Tính toán kiểm nghiệm động cơ утд-20 trên xe chiến đấu bộ binh BMP-1 ở chế độ mô men khi hoạt động mùa đông tại vùng núi phía bắc

Tài liệu tham khảo Tính toán kiểm nghiệm động cơ утд-20 trên xe chiến đấu bộ binh BMP-1 ở chế độ mô men khi hoạt động mùa đông tại vùng núi phía bắc

KHOA ĐỘNG LỰC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

BỘ MÔN ĐỘNG CƠ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Họ và tên: Nguyễn Văn Lên

3 Nội dung bản thuyết minh:

- Phân tích đặc điểm kết cấu động cơ;

- Tính toán chu trình công tác động cơ;

Mục Lục

Phần I: Giới thiệu chung về động cơ утд-20 Trang 3

1.Giới thiệu chung về động cơ утд-20 ……….…… ……Trang 3

Phần II: Phân tích đặc điểm kết cấu của những cơ cấu, cụm cơ cấu và

hệ thống của động cơ утд-20 Trang

7

2.1 Giới thiệu chung về động cơ утд-20 ……… ……Trang 72.2 Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền……… …….Trang 82.2.1 Nhóm chi tiết cố định……….Trang 92.2.2 Nhóm chi tiết chuyển động………Trang 112.3 Cơ cấu phối khí……….…Trang 172.3.1 Trục cam………Trang 182.3.2 Lò xo xu páp……… Trang 192.3.3 ống dẫn hớng xu páp……… …… Trang 192.3.4 Xu páp……… …… Trang 202.3.5 Đế xu pỏp……… …… Trang 202.3.6 Đĩa lò xo xu páp……… Trang 202.4 Cơ c u truy n ấu truyền ền đ ngộng ……… … Trang 212.5 Hệ thống cung cấp nhiên liệu……… … Trang 222.6 Hệ thống bụi trơn……… Trang 222.7 Hệ thống làm mỏt……… Trang 232.7.1 Bơm nước……… Trang 242.7.2 Kết nước……… Trang 252.7.3 Bỡnh ngưng……… Trang 252.7.4 Van xả nước……… …… Trang 262.8 Hệ thống khởi động……….……… Trang 26

Phần III: tính toán chu trình công tác T rang 27

I Chọn các số liệu ban đầu……… Trang 27

II Tính toán chu trình công tác……….…… Trang 29 2.1 Tính toán quá trình trao đổi khí……….…….… Trang 29 2.2 Tính toán quá trình nén……….… …… Trang 30 2.3 Tính toán quá trình cháy……….……… Trang 30 2.4 Tính toán quá trình dãn nở……… …… Trang 33 2.5 Kiểm tra kết quả tính toán……….……… Trang 34

III Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác và sự làm việc của động

cơ……… …… Trang 34 3.1 Các thông số chỉ thị……….……… Trang 34 3.2 Các thông số có ích……… …… Trang 36 3.3 Xác định các kích thớc cơ bản của động cơ……….……… Trang 37 3.4 Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác……… …… Trang 38

IV Dựng đặc tính ngoài của động cơ……… …… Trang 41 4.1 Thứ tự dựng các đờng đặc tính……….… Trang 41

4.2 Dựng đồ thị Pk: Dùng phơng pháp vòng tròn Brích dựng đồ thị

V quy dẫn khối lợng chuyển động……….… Trang 43

5.1 Khối lợng chuyển động tịnh tiến mj……… Trang 43 5.2 Lực quán tính và tổng lực, lực tiếp tuyến và pháp tuyến…….….… Trang 43

PHẦN I

1 Giới thiệu chung về động cơ утд-20:

Xe БМП-1 là loại xe bọc thép chiến đấu chở bộ binh do Liên Xô cũ sản xuất Xe

đ-ợc trang bị cho quân đội Liên Xô và cuối những năm 1970 đđ-ợc trang bị cho quân độita

Động cơ утд-20 đợc đăt trên xe chiến đấu bộ binh БМП-1 và БМП-2 Động cơ đó

đợc bố trí ở phía mũi xe nên thuận lợi cho việc bố trí cơ cấu điều khiển,rút ngắn đ ợcchiều dài của hệ thống truyền lực Tuy việc bố trí này khó bảo vệ đợc động cơ trongchiến đấu nhng bảo vệ đợc bộ binh đỡ bị sát thơng

Động cơ утд-20 là loại động cơ 4 kỳ,cao tốc,buồng cháy thống nhất, không tăng

áp, làm mát cỡng bức bằng nớc, có 6 xy lanh bố trí thành 2 dãy kiểu chữ V có góc nhịdiện 120o , bố trí rút gọn, mỗi dãy 3 xy lanh, nhờ vậy chiều dài và chiều cao động cơ

đợc rút ngắn, tăng độ cứng vững, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng ổ lăn chotrục khuỷu

