cơng suất cực đại Momen xoắn cực đại Góc phun sớm 89,9 2402 Buồng cháy thống 19:1 74[kW] / 3500[v/ph] 285 Nm / 1600[v/ph] 210/ĐCT [mm] [cm3] 2.2 Đặc điểm nhóm chi tiết cấu đơng Duratorq 2.4l 2.2.1 Nhóm piston Nhóm piston gồm piston, xécmăng, chốt piston, xécmăng khí, xécmăng dầu chi tiết hãm chốt piston Piston chi tiết quan trọng động cơ, với xylanh nắp xylanh tạo thành buồng cháy Trong trình làm việc động đốt trong, nhóm piston có nhiệm vụ sau: - Đảm bảo bao kín buồng cháy, giữ cho khơng khí cháy buồng cháy khơng lọt xuống cácte ngăn không cho dầu nhờn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động Duratorq 2.4l - Tiếp nhận lực khí thể sinh q trình cháy nổ truyền tới truyền để làm quay trục khuỷu, nén khí q trình nén, đẩy khí thải q trình thải hút khí nạp q trình nạp Kết cấu nhóm piston thể hình 1-1 Hình 1-1 Kết cấu tổng thể nhóm piston động Duratorq 2.4L 1- Chốt piston ; 2- Vịng hãm ; 3- Xécmăng dầu ; 4- Xécmăng khí thứ hai ; 5- Xécmăng khí thứ Piston Piston đúc hợp kim nhơm, khối lượng piston tương đối nhẹ Trên piston có bố trí rãnh để lắp xéc măng, có hai xéc măng khí xéc măng dầu Đường kính piston: D = 89,9 [mm] Hành trình piston: S = 94,6 [mm] Hình 1-2 Kết cấu piston 1- Đỉnh piston; 2- đầu piston; 3- thân piston; 4- rãnh lắp xécmăng khí; 5- rảnh lắp xéc măng dầu Đỉnh piston có dạng lõm hình omega nhằm tăng dung tích buồng cháy Dịng khí nạp vào có mức độ xốy lốc cao tạo điều kiện tốt cho q trình hoà trộn nhiên liệu Khi động làm việc đầu piston nhận phần lớn nhiệt lượng khí cháy truyền cho nhiệt lượng truyền vào xécmăng thơng qua rãnh xécmăng, đến nước làm mát động Ngồi q trình làm việc piston cịn làm mát cách phun dầu vào phía đỉnh piston Kết cấu piston thể hình 1-2 Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động Duratorq 2.4l Thân piston làm nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động xylanh, nơi chịu lực ngang N nơi để bố trí bệ chốt piston Xéc măng Để bao kín khơng gian buồng cháy xilanh (dùng xécmăng khí) ngăn khơng cho dầu nhờn sục vào buồng cháy (dùng xéc măng dầu) Xéc măng chế tạo gang hợp kim Tiết diện xécmăng khí có dạng hình chữ nhật, miệng xécmăng cắt Tiết diện xécmăng khí thể hình 1-3 Hình 1-3 Tiết diện xécmăng khí Trong rãnh xémăng dầu có khoang lỗ dầu Kết cấu xécmăng dầu thể hình 1-4 Hình 1-4 kết cấu xécmăng dầu Chốt piston Chốt piston chế tạo thép hợp kim Mặt bên chốt pittơng có dạng hình trụ rỗng Chốt piston lắp tự bệ chốt đầu nhỏ truyền Sử dụng hai vịng khố để hãm hai đầu chốt pittông nhằm chống chuyển động dọc trục Chốt piston chi tiết dùng để nối piston với đầu nhỏ truyền, truyền lực khí thể từ piston qua truyền để làm quay trục khuỷu Trong trình làm việc chốt piston chịu lực khí thể lực quán tính lớn, lực thay đổi theo chu kỳ có tính chất va đập mạnh Khi làm việc chốt piston xoay tự bệ chốt piston bạc lót đầu nhỏ truyền Kết cấu chốt piston thể hình 1-5 Hình 1-5 Kết cấu chốt piston 2.2.2 Thanh truyền Thanh truyền chi tiết dùng để nối piston với trục khuỷu biến chuyển động tịnh tiến piston thành chuyển động quay trục khuỷu Khi làm việc truyền chịu tác dụng của: Lực khí thể xylanh, lực qn tính nhóm piston lực qn tính thân truyền Thanh truyền có cấu tạo gồm phần: Đầu nhỏ, thân đầu to Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động Duratorq 2.4l Đầu nhỏ truyền dùng để lắp với chốt piston có dạng hình trụ rỗng, đường kính đầu nhỏ: 26 mm Khi làm việc chốt piston xoay tự đầu nhỏ truyền Thân truyền có tiết diện chữ I Chiều rộng