Tính toán thiết kế động cơ M - 21 ở chế độ Memax

Tài liệu tham khảo Tính toán thiết kế động cơ M - 21 ở chế độ Memax

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Lời nói đầu Ngành ô tô giữ một vai trò rất quan trọng trong hoạt động và phát triển của xã hội. Ô tô đợc sử dụng phổ biến để phục vụ nền kinh tế quốc dân và trong lĩnh vực quốc phòng. Nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ mới đã áp dụng nhanh chóng vào công nghệ chế tạo ô tô. Các tiến bộ khoa học đó đã đợc áp dụng nhằm mục đích giảm nhẹ cờng độ lao động cho ngời lái, đảm bảo an toàn cho xe, ngời, hàng hoá và tăng vận tốc trung bình cũng nh tăng tính kinh tế của xe. Nền kinh tế của nớc ta đang trên đờng phát triển, hiện nay nhiều loại xe đã và đang sản xuất, lắp ráp tại Việt Nam, các thông số kỹ thuật phù hợp với điều kiện thời tiết, khí hậu và địa hình phức tạp. Tuy nhiên ở nớc ta hiện nay nói chung và trong quân đội nói riêng, vẫn còn sử dụng các thế hệ ô tô sản xuất từ Liên Xô trớc đây và với nhiều chủng loại khác nhau. Chính vì vậy việc tìm hiểu, đánh giá, kiểm nghiệm các hệ thống, cụm, cơ cấu cho xe là vấn đề hết sức cần thiết, nhằm có biện pháp khai thác sử dụng xe một cách hợp lý và có hiệu quả cao hơn. Nhiệm vụ đồ án đợc giao là: Tính toán kiểm nghiệm động cơ M -21 ở chế độ M emax . Trong điều kiện thời gian có hạn nên chỉ là bớc khảo sát, kiểm nghiệm đánh giá một số nội dung nhng đây là cơ sở cho việc xem xét và so sánh thực tế khai thác sử dụng động cơ, để từng bớc nâng cao chất lợng khai thác động cơ. Trong quá trình thực hiện đồ án đợc sự hớng dẫn tận tình của các thầy trong Bộ môn Động cơ đặc biệt là Thầy:Vy Hữu Thành đã giúp tôi hoàn thành đồ án. Tuy nhiên trong quá trình thực hiện còn nhiều sai sót kính mong nhận đợc sự chỉ dẫn của các thầy giáo. Tôi xin chân thành cảm ơn. Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng 1 Đồ án môn học Động cơ đốt trong Phần 1: Tìm hiểu kết cấu động cơ 1.Giới thiệu chung. Động cơ M- 21 lắp trên xe du lịch Volga do Liên xô cũ chế tạo. Đây là loại động cơ xăng 4 kỳ, 4 xi lanh, bố trí thành một hàng thẳng đứng.Thứ tự công tác của động cơ là1-2-4-3. Đờng kính xi lanh D= 92 mm. Hành trình pít tông S = 92 mm. Thể tích công tác Vh=2,445 lít. Tỉ số nén =6,7. Công suất lớn nhất Nemax = 55,2 Kw,ở số vòng quay n N =4000 V/ph. Mô men xoắn lớn nhất Memax = 166,6 N.m ở số vòng quay n M = 2200 V/ph. Hệ thống bôi trơn là hệ thống bôi trơn bằng dầu có áp lực kết hợp với vung té dầu. Hệ thống làm mát: là hệ thống làm mát bằng nớc, kiểu kín.Cơ cấu phối khí xu páp treo. Một số tính năng kỹ thuật cơ bản của động cơ. TT Các thông số Giá trị Đơn vị 1 Đờng kính xi lanh D 92 mm 2 Hành trình pít tông S 92 mm 3 Thể tích công tác 0,61158 lít 4 Tỉ số nén 6,7 5 Công suất max 55.2 KW 6 Tốc độ quay của khuỷu trục ứng với công suất max 4000 Vg/ph 7 Mô men quay max 166,6 Nm 8 Tốc độ quay của khuỷu trục ứng với mô men quay max 2200 Vg/ph 9 Số xi lanh 4 10 Số kỳ 4 2. Các cơ cấu chính của động cơ 2.1.Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền. Đây là cơ cấu hết sức quan trọng của động cơ nó bao gồm các chi tiết sau: 2.1.1.Nhóm chi tiết cố định Nhóm chi tiết cố định bao gồm thân máy,nắp máy,ống lót xi lanh ớt.Đây là nhóm chi tiết để gá lắp các chi tiết của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền,của các hệ thống và các chi tiết khác . 