Các phân bơm cao áp của động cơ đợc bố trí thành 2 dãy nằm ngang, mỗi dãy gồm

3 phân bơm Mỗi vấu cam của bơm cao áp lần lợt dẫn động cho cả 2 phân bơm thuộc

2 dãy, nh vậy chiều dài trục cam đợc rút ngắn.Bơm đợc bố trí ở khoang giữa 2 xylanh

Bên phải động cơ là máy phát điện, động cơ khởi động, đĩa phân phối khí nén

Động cơ утд-20 có lắp khớp tự điều chỉnh góc phun sớm nhiên liệu, đây là cơ cấucho phép thay đổi góc phun sớm nhiên liệu phù hợp với các chế độ của động cơ, do

đó quá trình cháy đợc hoàn thiện hơn, đảm bảo tăng đợc công suất, tăng tính tiết kiệmnhiên liệu ở các chế độ làm việc khác nhau

Để tăng độ tin cậy khởi động và khả năng sẵn sàng chiến đấu, động cơ утд-20 cólắp 2 hệ thống khởi động độc lập: đó là hệ thống khởi động bằng khí nén và hệ thốngkhởi động bằng điện, trong đó hệ thống khởi động bằng khí nén là chính

2 Trọng lợng chiến đấu 13ữ13,3 Tấn

6 áp suất trung bình trên dải xích 0,602ữ0,614 KG/cm2

Kích thớc

Km/h

Km/hKm/h

25ữ30151,2

độmm

độđộm/s

Hồ(nhìn từ phía đầu

động cơ vào )

32 Tốc độ quay của trục khuỷu

- ứng với moomen max:

- lớn nhất khi không có phụ tải:

- ổn định nhỏ nhất khi không có phụ tải:

2600

150016002850

600800

34 Suất tiêu hao dầu nhờn ở tốc độ 2200 v/ph 5,888 g/KWh

35 Nhiên liệu sử dụng chính:

- sử dụng trong mùa hè:

- sử dụng tring mùa đông: ДЛ-20,ГОСТ 4749-49

ДЗ,ДА20, ГОСТ 49

Kích thớc động cơ:

- Dài(kể cả trục trích công suất):

- Dài(không kể trục trích công suất):

- Rộng:

- Cao:

7917481150732

40 Khe hở giữa lng cam và bu lông điều chỉnh: 2,34 0,1±5% mm

Hệ thống cung cấp nhiên liệu

Chiếc

43 Bơm nhiên liệu thấp áp: 01

Kiểu:pít tông- lò xonén,

Bố trí thành một khốivới

Khe lọc

áp suất nâng kimphun:

250 3 KG/cm±5% 2

Chiếc

Hệ thống bôi trơn:

KiÓu tæ hîp gåm: bÇu läc th« kiÓu líi vµ bÇuläc tinh kiÓu ly t©m

900C

ChiÕcMPal/h

AKWV

PHẦN II:

Phân tích đặc điểm kết cấu của những cơ cấu, cụm cơ cấu và hệ thống

của động cơ утд-20

2.1 Giới thiệu chung về động cơ утд-20:

Động cơ утд-20 là loại động cơ 4 kỳ,cao tốc,buồng cháy thống nhất, khôngtăng áp, làm mát cỡng bức bằng nớc, có 6 xy lanh bố trí thành 2 dãy kiểu chữ V cógóc nhị diện 120o , bố trí rút gọn, mỗi dãy 3 xy lanh, nhờ vậy chiều dài và chiều cao

động cơ đợc rút ngắn, tăng độ cứng vững, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng ổlăn cho trục khuỷu

Việc nghiên cứu động cơ cho ta thấy đợc những u điểm trong cách bố trí và kết cấu cụ thể của động cơ утд-20 từ đó có biện pháp khắc phục cho phù hợp với điều kiện sử dụng thực tế tại Việt Nam

+ Hệ thống cung cấp nhiên liệu.

1-gu dông, 2- máy phát điện, 3- hệ thống dẫn dầu từ thùng tới bơm, 4- hệ thống khởi

động, 5- bu lông thanh truyền, 6- bơm nớc làm mát, 7- ống dẫn dầu, 8- thanh truyềntrung tâm, 9- pít tông, 10- lỗ quét khí nén khởi động, 11- van khí nén, 12- vòi phun,13- trục cam dẫn động xu páp thải, 14- ống đồng, 15- ống dẫn nhiên liệu cao áp, 16-ống dẫn dầu đến bầu lọc ly tâm, 17- bơm cao áp, 18- bơm thấp áp, 19- bầu lọc ly tâm,20- thanh truyền hình nạng 21 – nắp ống thông gió , 22 - đệm kín, 23 - đờng ống xả,

24 – xu páp, 25 – trục cam dẫn động xu páp nạp

2.2 Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền:

Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền là cơ cấu chính của động cơ đốt trong kiểu píttông, nó có những nhiệm vụ sau:

- Tạo thành hình dáng bên ngoài của động cơ, làm chỗ dựa để lắp các chi tiết và

hệ thống khác

- Nhận và truyền áp suất của chất khí cháy tác dụng lên đỉnh của pít tông làmcho pít tông chuyển động tịnh tiến trong xy lanh và chuyển động này đợc biến thànhchuyển động quay của trục khuỷu, từ đây công suất của động cơ đợc truyền ra ngoài

- Cơ cấu khủy trục thanh truyền còn có nhiệm vụ dẫn động các cơ cấu và hệthống khác của động cơ nh: cơ cấu phối khí, bơm nớc, bơm dầu…

Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền bao gồm các nhóm chi tiết:

+ Nhóm chi tiết cố định: gồm thân máy, các te và nắp máy

+ Nhóm chi tiết chuyển động: gồm nhóm pít tông (pít tông, xéc măng, chốt píttông, nút hãm), thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà

2.2.1 Nhóm chi tiết cố định:

a Khối thân máy – các te:

Động cơ утд-20 sử dụng kết cấu kiểu thân xi lanh chịu lực, đúc lion khối vớihộp trục khuỷu Đây là chi tiết cố định có kích thớc và khối lợng lớn nhất và là chi tiếtchịu lực chính của động cơ Nó chịu tác dụng của các lực:

- Trọng lợng của tất cả các chi tiết lắp trên nó

- Các lực rung động, va đập khi động cơ làm việc Do đó vật liệu chế tạo thânmáy phải bền, cứng, có cơ tính cao, nhẹ, chịu nhiệt và truyền nhiệt tốt

Thân máy – các te của động cơ утд-20 đợc đúc lion khối bằng hợp kim nhômsau đó đợc gia công cơ khí Khối thân máy – các te của động cơ này khác với cácloại động cơ thờng gặp ở chỗ: hộp trục khuỷu liền khối đợc đúc liền với hai dãy thânmáy Việc sử dụng hộp trục khuỷu với ổ lăn lắp luồn từ một phía vào hộp trục khuỷutuy có khó khăn nhng độ cứng vững của toàn khối rất cao

Các te có nhiệm vụ bao kín các bộ phận chuyển động bên trong, đáy các te tạothành nơi gom dầu bôi trơn của động cơ

Kết cấu đợc gia cố bằng các gân tăng cứng và ngăn thành các vách, ngoài ra kếtcấu này còn giảm đợc số lợng bề mặt lắp ghép nên đơn giản cho việc gia công, khối l-ợng nhỏ gọn, đỡ tốn vật liệu

Động cơ đợc bố trí thành hai dãy, mỗi dãy cơ 3 xi lanh, góc nhị diện 1200 tạothành hình chữ V đối xứng qua mặt phẳng thẳng đứng Cách bố trí này có một số unhợc điểm sau:

*Ưu điểm:

- Giảm khối lợng tới 25% và rút ngắn chiều dài tới 30% so với động cơ cùng số

xi lanh, đờng kính xi lanh, cùng hành trình pít tông và một hàng

- Chiều dài động cơ rút ngắn làm tăng diện tích khoang chiến đấu và khoang bộbinh

- Rút ngắn chiều dài động cơ sẽ tăng độ cứng vững cho máy, các te, trục khuỷu

- Góc nhị diện 1200 sẽ giảm chiều cao động cơ, đảm bảo góc lệch pha công tácbằng nhau và mô men xoắn sẽ đồng đều

*Nhợc điểm:

- Khó đúc, khó gia công

- Việc cân bằng động cơ phức tạp.

Bên trong thân máy – các te đợc chia thành 4 khoang bởi các vách ngănngang Các vách ngăn này đồng thời là giá đỡ hộp trục khuỷu Ba khoang đầu để bốtrí xi lanh, khoang cuối bố trí các cơ cấu truyền động

ổ lăn đầu tiên trên vách ngăn thứ nhất đợc đỡ bởi cốc bằng thép Cốc đợc lắpvới vách ngăn qua ống lót Cốc đỡ ổ lăn đợc cố định dọc trục bởi nắp che Nắp che đ-

ợc cố định với thân máy bằng các bu lông các ổ lăn còn lại đợc lắp trên các lỗ tiệncủa các vách ngăn tơng ứng thông qua các ống bạc lót Các ống bạc lót này đợc cố

định với thân máy bằng các chốt định vị

Trên các vách ngăn ở khoang thứ 4 có gia công các lỗ và các ống lót đợc ép vào

để lắp các trục của cơ cấu truyền động Phía dới các te có gia công các lỗ trên váchngăn tạo thành ổ trục để lắp trục của cơ cấu cân bằng

Phía dới của khoang thứ 2 có nút xả dầu phía trên nút xả dầu có lắp lới bảo vệ.Hai phía bên thành của mỗi khoang khối thân máy – các te có các cửa sổ đểlắp ráp thanh truyền, các cửa sổ này đợc bố trí ở 3 khoang đầu tiên

Ngoài ra trên thân máy còn đợc lắp thêm một vài cơ cấu khác

lắp các chi tiết khác nh: trục

cam, xu páp, vòi phun…

c ống lót xi lanh:

ống lót xy lanh nằm trong khối thân máy, có nhiệm vụ dẫn hớng cho các píttông chuyển động lên xuống và có tác dụng nâng cao tuổi thọ cho khối thân máy -các te

Trong quá trình làm việc xi lanh chịu tác dụng của các lực: lực nén của khícháy tác dụng vào thành vách, lực ngang trong quá trình chuyển động của pít tông,xéc măng

2.2.2 Nhóm chi tiết chuyển động.

a Nhóm pít tông:

Nhóm pít tông có nhiệm vụ bao kín buồng cháy về phía dới, nhận áp lực khí thể

và truyền xuống trục khuỷu qua thanh truyền Nhóm pít tông gồm: pít tông, cácxéc măng và nút hãm

Đầu và thân pít tông có 4 dãnh xéc măng, 3 rãnh phía trên lỗ chốt và một rãnhphía dới lỗ chốt Rãnh thứ 3 và thứ 4 có lỗ khoan dầu Vùng gần lỗ chốt đợc tiện vátvào hai bên bệ chốt có hai hõm nhằm phân bố đều vật liệu để hạn chế sự giãn nởkhông đều của pít tông khi làm việc và góp phần giảm trọng lợng của pít tông bêntrong thân pít tông có 2 bệ chốt dùng để lắp chốt pít tông với đầu nhỏ thanh truyền,phía dới bệ chốt có khoan 2 lỗ để hứng dầu bôi trơn

*Chốt pít tông:

Dùng để nối pít tông và đầu nhỏ thanh truyền Khi làm việc, chốt pít tông chịulực va đập và mài mòn lớn nên vật liệu chế tạo phải đảm bảo độ bền cao, bề mặt phảicứng nhng bên trong phải dẻo Chốt pít tông đợc chế tạo bằng thép hợp kim, bề mặtngoài đợc them các bon và mài bóng Chốt pít tông dạng hình trụ rỗng nhằm giảmkhối lợng chuyển động tịnh tiến Chốt pít tông của động cơ утд-20 đợc lắp theo kiểubơi, với kiểu lắp này khi làm việc thì chốt pít tông chuyển động tơng đối với bệ chốt

và đầu nhỏ thanh truyền Chốt kiểu bơi so với chốt lắp chặt có u điểm sau: mòn đều

và tốc độ mài mòn nhỏ hơn chốt đợc giới hạn chuyển dịch dọc bằng 2 nút hãm các

nút hãm đợc chế tạo bằng đồng, đầu nút có dạng chỏm cầu và có lỗ thoát khí nhằmgiảm ma sát giữa nút và thành xi lanh khi động cơ làm việc.

Xéc măng thứ 3 và thứ 4 có tiết diện hình chêm với góc nghiêng và đợc chế tạobằng gang đặc biệt,trên mặt có mạ một lớp crom mỏng nhằm tăng bao kín và gạt dầu

Xéc măng thứ 5 đợc chế tạo đặc biệt nhằm gạt dầu trên thành xi lanh

nắp thanh truyền trung tâm, 15

– thân thanh truyền trung tâm,

17,18 – xéc măng khí, 19 –

lò xo vòng, 21 – pít tông, a –

lỗ bù trừ sự giãn nở nhiệt và

giảm khối lợng

Thanh truyền là chi tiết

nối pít tông với trục khuỷu, nó

có tác dụng truyền lực tác dụng

từ pít tông xuống để làm quay

trục khuỷu và ngợc lại

Trong quá trình làm việc của động cơ, thanh truyền chịu tác dụng của hai lực:lực khí thể trong xi lanh, lực quán tính chuyển động của pít tông, lực quán tính củathanh truyền

Đầu nhỏ của thanh truyền đợc lắp với chốt pít tông và bị biến dạng dới tác dụngcủa các lực đầu to thanh truyền đợc lắp với cổ khuỷu, chịu tác dụng của các lực quántính cũng nh lực khí thể

Động cơ утд-20 sử dụng thanh truyền trung tâm và thanh truyền hình nạng.việc sử dụng kết cấu thanh truyền hình nạng trung tâm cải thiện đợc điều kiện chịulực của cổ khuỷu và cổ trục vì nó không gây nên mô men phụ Hai thanh truyền này

đều nằm trong cùng mặt phẳng vuông góc với trục khuỷu và đi qua đờng tâm cặp xilanh tơng ứng Thanh truyền hình nạng đợc lắp với cổ khuỷu thông qua bạc lót Bạc