thân truyền tăng dần từ đầu nhỏ lên đầu to mục đích để phù hợp với quy luật phân bố lực quán tính tác dụng thân truyền mặt phẳng lắc Kết cấu truyền thể hình 1-6 Ø2 A 140 A A-A Ø6 Hình 1-6 Kết cấu truyền 1- Đầu nhỏ; 2- Thân; 3- Đầu to; 4- Nắp đầu to; 5- Bulông truyền Đầu to truyền có dạng hình trụ rỗng Đầu to chia thành hai nửa, nhằm giảm kích thước đầu to truyền mà tăng đường kính chốt khuỷu, nửa đúc liền với thân, nửa rời làm thành nắp đầu to truyền Hai nửa liên kết với bulơng truyền Trên đầu to truyền có lắp bạc lót để giảm độ mài mịn cho chốt khuỷu, bạc lót đầu to truyền làm thành hai nửa, bạc lót bị mịn thay bạc lót Đầu to truyền chế tạo thành hai nửa lắp ghép vào chốt khuỷu hai bulông truyền, hai nắp truyền có chốt định vị để tăng tính ổn định lắp ráp Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động Duratorq 2.4l Bạc lót đầu to truyền chế tạo gộp thép tráng lớp kợp kim chịu mịn, bạc lót có lỗ rãnh để dẫn dầu bôi trơn vấu chống xoay, lắp ghép vấu bám vào rãnh đầu to, thuận tiện cho việc lắp ráp Kết cấu bạc lót đầu to thể hình 1-7 B B-B 32 Låïp chäú ng mi mn B Hình 1-7 Cấu tạo bạc lót đầu to truyền động Duratorq 2.2.3 Trục khuỷu Trục khuỷu chi tiết quan trọng nhất, có cường độ làm việc lớn giá thành cao động Trục khuỷu động Duratorq bao gồm cổ khuỷu (đường kính cổ khuỷu: 62 mm) chốt khuỷu (đường kính chốt khuỷu: 58 mm) đối trọng chế tạo liền khối, vật liệu chế tạo thép hợp kim, bề mặt làm việc gia công đạt độ bóng cao Đầu trục khuỷu có phay hai rãnh then để lắp bánh dẫn động puly dẫn động bơm nước, máy phát bơm dầu trợ lực Bánh đà lắp đuôi trục khuỷu bulông Kết cấu trục khuỷu thể hình 1-8 Hình 1-8 Kết cấu trục khuỷu 1- Cổ khuỷu; 2, 3- Nút ren; 4- Chốt khuỷu; – Đường dầu bôi trơn 2.2.4 Hệ thống làm mát Hệ thống làm mát thực q trình truyền nhiệt từ khí cháy qua thành buồng cháy đến môi chất làm mát để đảm bảo cho chi tiết khơng bị q nóng không bị nguội Hệ thống làm mát động Duratorq 2.4l hệ thống làm mát chất lỏng Ở hệ thống này, nhiệt độ từ xylanh truyền qua chất lỏng chứa áo nước bao quanh xylanh, sau nước qua két nước có diện tích thích ứng Ở có dịng Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động Duratorq 2.4l khơng khí tuần hồn qua bề mặt ngồi két nước để làm mát nước Dịng khơng khí cung cấp quạt gió chuyển động xe, mang theo nhiệt tỏa ngồi khoảng khơng Sơ đồ cấu tạo sơ đồ nguyên lý hệ thống làm mát động sau: Hình 1-9 Hệ thống làm mát Két nước, Quạt gió, Bình nước Van nhiệt, Đồng hồ, Nước làm mát Bảng 1-2 Các thông số kỹ thuật hệ thống làm mát Kiểu làm mát Kiểu tỏa nhiệt Kiểu bơm nước Van nhiệt Làm mát cưỡng Tỏa nhiệt chéo qua luồng Cưỡng Bắt đầu mở: 800C Mở toàn bộ: 1150C Khi động làm việc, bơm nước hoạt động bơm nước tuần hoàn từ két nước vào áo bao quanh xy lanh làm mát cho động cơ, nắp máy Khi động cịn nguội (chưa đạt 800C) van nhiệt mở để nước qua lò sưởi điện hâm nóng nước làm mát Khi nhiệt độ nước làm mát đạt 80 0C van nhiệt đóng lại, van máy điều nhiệt mở để nước qua máy điều nhiệt lại bơm Một phần nước két nước qua hệ thống tỏa nhiệt để hạ nhiệt độ nước làm mát nhằm ổn định nhiệt độ cho động làm việc 2.2.5 Hệ thống bôi trơn Hệ thống bôi trơn động đốt có nhiệm vụ cung cấp dầu nhờn đến mặt ma sát để làm giảm ma sát đồng thời làm mát tẩy rửa bề mặt ổ trục Hệ thống bôi trơn động Duratorq 2.4l hệ thống bôi trơn áp lực cưỡng bức, với sơ đồ cấu tạo hệ thống sau: Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động Duratorq 2.4l 10 11 12 Hình 1-10 Sơ đồ hệ thống