2.1.1.1.Thân máy Thân máy động cơ M21 có kết cấu kiểu thân xi lanh và nửa trên hộp trục khuỷu thành một khối. Đây là chi tiết có khối lợng và kích thớc lớn nhất của động cơ.Thân xi lanh và nửa trên hộp trục khuỷu, nửa dới hộp trục khuỷu đợc đúc thành khối bằng hợp kim nhôm sau đó gia công cơ có độ bền cao.Trong hộp trục khuỷu có 5 ổ đỡ cổ trục khuỷu và 5 ổ đỡ trục cam. Nắp các ổ đỡ có trục chính làm bằng đua ra. Nắp ổ đỡ đợc định vị bằng rãnh chuyên dùng.Tất cả các xi lanh trong thân máy đợc gia công theo từng bộ cho nên trong quá trình sửa chữa thay thế không đợc đổi lẫn vì vậy trên các xi lanh đợc đánh dấu bằng số.Trên thân máy có các khoang Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng 2 Đồ án môn học Động cơ đốt trong rỗng để chứa nớc làm mát xung quanh xi lanh tạo thành áo nớc.Trên thân máy có các đờng dẫn dầu bôi trơn. Ngoài ra còn có các budông để bắt chặt nắp máy,gu giông và mặt bích lắp các hệ thống phụ, nắp ổ đỡ cổ trục. Bên trái thân máy có mặt bích lắp động cơ khởi động, có các vấu mặt bích lắp bơm xăng, mặt bích lắp bộ chia điện. Bên phải có các vấu lắp máy phát điện. Mặt sau thân máy có vị trí lắp ly hợp đợc liên kết bằng bu dông.Trên thân máy có gia công 4 lỗ để lắp 4 ống lót xi lanh. 2.1.1.2.ống lót xi lanh ống lót xi lanh có dạnh hình trụ rỗng, đợc lắp vào thân máy nhằm mục đích kéo dài tuổi thọ cho thân máy (hình 1) Trong quá trình làm việc ống lót xi lanh chịu tải trọng cơ học phụ tải nhiệt và ăn mòn hóa học, chịu mài mòn lớn. ống lót xi lanh của động cơ M21 là ống lót nớc.Vật liệu chế tạo bằng gang xám. Để tăng tính chống mòn của xi lanh có ép một đoạn ống lót chế tạo bằng gang hợp kim cứng. Mặt ngoài của xi lanh trực tiếp tiếp xúc với nớc làm mát, mặt trong đợc gia công rất chính xác và mài bóng tạo thành mặt gơng xi lanh. Để nâng cao tính chống mòn của ống lót xi lanh, ngời ta mạ lên mặt gơng xi lanh một lớp crôm xốp. Phía trên ống lót xi lanh có vai tựa lắp cao hơn mặt thân máy 0,05-0,055 mm để khi lắp nắp máy và đệm nắp máy sẽ ép chặt với vai trò bảo đảm chất lợng bao kín tránh lọt khí. Phía ngoài của ống lót cũng có vai tựa để lắp đệm bằng cao su với thân máy tránh rò nớc vào cát te. 2.1.1.3.Nắp máy Nắp máy là chi tiết làm việc trong điều kiện rất xấu: chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn, ăn mòn hóa học nhiều. Ngoài ra khi lắp ráp nắp máy còn chịu ứng suất nén khi xiết chặt các bu giông. Nắp máy động cơ M21 là loại nắp máy liền chế tạo bằng hợp kim nhôm do đó thuận lợi cho việc bố trí hệ thống làm mát, đờng nạp, đờng thải, lắp đặt đế xu páp, bu givà có độ cứng vững cao, giữa thân máy và nắp máy có đệm nắp máy đợc làm bằng ác bét đồng. 2.1.2.Nhóm chi tiết chuyển động Bao gồm nhóm pít tông- thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà 2.1.2.1.Nhóm pít tông Nhóm pít tông bao gồm: pít tông, xéc măng, chốt pít tông, vòng hãm. Nhóm pít tông có chức năng tiếp nhận lực khí thể truyền cho thanh truyền qua chốt pít tông để làm quay trục khuỷu. Khối lợng của nhms pít tông nặng 722g a) Pít tông: Pít tông động cơ M21 đợc đúc bằng thép AK-4. Đỉnh pít tông có dạng đỉnh bằng. Phần đầu pít tông có 3 rãnh: hai rãnh trên dùng để lắp xéc măng khí, rãnh dới lắp xéc măng dầu. Pít tông đợc lắp vào xi lanh với khe hở từ 0,012- 0,024 mm, ở 2 đầu bệ chốt pít tông ngời ta tiện vát bớt một phần kim loại để giảm trọng lợng và tránh giãn nở vì nhiệt.Tiết diện ngang phần thân đợc chế tạo thành hình ô van có Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng 3 Đồ án môn học Động cơ đốt trong trục ngắn trùng với đờng tâm chốt pít tông không bị bó két khi chịu lực ngang lớn và do giãn nở đều về nhiệt b) Chốt pít tông Trong quá trình làm việc chốt pít tông chịu lực khí thể và lực quán tính rất lớn các lực này đều thay đổi theo chu kỳ đồng thời có tính chất va đập mạnh, điều kiện bôi trơn kém. Chốt pít tông động cơ M21 dạng hình trụ rỗng. Chốt đợc chế tạo bằng thép các bon 45X, bề mặt ngoài chốt đợc thấm cac bon. Đờng kính ngoài của chốt Dn=25mm, chiều dài l=80,1mm. Chốt pít tông đợc lắp vào đầu nhỏ thanh truyền theo kiểu lắp bơi. Độ dôi giữa chốt và bệ chốt ở trạng thái nguội là 0,0025mm . Do đó khi lắp rắp, pít tông đợc luộc trong dầu với nhiệt độ khoảng 70 0 C rồi dùng tay ấn nhẹ chốt pít tông vào bệ chốt .Với phơng pháp lắp ghép này có nhiều u điểm là : Do chốt đợc chốt đợc xoay tự do quanh đờng tâm của nó nên mòn đều và mặt chịu lực luôn luôn thay đổi khiến cho chốt bị ăn mòn. Nếu có chất bẩn (mạt kim loại, tạp chất cơ học) chui vào làm kẹt chốt với đầu nhỏ hay bệ chốt vẫn làm việc tơng tự nh kiểu lắp cố định chốt pít tông trên bệ chốt hoặc cố định chốt trên đầu nhỏ thanh truyền . Để định vị chiều trục cho chốt pít tông tránh cào xớc mặt gơng xi lanh . Ngời ta dùng khoá hãm , khoá hãm có tiết diện tròn làm bằng thép lo xo. Chốt pít tông đợc bôi trơn bằng cách hứng dầu .Trên đầu nhỏ thanh truyền ng- ời ta có khoan 1 lỗ dầu để hứng dầu bơi trơn cho chốt pít tông với đầu nhỏ thanh truyền. Còn trên bệ chốt đợc bôi trơn nhờ dầu gạt từ xéc măng dầu qua lỗ trên thân pít tông. c) Xéc măng Trên đầu pít tông có lắp 2 loại xéc măng là xéc măng khí và xéc măng dầu. *Xéc măng khí . Gồm 2 xéc măng có nhiệm vụ bao kín buồng cháy ngăn cách không khí cháy lọt xuống cát te. Điều kiện làm việc của xéc măng chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn, ma sát mài mòn nhiều, chịu sự ăn mòn hoá học của khí cháy và dầu nhờn. Do đó xéc măng khí thứ nhất đợc mạ một lớp crôm chiều dầy lớp mạ là 0,08- 0,13 mm xéc măng khí có dạng một vòng thép hở miệng có tiết diện ngang là hình thang, để tăng khả năng bao kín *Xéc măng dầu Xéc măng dầu có nhiệm vụ gạt dầu bám trên thành vách xi lanh chảy về cát te. Ngoài tác dụng gạt dầu, xéc măng dầu còn san đều một lớp dầu trên mặt xi lanh, xéc măng dầu động cơ M21 là loại xéc măng dầu đơn. 2.1.2.2.Thanh truyền Thanh truyền là chi tiết nối pít tông với truc khuỷu thanh truyền có tác dụng truyền lctác dụng trên pít tông xuống trục khuỷu biến chuyển động tịnh tiến của pít tông thành chuyển động quay của truc khuỷu. Nó đợc chế tạo từ thép hợp kim 452. Khi động cơ làm việc thanh truyền chịu lực khí thể lực quán tính của các khối lợng chuyển động tịnh tiến của nhóm pít tông, lực quán tính của thanh truyền. Các lực này luôn luôn thay đổi theo chu kỳ kể cả giá trị số và dấu, nên thanh truyền có tính chịu va đập mạnh kết cấu của thanh truyền gồm 3 phần: đầu nhỏ, thân, đầu to. Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng 4 Đồ án môn học Động cơ đốt trong Đầu nhỏ thanh truyền: có dạng hình trụ mỏng. Trên đầu nhỏ có khoan lỗ hứng dầu bôi trơn cho bạc lót đầu nhỏ thanh truyền. Bạc đầu nhỏ thanh truyền đợc chế tạo bằng đồng. Trên bạc có khoan lỗ để trùng với lỗ hứng dầu trên đầu nhỏ thanh truyền. +Thân thanh truyền : thân thanh truyền có tiết diện ngang hình chữ I loại này có u điểm là giảm đợc trọng lợng cho thanh truyền mà độ cứng vẫn bảo đảm. +Đầu to thanh truyền: đợc chia thành 2 nửa, nửa trên làm liền với thân, đầu to thanh truyền đợc lắp với trục khuỷu thông qua bạc lót. Bạc lót cũng đợc chia làm 2 nửa, bạc đợc định vị với đầu to bằng vấu lỡi gà. Trên bạc đầu to thanh truyền có khoan lỗ dẫn dầu bôi trơn, khi lỗ này trùng với lỗ dầu của chốt trục khuỷu thì dầu đ- ợc phun ra để bôi trơn cho thành xi lanh và cam cơ cấu phân phối khí. Khối lợng nhóm thanh truyền 1021g. Trong đó đầu to nặng 744g, đầu nhỏ nặng 277g. 2.1.3.Trục khuỷu Trục khuỷu là một trong những chi tiết quan trọng nhất của động cơ. Trục khuỷu tiếp nhận lực từ thanh truyền biến chuyển động tịnh tiến của nhóm pít tông thành chuyển động quay của chính nó, truyền mo men xoắn qua hệ thống truyền lực làm cho bánh xe quay và các thiết bị khác làm việc. Trong quá trình làm việc trục khuỷu chịu tác dụng của lực khí thể, lực quán tính chuyển động tịnh tiến, lực quán tính chuyển động quay. Nhữnglực này có trị số rất lớn và thay đổi theo chu kỳ nên có tính va đập mạnh. Trục khuỷu độnh cơ M21 là loại trục khuỷu nguyên, có đủ cổ trục. Trên trục khuỷu có gia công 5 cổ trục khuỷu, trục khuỷu đợc đúc bằng gang cầu. Trục khuỷu gồm các thành phần : đầu trục khuỷu, cổ trục khuỷu, chốt khuỷu, má khuỷu và đuôi trục khuỷu. +Đầu trục khuỷu: dùng để lắp bánh răng dẫn động trục cam, bánh đai (pu li)dẫn động quạt gió và đai ốc khởi động để khởi động động cơ bằng tay. +Chốt khuỷu và cổ trục khuỷu: đợc làm rỗng để giẩm trọng lợng và chứa dầu bơi trơn cho bạc đầu to thanh truyền và bạc cổ trục. + Bạc cổ trục và bạc cổ chốt khuỷu: đều đợc chia làm hai nửa và đợc định vi bằng vấu lỡi gà. Gộp thép của bạc lót và bạc cổ trục đợc chế tạo bằng thép các bon thấp, bề mặt làm việc đợc phủ một lớp hợp kim chống mòn COC- 66. Chiều dày của bạc cổ trục là 2,25 (-0,013) . Bạc lót đầu to thanh truyền dày 2,237(-0,020) mm . Khối lợng của bộ phận trục khuỷu nặng 16900g. 2.1.4 Bánh đà Bánh đà có nhiệm vụ chủ yếu là đảm bảo tốc độ góc của trục khuỷu đợc đồng đều. Bánh đà động cơ M21 có dạng đĩa đợc đúc bằng gang trên bánh đà có ép vành răng bằng thép để khởi động động cơ bằng động cơ điện. Bánh đà đợc tiến hành cân bằng động cùng với trục khuỷu và đợc liên kết với trục khuỷu nhờ 4 bu lông. Trên bánh đà có ghi các ký hiệu ĐCT và góc đánh lửa sớm . Khối lợng của bánh đà nặng 12500g. 2.2. Cơ cấu phối khí Trên động cơ M21 bố trí cơ cấu phân phối khí xu páp treo . Với cơ cấu phối khí xu páp treo bảo đảm cho buồng cháy nhỏ gọn, chống cháy kích nổ tốt nên có thể tăng đợc tỉ số nén và làm cho dạng đờng thải, nạp thanh thoát, khiến sức cản khí động giảm nhỏ, đồng thời do có thể bố trí xu páp hợp lí Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng 5 Đồ án môn học Động cơ đốt trong hơn nên có thể tăng đợc tiết diện lu thông của dòng khí khiến hệ số nạp tăng. Cấu tạo cơ cấu phối khí gồm các chi tiết chính sau : trục cam, xu páp, con đội, đũa đẩy, cò mổ 1-trục cam; 2-con đội; 3-đũa đẩy; 4- đế xu páp; 5-thân xu páp; 6- ống dẫn h- ớng; 7-vai ống dẫn hớng; 8- đế tựa lò xo; 9- lò xo; 10-đệm chắn dầu; 11- đĩa lò xo; 12- móng hãm; 14-cò mổ; 15-vít điều chỉnh; 16- đai ốc hãm. 2.2.1. Xu páp Trên động cơ M21 gồm 4 xu páp nạp; và 4 xu páp xả đợc lắp trên nắp máy thành một dãy. Các xu páp đợc dẫn động từ trục cam thông qua con đội, đũa đẩy và dàn cò mổ. Các xu páp làm việc trong điều kiện rất xấu; chịu tải động và phụ tải nhiệt rất lớn nhất là đối với xu páp thải. * Xu páp nạp Xu páp nạp làm bằng thép. Tán nấm dạng lõm, giữa thân và tán nấm có bán kình góc lợn lớn để cải thiện tình trạng lu thông của dòng khí nạp vào xi lanh, đồng thời tăng độ cứng vững cho xu páp, giảm đợc trọng lợng. Phần đuôi đợc tôi cứng. * Xu páp thải. Xu páp thải làm bằng thép chịu nhiệt. Nấm xu páp thải dạng lồi Phần đuôi đợc tôi cứng để tránh mòn và có rãnh để lắp móng hãm giữa đuôi xu páp và lò xo xu páp. Móng hãm hình côn gồm 2 nửa với kiểu lắp này có kết cấu đơn giản, độ an toàn cao, và không gây nên ứng suất tập trung trên đuôi xu páp. Để dễ sửa và tránh hao mòn cho nắp xi lanh ở chỗ lắp xu páp ngời ta lắp ống dẫn hớng. ống dẫn hớng có dạng hình trụ rỗng đợc đóng ép vào nắp xi lanh đến một khoảng cách nhất định. Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng 6 Đồ án môn học Động cơ đốt trong + Đế xu páp hình ống mặt trong đợc vát góc theo góc vát của tán nấm và đợc đóng trên nắp máy + Lò xo xu páp hình trụ hai đầu đợc quấn sít với nhau và mài phẳng. 2.2.2. Trục cam Trục cam đợc chế tạo bằng thép hợp kim thành phần các bon thấp. Trục cam gồm 5 cổ trục. Trên trục cam có 4 cam nạp và 4 cam thải. Các cam nạp và các cam thải đợc làm liền trục, trên trục cam còn có bánh lệch tâm để dẫn động bơm xăng. trục cam đợc dẫn động từ trục khuỷu bằng cặp bánh răng riêng. Bánh răng trên trục cam đợc làm bằng gỗ phíp còn moay ơ bằng gang. Trên bánh răng đó có hai lỗ ren để tiện tháo lắp. Để hạn chế sự dịch chuyển dọc chục của trục cam ngời ta dùng ổ chắn dọc trục ổ chắn gồm có mặt bích 2 bằng thép đợc cố định trênmặt đầu của thân máy bằng bu lông. Một mặt của mặt bích 2 tiếp xúc với mặt đầu của cổ trục cam, mặt kia cách mặt đầu của moay ơ bánh răng cam một khe hở khoảng 0,1- 0,2 mm. Trị số khe hở dọc trục này do chiều dài của vòng chắn 3 quyết định. Vòng chắn 3 lắp trên đầu ổ chục cam và bị bánh răng cam ép sát vào mặt đầu của ổ chục cam. Trong quá trình sửa chữa sau này để điều chỉnh khe hở đúng quy định chỉ cần thay đổi chiều dài của vòng chắn 3. Dầu bôi trơn mặt ma sát của ổ chắn đợc dẫn từ cổ chục cam tới. Ngoài mặt bích hai còn đợc bôi trơn bằng dầu vung té. Trong hộp bánh răng cam trên các bánh răng trục khuỷu và bánh răng trục cam có hai dấu khi lắp ráp phải để các dấu trùng nhau để đảm bảo góc pha phối khí (hình 5). 2.2.3. Con đội Con đội có dạng hình trụ rỗng, để tránh hiện tợng mòn vẹt mặt con đội hoặc mặt cam. Con đội đợc làm bằng thép. Phần mặt cầu tiếp xúc với cam đợc tôi cứng để chống mòn trong quá trình làm việc. 2.2.4. Đũa đẩy Đũa đẩy là một thanh thép nhỏ hình trụ rỗng dùng để truyền lực từ con đội đến đòn bẩy, hai đầu đũa đẩy hàn với đầu tiếp xúc hình cầu để tiếp xúc với con đội và chụp trên cò mổ. Các đầu tiếp xúc này đợc tôi cứng để giảm mài mòn. 2.2.5. Cò mổ. Đòn bẩy là chi tiết chuyền lực trung gian, một đầu tiếp xúc với đũa đẩy, một đầu tiếp xúc với đuôi xu páp. Đầu tiếp xúc với đũa đẩy có vít điều chỉnh và đợc hãm bằng đai ốc. Đầu tiếp tiếp xúc với đuôi xu páp có mặt tiếp xúc phẳng và đợc tôi cứng để chống mòn. Mặt ma sát giữa trục và bạc lót ép trên đòn bẩy đợc bôi trơn bằng bầu nhờ chứa trong phần rỗng của trục. Đòn bẩy đợc dập bằng thếp các bon trong bình. 2.3. Hệ thống bôi trơn Hệ thống bôi trơn động cơ M21(hình 6) là hệ thống bôi trơn bằng dầu có áp lực kết hợp với vung té dầu. 2.3.1. Nhiệm vụ của hệ thống bôi trơn động cơ M21 Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng 7 Đồ án môn học Động cơ đốt trong Nhiệm vụ hệ thống bôi trơn là bôi trơn tất cả các bề mặt ma sát, làm giảm tổn thất ma sát, làm mát ổ trục đồng thời tẩy rửa mặt ma sát. Ngoài ra hệ thống bôi trơn còn làm nhiệm vụ bao kín giữa pit tông, xéc măng và thành xi lanh. 2.3.2. Nguyên lí làm việc Khi động cơ làm việc, thông qua hệ thống dẫn động làm cho bơm dầu 1 làm việc: dầu đợc hút từ cát te qua phao dầu (3) dầu đợc bơm dầu đẩy tới bầu lọc dầu, bầu lọc đợc làm sạch và theo các đờng dầu chính đi bôi trơn cho bạc trục khuỷu. Trục cam và một phần dầu đợc đẩy lên bôi trơn cho bạc dầu còn mổ. Khi nhiệt độ dầu vợt quá quy định dầu đợc qua két mát dầu 5 và đợc làm mát sau đó trở về cat te tiếp tục hành trình tiếp theo. 2.3.3. Kết cấu cụ thể của hệ thống Hệ thống bôi trơn động cơ M21gồm các bộ phận chính nh sau: Bơm dầu, bộ lọc dầu, két mát dầu Hệ thống bôi trơn 1- bơm dầu; 2- nút xả dầu; 3- phao hút dầu; 4- van an toàn; 5- két mát dầu; 6- khoá két mát; 7- bộ cảm biến áp suất dầu; 8-bộ cảm biến báo hỏng; 9- bầu lọc dầu; 10-lỗ dầu bôi trơn cho cặp bánh răng phối khí. 2.3.3.1. Bơm dầu Bơm dầu động cơ M21là loại bơm dầu dùng một cặp bánh răng. Kết cấu của bơm dầu gồm: Nắp 10 và vỏ 5 đợc chế tạo bằng hợp kim nhôm, giữa thân và vỏ đợc lắp một tấm đệm nhựa dày. Cặp bánh răng bơm dầu là cặp bánh răng thẳng, bánh răng chủ động 6, làm bằng thép đã đợc lắp với trục (4) bằng then. Bánh răng bị động 7 cũng đợc làm bằng thép và đợc lắp quay tự do trên chục bị động nhờ bạc. Trên bơm dầu còn đợc bố trí một van an toàn 2. Nguyên lí làm việc: Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng 8 Đồ án môn học Động cơ đốt trong Khi động cơ làm việc, thông qua hệ thống dẫn động làm trục (4) và bánh răng chủ động 6 quay. Bánh răng bị động 7 quay theo. Dầu đợc hút từ phao dầu vào khoang thấp áp đợc cặp bánh răng ăn khớp đẩy sang khoang cao áp đi bôi trơn cho hệ thống. Khi áp suất trên đờng dầu chính vợt quá giá trị cho phép, dầu đẩy van an toàn 2, nén lò so 3 lại, van an toàn mở ra. Dầu đợc chảy về đờng dầu thấp áp. 2.3.3.2. Bầu lọc dầu Trên động cơ M21 nắp bầu lọc dầu là loại bầu lọc thấm. Lõi lọc bằng vòng dạ đợc xếp xen kẽ với nhau thành các khe hở lọc. Dầu nhờn có áp suất cao đợc bơm dầu tới thấm qua các khe hở nhỏ của các vòng dạ. Do đó các tạp chất có đờng kính hạt lớn hơn kích thớc khe hở đều bị giữ lại không chui qua phần tử lọc. Dầu bôi trơn đợc lọc sạch qua các rãnh ra đờng dầu chính đi bôi trơn cho hệ thống. Khi các phần tử lọc hoàn toàn bị tắc do cặn bẩn thì van thông qua sẽ mở dầu đợc lọc chảy vào hệ thống bôi trơn động cơ. Van thông qua mở khi có sự chênh lệch áp suất là 0,6-0,75 KG/cm 2 giữa điểm đầu vào bầu lọc và điểm đầu ra khỏi bầu lọc. Khi đó cần phải tiến hành thay thế lõi lọc. 2.3.3.3. Két làm mát dầu nhờn Két làm mát dầu nhờn động cơ M21 là loại két làm mát dầu nhờn bằng không khí. Két mát dầu đợc lắp phía trớc két làm mát nớc. Kết cấu gồm: ống dẫn dầu bằng đồng đợc xếp hình chữ U, ống này đợc đặt vào các phiến tải nhiệt. Nguyên lý: Dầu có nhiệt độ cao đợc dẫn vào ống dẫn dầu hình chữ U, nhờ quạt gió của động cơ hút gió qua các phiến tải nhiệt. Đa nhiệt của dầu nhờn tản ra ngoài * Thông gió hộp trục khuỷu: Thông gió hộp trục khuỷu động cơ M21 là kiểu thông gió tự nhiên. Khi động cơ làm việc khí cháy lọt từ buồng cháy xuống hộp trục khuỷu làm cho áp suất, nhiệt độ trong