đầu to thanh truyền hình nạng là một ống trụ rỗng bằng thép xẻ làm 2 nửa theo đờngsinh Bề mặt tiếp xúc với cổ khuỷu đợc tráng hai lớp hợp kim chống mòn, bề mặtngoài gia công thành bậc trụ.hai phía đầu đợc cố dịnh với thanh truyền hình nạng bởi

4 bu lông nh vậy nửa ống bạc dới đóng vai trò nắp đầu to thanh truyền hình nạng

Thân thanh truyền hình nạng và hai nửa ống bạc lắp với nhau bằng 4 bu lông 9

và đai ốc 10, các đai ốc này đợc hãm bằng chốt chẻ

Nửa trên và nửa dới thanh truyền trung tâm đợc lắp ghép bằng bu lông 16 và

đai ốc 20, để chống sự t tháo của đai ốc ngời ta dùng các chôt chẻ để đảm bảo quátrình tháo lắp đợc chính xác, tại bề mặt lắp ghép của hai nửa thanh truyền trung tâm

có xẻ các rãnh răng ca

Đầu nhỏ đợc lắp với chốt pít tông, phía trên có khoan lỗ để hứng dầu bôI trơncho chốt Bên trong lỗ đầu nhỏ có bạc lót bằng đồng nhằm hạn chế sự mài mòn

Ưu điểm: động học và động lực học của hai thanh truyền và pít tông hai hàng

xi lanh hoàn toàn giống nhau và không gây nên mô men phụ đặc biệt với kết cấu bạc

đầu to nh ở đông cơ утд-20 nên bề mặt cổ khuỷu mòn đều

Nhợc điểm: chế tạo phức tạp, độ cứng vững của thanh truyền hình nạng thấp,

dễ biến dạng

c Trục khuỷu:

Hình 5: Đầu trục khuỷu

1 – rãnh dẫn dầu bôi trơn cổ khuỷu,

định bánh đà, 7 – chốt định vị, 8 – bu lông, 9 – ổ bi, 10,11 – lò xo, 12 – vònggiữ, 13 – bánh đà.

Trục khuỷu là một trong những chi tiết quan trọng nhất, nó có cờng độ làm việccao, chế độ chịu lực phức tạp và giá thành cao nhất trong động cơ

Trong quá trình làm việc trục khuỷu chịu sự tác động của lực thể khí, lực quántính chuyển động tịnh tiến, lực quán tính chuyển động quay Những lực này có trị sốcực đại rất lớn và thay đổi theo chu kỳ nên tính chất va đập mạnh Các lực tác độngmạnh gây ra ứng suất xoắn, đồng thời cũng gây ra hiện tợng dao động dọc và dao

động xoắn làm cho động cơ rung động, mất cân bằng ngoài ra còn gây nên hiện tợngmại mòn lớn trên các cặp bề mặt ma sát của cổ khuỷu và cổ trục

Trên động cơ утд-20 sử dụng loại trục khuỷu liền, đợc rèn dập bằng thép hợpkim chất lợng cao Sau khi gia công, đợc tôi cao tần các bề mặt làm việc của cổ trục

Cổ trục thứ 2, 3, 4 có cùng đờng kính và đợc gia công chính xác để đóng vai tròvòng trong của ổ lăn vòng ngoài của ổ lăn đợc lồng vào ống lót, hạn chế dịch chuyểnnhờ hai vòng hãm

*Cổ khuỷu:

Trục có 3 khuỷu lệch nhau 1200 , các cổ khuỷu có đờng kính giống nhau, trên

cổ khuỷu có khoan lỗ 6 và ép ống đồng để dẫn dầu bôi trơn bạc lót đầu to thanhtruyền Trong cổ khuỷu có những lỗ khoan nghiêng để dẫn dầu bôi trơn Việc ép ống

Là một đoạn hình trụ liền với cổ trục thứ 4 và có đờng kính nhỏ hơn đờng kính

cổ trục đó, đợc lắp bánh đà và bánh răng 7 để dẫn động hệ thống truyền động của

động cơ Để chống rò dầu bôi trơn, phần đuôi trục khuỷu đợc làm kín bằng gioăngbao kín 3 Bánh đà đợc định vị với trục khuỷu bằng các chốt định vị 10 và các bu lông9

d Bánh đà:

Bánh đà trong động cơ có công dụng chủ yếu là bảo đảm cho tốc độ quay củatrục khuỷu đợc đồng đều Do mô men chính của động cơ biến thiện theo góc quay củatrục khuỷu nên tốc độ của trục khuỷu trong thực tế không phải là hằng số, nghĩa làtrục khuỷu quay có gia tốc, hiện tợng này gây nên các tải trọng phụ có tính va đậptrong các cơ cấu của động cơ Để giảm tác hại ấy của động cơ phải có bánh đà, trongquá trình làm việc bánh đà tích trữ năng lợng thiếu hụt để bù hao cho thành phần tiêuhao công, khiến cho trục khuỷu quay đều hơn, đảm bảo dễ dàng khởi động cũng nhkhởi động xe từ vị trí đứng yên trên bánh đà có ghi các chỉ dẫn: chiều quay của độngcơ, góc phun sớm nhiên liệu… để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình kiểm tra sửachữa.