bơi trơn 1- Phao; 2- Cacte; 3-Bơm; 5- Lọc thô; 4,6,12- van; 8- Trục khuỷu; 9- Vòi phun; 10- Trục cam; 11- Lọc tinh Khi động làm việc, bơm dầu hoạt động bơm dầu từ cácte qua lọc dầu tới cổ trục khuỷu đến đầu to truyền, theo đường dầu truyền lên bôi trơn đầu nhỏ truyền chốt piston Một đường dầu khác lên bôi trơn cổ trục cam, đội, ống dẫn hướng xúpáp, tất phận bôi trơn áp lực Thành xylanh, piston, chốt piston bôi trơn lượng dầu văng từ truyền trục khuỷu Trên hệ thống bơi trơn có đồng hồ đo áp suất để báo áp suất làm việc hệ thống Áp suất ổn định hệ thống 7KN/m 2, áp suất không ổn định mức cần kiểm tra sửa chữa hệ thống bơi trơn động 2.2.6 Cơ cấu phân phối khí Cơ cấu phối khí dùng để thực q trình thay đổi khí, thải khí thải ngồi kỳ thải nạp đầy khí nạp vào xylanh động kỳ nạp Cơ cấu phân phối khí cần đảm bảo yêu cầu sau: + Đóng mở thời gian quy định + Độ mở lớn để dòng khí dễ lưu thơng + Khi đóng phải đóng kín, xupáp thải khơng tự mở q trình nạp + Ít mòn, tiếng kêu bé + Dễ điều chỉnh sửa chữa Cơ cấu phân phối khí động Duratorq 2.4l gồm hai cam dẫn động trực tiếp xupáp thông qua đội thủy lực Đặc điểm hệ thống phối khí loại khơng có phận đũa đẫy Với hệ thống phối khí phần nắp động đơn giản gọn hơn, hiệu suất làm việc cao hệ thống phối khí khơng có phận đũa đẫy khe hở nhiệt bị thay đổi Đặc biệt động có xupáp gồm xupáp Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động Duratorq 2.4l nạp xupáp thải, với kết cấu trình nạp nạp nhiều trình thải thải Cơ cấu phối khí động Duratorq sử dụng phương án bố trí xupáp treo Động sử dụng 16 xupáp, gồm xupáp thải xupáp nạp để điều khiển việc nạp thải Để dẫn động xupáp, động dùng hai trục cam bố trí nắp máy dẫn động từ trục khuỷu thơng qua truyền xích Các xupáp bố trí thành hai dãy dọc theo thân máy, xupáp dẫn động từ trục cam thơng qua cị mổ, điều chỉnh khe hở xupáp tự động đội thuỷ lực Động Duratorq 2.4l dùng xupáp có đáy bằng, mặt làm việc quan trọng xupáp mặt côn Mặt làm việc gia công kỹ đuợc mài rà với đế xupáp Thân xupáp dùng để dẫn hướng cho xupáp Khi làm việc thân xupáp trượt dọc theo ống dẫn hướng xupáp, ống dẫn hướng xupáp gắn chặt với nắp máy Đi xupáp có rãnh hãm hình trụ để lắp ghép với đĩa lị xo, đĩa lò xo lắp với xupáp hai móng hãm hình cơn, mặt xupáp tơi cứng để tránh mịn Thân xupáp: Thân xupáp có đường kính thích đáng để dẫn hướng tốt chiu lực nghiêng xupáp đóng mở Phần xupáp có dạng đặc biệt để lắp ghép với dĩa lị xo Kết cấu xupáp thể hình 1-11 Hình 1-11 Kết cấu xupáp động Duratorq 1- Đuôi xupáp; 2- Thân xupáp; 3- Nấm xupáp Các thống số xupáp: Chiều dài xupáp thải xupáp nạp: 140 mm Đường kính xupáp nạp: 34 mm Đường kính xupáp thải: 30 mm Trục cam bao gồm cổ trục để lắp vào nắp xylanh Bên trục cam có đường dầu để bơi trơn, tẩy rửa làm mát bề mặt ma sát cấu phân phối khí Từ đường dầu trục cam có đường dầu nhỏ để phân phối dầu bôi trơn đến mặt cam 10 ... "Khảo sát hệ thống nhiên liệu Common Rail động Duratorq 2.4l " để làm đề tài tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động Duratorq 2.4l Tổng quan đông Duratorq 2.4l Động Duratorq 2.4L. .. sát đồng thời làm mát tẩy rửa bề mặt ổ trục Hệ thống bôi trơn động Duratorq 2.4l hệ thống bôi trơn áp lực cưỡng bức, với sơ đồ cấu tạo hệ thống sau: Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động. .. động Duratorq 2.4l 3.1 Đặc điểm chung hệ thống nhiên liệu động diesel 3.1.1 Nhiệm vụ yêu cầu hệ thống nhiên liệu động diesel Hệ thống nhiên liệu động Diesel có nhiệm vụ sau: Chứa nhiên liệu dự