hộp trục khuỷu tăng so với môi trờng bên ngoài. Lúc này áp suất khí trong hộp trục khuỷu thông qua ống dẫn nối thông hộp trục khuỷu với khí trời. 2.4. Hệ thống làm mát. Hệ thống làm mát động cơ M21 có nhiệm vụ thực hiện quá trình truyền nhiệt các chi tiết bị nung nóng của động cơ cho nớc làm mát để bảo đảm cho các chi tiết không bị quá nóng. Đồng thời giữ cho trạng thái nhiệt của động cơ đợc ổn định. Trên động cơ M21 sử dụng hệ thống làm mát bằng nớc, kiểu kín tuần hoàn cỡng bức nhờ bơm nớc. Nguyên lí của hệ thống làm mát đợc trình bày trên (hình 9). * Nguyên lí làm việc của hệ thống: Khi động cơ làm việc thông qua cơ cấu dẫn động làm cho bơm nớc làm việc. Nớc lạnh từ kết mát đợc bơm nớc đẩy vào các đờng dẫn vào các khoang trong nắp máy rồi theo các đờng dẫn trên nắp máy trở về két mát và bơm nớc. Để duy trì nhiệt độ nớc làm mát trong hệ thống đợc ổn định trên hệ thống làm mát có bố trí van hằng nhiệt 5. Khi nhiệt độ nớc trong hệ thống nhỏ hơn 70 0 C van hằng nhiệt 5 đóng đờng nớc ra két mát. Nớc đợc tuần hoàn cỡng bức từ bơm nớc đến các khoang trên nắp máy để làm mát cho hệ thống. - Khi nhiệt độ nớc làm mát lớn hơn 80 0 C, dới tác dụng của nhit độ van hằng nhiệt mở hoàn toàn. Nớc từ bơm nớc vào các khoang trên lắp máy.Khi ra khỏi nắp máy nớc có nhiệt độ cao đợc dẫn vào trong két mát nhờ van hằng nhiệt 5 mở .Sau Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng 9 Đồ án môn học Động cơ đốt trong khi qua két nớc.Nớc đợc làm mát quay trở về bơm nớc thực hiện chu trình tiếp theo. Để kiểm tra nhiệt độ của nớc làm mát trên bảng đồng hồ có lắp đồng hồ báo nhiệt độ nớc. Ngoài ra còn lắp một bộ cảm biến báo lên đèn nguy hiẻm trên ca bin buồng lái. khi đèn sáng l báo hiệu động cơ quá nóng quá nóng. 2.4.1.Bơm nớc Bơm nớc động cơ M21 là kiểu bơm nớc kiểu ly tâm đợc bố trí ở mặt đầu của thân máy. Trục bơm nớc trùng với trục quạt gió. Cấu tạo của bơm nớc đợc trình b y trên (hình 10. ) Vỏ bơm nớc làm bằng hợp kim nhôm có mặt bích lắp ghép với mặt đầu của thân máy. Cánh bơm nớc 9 đợc làm bằng chất dẻo. Trục bơm nớc đợc quay trên 2 ổ bi cầu và đợc làm kín bằng màng cau su chịu nớc 7 và xo ép 8. *Nguyên lý l m việc Khi động cơ làm việc thông qua hệ thống dẫn động làm trục bơm 2 và cánh bơm 9 quay. Dới tác dụng của lực ly tâm, các phần tử nớc bị dồn từ trong ra ngoài với áp suất cao nớc đợc bơm đi làm mát cho hệ thống. Hình 9: Hệ thống làm mát động cơ M21 1-van xả nớc; 2- đòng nớc từ két mát ra bơm nớc; 3- trục bơm nớc; 4- buli nớc; 5- van hằng nhiệt; 6- két mát; 7- quạt gió; 8- đờng dẫn nớc ra két làm mát; 12- thân máy; 13- van tháo nớc. Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng 10 [...]...Đồ án m n học Động cơ đốt trong Hình 10: B m nớc động cơ M2 1 1- đai ốc h m; 2- trục b m nớc; 3- vỏ b m nớc; 4- lỗ ki m tra m vòng bi; 5- vú m ; 6- bạc chặn dọc trục ; 7- vòng đ m lm kín; 8- m ng cau su; 9- lò xo ; 1 0- cánh b m nớc; 1 1- bu lông bắt cánh b m ; 1 3- vòng bi; 1 2- lỗ ki m tra ro nớc 2.4.2 Van hằng nhiệt Van hằng nhiệt nh m duy trì trạng thái nhiệt ổn định cho động cơ khi đóng hoặc m đờng... Tiến s - Vy Hữu Thành 11 Hvth: Tạ Quang Trờng Đồ án m n học Động cơ đốt trong giãn nở m nh l m cần đẩy 8 đẩy van 6 m hoàn toàn Nớc có nhiệt độ cao chủ yếu đi qua van hằng nhiệt vào két l m mát 2.4.3 Két l m mát (két nớc) Két l m mát dùng để hạ nhiệt độ của nớc từ động cơ ra rồi lại đa trở vào l m mát động cơ Trên động cơ M2 1 