Cơ cấu phối khí ding để thực

hiện quá trình trao đổi khí: dùng để thải

sạch sản vất cháy ra khỏi buồng cháy

và nạp đầy nhiên liệu mới vào xi lanh

thông qua các cửa thải và cửa nạp và

đảm bảo việc đóng kín, phân phối kịp

thời, đều đặn cho các động cơ làm

cam, 7 – đế xu páp, 8 – vỏ bảo vệ nắp máy, 9 – bu lông gối đỡ,10 – nửa dới gối

đỡ

Trên động cơ утд-20 dùng cơ cấu phối khí kiểu xu páp treo Loại cơ cấu phốikhí này đợc sử dụng rộng rãi trong động cơ bốn kỳ vì có một vài u điểm sau: Buồngcháy rất gọn, diện tích mặt truyền nhiệt nhỏ tuy nhiên cũng có một vài nhợc điểm sau:việc dẫn động xu páp phức tạp, làm tăng chiều cao động cơ, kết cấu máy phức tạp,khó đúc, nhiều chi tiết

2.3.1 Trục cam:

Trục cam có nhiệm vụ đóng mở xu páp theo quy luật nhất định Trục cam bịmòn chủ yếu ở bề mặt: cổ trục và cổ khuỷu, mặt cam Do điều kiện làm việc và đặctính của nó nên trục cam đợc chế tạo bằng thép các bon, cổ trục cam và các vấu cam

đợc tôi cứng

Hình 9: Trục cam

1 – gối đỡ trục cam, 2 –

trục cam thải, 3 – trục

1 – nút ren của trục cam,

2 – ổ đỡ chặn,

a - đờng dẫn dầu đến giữa đuôi xu páp

b - đờng dầu dẫn đến trục cam

2.3.2 Lò xo xu páp:

Lò xo xu páp dùng để đóng kín xu páp trên đế xu páp, đảm bảo cho xu pápchuyển động theo đúng quy luật chuyển đông của cam, do đó trong quá trình mở xupáp không có hiện tợng va đập trên bề mặt cam

Lò xo xu páp làm việc trong điều kiện tải trọng thay đổi đột ngột nên vật liệuchế tạo là dây thép lò xo hình tròn, đờng kính hai lò xo khác nhau, sau khi cuốn đợctôi ram để tăng độ cứng nh mong muốn

Xu páp đợc lắp hai lò xo xoắn hình trụ lồng vào nhau Tiết diện dây hình tròn

có đờng kính khác nhau và việc dùng nh vậy có một số u nhợc điểm sau:

- ứng suất xoắn trên từng lò xo nhỏ hơn khi dùng một lò xo vì vậy ít gãy hơn

- tránh đợc sự cộng hởng dao động

- Khi gãy một lò xo thì lò xo còn lại vẫn làm việc trong một thời gian ngắn

Hình 11: cụm xu páp

1 – bu lông điều chỉnh, 2 - đĩa lò xo, 3 – lò xo

xoắn hình trụ, 4 – lò xo xoắn hình trụ, 5 – thân

xu páp

Dới sức nén của lò xo sẽ ép các răng của đĩa

lò xo 2 với răng của bu lông điều chỉnh 1, nh vậy

sẽ hạn chế đợc sự xoay tơng đối của đĩa lò xo xu

páp và khe hở nhiệt xu páp không thay đổi bởi hiện

gang hợp kim và có dạng hình ống, mặt trong là bề

mặt làm việc chính của ống dẫn hớng cho thân xu

páp Mặt trụ ngoài đợc ép căng vào nắp máy Để

chống dịch chuyển của ống dẫn hớng xu páp ngời

ta chế tạo mặt trụ có thành vai tỳ sát vào mặt phẳng

phía trên của nắp máy

xu páp thải thờng bi quá nóng và chịu ăn mờn nhiệt rất nhiều do trong nhiên liệu có luhuỳnh.

Do điều kiện làm việc nh trên nên xu páp đợc chế tạo từ thép hợp kim chịunhiệt và đợc tôi cứng Đặc biệt là bề mạt nấm đợc phủ một lớp hợp kim tốt

Nấm xu páp: mặt làm việc quan trọng là mặt côn với góc vát α = 450, mặt này

đợc gia công chính xác để rà khít với mặt côn trong của đế xu páp Mặt đầu của nấm

2.3.6 Đĩa lò xo xu páp:

Đĩa lũ xo dập từ lỏ thộp, bề mặt trờn cú răng hướng kinh, bề mặt trụ ngoài cúcỏc lỗ lắp kỡm để nộn lũ xo khi điều chỉnh, ngoài ra cũn cú một rónh để lắp với vấucủa lũ xo lớn Bề mặt trụ trong cú 3 mặt vỏt nhằm chống sự xoay tương đối giữa đĩavới than xu pỏp nhưng vẫn cho phộp sự dịch chuyển dọc trục tương chỳng

2.4 Cơ c u truy n ấu truyền ền đ ng ộng.

Cơ cấu truyền động dung bánh răng để truyền mô men xoắn từ trục khuỷu tớitrục cam của cơ cấu phối khí và đến tất cả các cụm khác trên động cơ như: bơm nước,bơm dầu, bơm cao áp, máy phát điện ….

Tất cả các bánh răng của cơ cấu đều là bánh rang thẳng, được chế tạo từ thếphợp kim và được tôi cúng bề mặt bằng dòng điện cao tần Các bánh răng được lắptrên các trục Các trục này được lắp trên các ổ đỡ có vòng đệm điều chỉnh để đảm bảo

sự ăn khớp trong của bộ truyền và độ tin cậy làm việc của chúng

Cơ cấu truyền động ( Hình 13 ) bao gồm các bộ phận sau:

-Bánh răng Z48(bánh răng trục khuỷu) lắp ở phía đuôi trục khuỷu sát với bánh

đà, có nhiệm vụ truyền mô men xoắn từ trục khuỷu đến cặp bánh răng trung gian củacác cụm trên động cơ

- Bánh răng Z48 trên trục cân bằng được đặt phía trong hộp trục khuỷu Bánhrăng này ăn khớp với bánh răng trên trục khuỷu, làm quay trục đối trọng, cân bằng

mô men lực quán tính

Hình 13: Sơ đồ cơ cấu bánh răng truyền động

- Bánh răng trung gian Z38 được bố trí về phía dưới, bên phải của các te, cónhiệm vụ dẫn đọng bơm dầu nhờn qua bánh răng Z40 trên trục bơm

- Bánh răng Z24 ăn khớp với bánh răng Z62 để dẫn động cụm máy ăn khớpvới xy lanh bên phải động cơ

- Bánh răng Z62 ăn khớp với bánh răng Z48 Trục trung gian ở phía bên tráiđọng cơ Trên trục của bánh răng Z22 ăn khớp với bánh răng Z54 để dẫn động bánhrăng Z22 của trục cam nạp

- Bánh răng Z62 ăn khớp với bánh răng Z48 dẫn đọng BCA Bánh răng Z48 ănkhớp với X62 để dẫn động đến bánh răng Z48 của đồng hồ đo tốc độ.

- Bánh răng Z22 lắp trên trục của bánh Z48 và ăn khớp với bánh răng Z54 trêntrục trung gian, dẫn động Z22 của trục cam nạp và cam thải của khối xy lanh bênphải

2.5 HÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu:

- Thùng nhiên liệu: Số lượng thùng:

01 thùng chính; 02 thùng phụ

- Bầu lọc tinh nhiên liệu:

Số lượng 01 chiếc; Kiểu ruột lọc,

phớt độn sợi tông hợp

-Bầu lọc thô nhiên liệu: Số lượng : 01

- Bơm nhiên liệu thấp áp:

Kiểu bơm pít tông – lò xonens, bố trí thành một khối cùng với bơm cao áp.-Bơm nhiên liệu cao áp: Cụm 6 phân bơm, bố trí thành 2 dãy nằm ngang đốixứng qua trục cam

Bộ điều tốc: Kiểu ly tâm, tác đọng trực tiếp, đa

chế độ Có bộ tự động điều chỉnh góc phun sớm nhiên

liệu

-Vòi phun:

Số lượng: 06 chiếc, kiểu kín với ống lọc có khe

lọc, áp suất bắt đầu năng kim phun 250 -300 kG/cm2,

góc phun sớm nhiên liệu : 240 – 270 trước ĐCT ở cuối

+ Dung tích dầu bôi trơn toàn bộ trong hệ thống : 58 lít

- Loại dàu thường dung : МТ-16П-ГОСТ6306-59

- Bầu lọc dầu nhờn: 01 chiếc, kiểu tổ hợp gồm bầu lọc thô dung lưới và bầu lọctinh kiểu lọc ly tâm.