két l m mát đợc đặt phía trớc quạt gió Kết cấu của két l m mát g m 3 phần... cục còn có th m hai hệ thống l m đ m cùng l m việc Khi b m ga m lớn thông qua cơ cấu dẫn động l m van l m đ m 26 m Xăng đợc hút qua van 26, qua vòi phun nhiên liệu của hệ thống l m đ m 7 phun vào trong họng khuyếch tán, l m hỗn hợp đ m đặc lên giúp cho động cơ phát ra công suất cực đại +Chế độ tăng tốc: B m gió m hoàn toàn, b m ga m đột ngột thông qua cơ cấu dẫn động 2 l m pít tông b m tăng tốc đi... án m n học Động cơ đốt trong Phần 2 :Tính toán chu trình công tác: 2.1 M c đích tính toán M c đích của việc tính toán chu trình công tác là xác định các chỉ tiêu về kinh tế, hiệu quả của chu trình công tác và sự l m việc của động cơ Kết quả tính toán cho phép xây dựng đồ thị công chỉ thị của chu tình để l m cơ sở cho việc tính toán động lực học, tính toán sức bền và sự m i m n các chi tiết của động cơ. .. két m t 2.5 Hệ thống nhiên liệu Hệ thống nhiên liệu động cơ M2 1 có nhi m vụ chuẩn bị và cung cấp hỗn hợp hơi xăng và không khí cho động cơ bảo đ m số lợng và thành phần của khí hỗn hợp luôn luôn phù hợp với chế độ l m việc của động cơ Gvhd: Tiến s - Vy Hữu Thành 12 Hvth: Tạ Quang Trờng Đồ án m n học Động cơ đốt trong * Nguyên lý l m việc của hệ thống: Khi động cơ l m việc qua cơ cấu dẫn động l m b m. .. liệu l m nhi m vụ lọc sạch nớc và tạp chất cơ học lẫn trong xăng trớc khi vào b m xăng Cấu tạo bầu lọc thô nhiên liệu động cơ M2 1 đợc giới thiệu trên hình 15 Gvhd: Tiến s - Vy Hữu Thành 13 Hvth: Tạ Quang Trờng Đồ án m n học Động cơ đốt trong Hình 15: Bầu lọc thô nhiên liệu động cơ M2 1 1- đ m, 2- nắp, 3- bu lông; 4- đ m của phần tử lọc; 5- phần tử lọc; 6- bầu chứa; 7- nút xả; 8- các t m lõi lọc a- lỗ... Phơng pháp chung của việc tính toán chu trình công tác có thể áp dụng để ki m nghi m động cơ sẵn có, động cơ đợc cải tiến hoặc thiết kế m i Việc tính toán ki m nghi m động cơ sẵn có cho ta các thông số để ki m tra tính kinh tế và hiệu qủa của động cơ khi m i trờng sử dụng hoặc chủng loại nhiên liệu thay đổi Đối với trờng hợp này ta phải dựa vào kết cấu cụ thể của động cơ và m i trờng sử dụng thực tế... -0 .00101545 -0 .00138661 -0 .00161669 -0 .00172686 -0 .00175744 -0 .00173605 -0 .00165209 -0 .00146272 -0 .0011384 -0 .00070888 -0 .00028 121 1.10572E-05 0.0001426 0.000362645 0.00 1214 092 0.00 3217 615 0.0233 9214 9 0.023430361 0.013752013 0.006517181 0.0024 2210 5 9.69825E-05 -0 .0014127 -0 .00250546 -0 .00328661 -0 .00377437 -0 .0038707 -0 .00367641 -0 .00298109 -0 .00226686 -0 .00176715 -0 .00146271 -0 .00107868 -0 .00059791 -0 .00016781... lọc tinh 3 đợc l m bằng g m, cốc lõi lọc 5 đợc l m bằng chất dẻo Lò xo 4 luôn ép phần tử lọc 3 vào t m đ m (2) Xăng đợc th m qua lõi lọc g m do đó chất lợng lọc rất tốt 2.5.4.B m xăng B m xăng động cơ M2 1 là loại b m màng dẫn động bằng cơ khí B m xăng g m nắp thân b m, thân b m và vỏ đợc chế tạo bằng hợp kim nh m Trên nắp b m có bố trí đờng dẫn xăng vào và đờng dẫn xăng ra C m van g m các van nạp 9,... động cơ đợc cải tiến hoặc đợc thiết kế m i, kết quả tính toán cho phép xác định số lợng và kích thớc của xy lanh động cơ cũng nh m c độ ảnh hởng của sự thay đổi về m t kết cấu để quyết định phơng pháp hoàn thiện các cơ cấu và hệ thống của động cơ theo hớng có lợi Khi đó phải dựa vào kết quả của việc phân tích thực nghi m đối với các động cơ có kết cấu tơng tự để chọn các số liệu ban đầu Việc tính toán