- Kết làm mát dầu nhờn: 01 chiếc, kiểu cánh, ống tản nhiệt

- Bơm dầu nhờn:

+ Số lượng: 01 chiếc, ký hiệu МЗН-3, kiểu bơm bánh răng, 2 phân bơm, 1phân bơm hút, 1 phân bơm đẩy

+Áp suất dầu ở cửa ra: 1,05 MPa

+ Lưu lượng dầu: 3000 lít/giờ ở 2500 v/ph

+ Nhiệt độ dầu: 90 0C

- Áp suất dầu bôi trơn trong đường dầu chính:

+ Trước bầu lọc :1,05 MPa

+Sau bầu lọc úng với tần số quay nhỏ nhất không tải: 0,2 MPa

- Nhiệt độ dầu bôi trơn khi ra khỏi động cơ:

xy lanh, thành xy lanh Nhiệt lượng truyền ra ngoai chiếm khoảng 25 – 35% tổngnhiệt lượng của khí cháy tỏa ra trong xy lanh

Các chi tiết tiếp xúc với khí cháy bị đốt nóng một cách mãnh liệt Nếu khôngđược làm mát thì nhiệt độ ở đỉnh pít tông có thể lên đến 500 – 600 0C, nhiệt độ nấm

xu páp có thể lên đến 800 – 900 0C và nhiệt độ các chi tiết khác rất lớn Nhiệt độ cao

sẽ gây ra các tác hại:

+ Sức bền, độ cứng, tuổi thọ của các chi tiết đều giảm

+ Độ nhớt của dầu bôi trơn giảm làm giảm tính năng bôi trơn, tăng tổn thất masát, tăng độ mài mòn …

+ Hiện tượng giãn nở nhiệt gây bó kẹt pít tông, xy lanh

+ Giảm hệ số nạp, giảm công suất của động cơ

Tuy vậy nếu động cơ được làm mát quá nhiều, nhiệt độ các chi tiết quá thấp thìcũng không tốt, khi đó động cơ quá nguội sẽ gây tổn thất nhiệt lớn, nhiệt lượng dung

để sinh công cơ học giảm, hieuj suất nhiệt của động cơ thấp, độ nhơt của đàu bôi trơntăng lên sẽ tăng tổn thất cơ khí vá ma sát Khi nhiệt độ ở thành xy lanh quá thấp nhiênliệu có thể sẽ ngưng tụ trên mặt gương xy lanh làm cho màng dầu bôi trơn bị nhiênliệu rửa sạch làm tăng ma sát, hơi nước ngưng tụ ở thành xy lanh làm tăng sự màimòn.Hệ thống làm mát của động cơ УТД-20 được tính toán để động cơ vẫn hoạtđộng được khi nhiệt độ môi chất làm mát lên tới 120 0C Hệ thống làm mát trên động

cơ là hệ thống làm mát dung chất lỏng kiểu kín, tuần hoàn cưỡng bức Nhiệt độ làmmát khi động cơ làm việc lớn nhất cho phép là 125 0C trong một thời gian ngắn

Hệ thống làm mát động cơ УТД-20 có những ưu nhược điểm sau:

 Ưu điểm

+ Hiệu suất làm mát cao

+ Giảm được lượng tiêu hao nước làm mát nên rút ngắn được kích thước chung của

1-Trục bơm; 2- Cửa ra; 3- Cánh

quạt; 4,7- Vòng đệm; 5- Thân bơm;

8- Vòng phớt; 9- Vòng cao su;

10-Vòng bít; 11- Phớt chắn dầu;

12,15-Vòng đệm; 13- 12,15-Vòng bi; 14- Ống

then hoa; 16- Đai ốc hãm; 17- Vòng khóa; 18- Gu dông; 19- Lò xo; 20- Gioăng; Van xả.

21-Bơm nước kiểu ly tâm lắp ở phía trên bên phải các te, được cố định với mạtbích của bơm dầu nhờn bằng 4 gu dông Vỏ bơm được chế tạo bằng hợp kim nhômđúc Trục bơm 1 được lắp trên 2 ổ bi cầu 13, ống then hoa 24 lắp trên mặt đầu trục cónhiệm vụ truyền mô men xoắn từ trụ khuỷu tới bơm qua cặp bánh răng

Đầu trục còn lại được lắp cánh bơm 5 Bộ phận làm kín trục bơm gồm: Đĩa làmkín với vòng kim loại gốm, vòng làm kín bằng graphít, vòng cao su 9 được ép chặtbởi lò xo Phía đối diện được làm kín bằng vóng zích zắc và chắn dầu Hai lỗ δ dung

đẻ kiểm tra sự kín khít của bộ phận làm kín cho bơm Lỗ a dung để tháo lắp các đệm

về phía cánh bơm cho thuận tiện

Nước làm mát được hút vào bơm từ két làm mát và được đẩy tới các vị trí làmmát

2.7.2 Kết nước.

Két nước lắp phía dưới két dầu và được cố định bởi các bu long, đai ốc

Két nước gồm một khối các đường ống bằng đồng thau, các cánh tản nhiệtđược lắp lồng vào các ống này Giữa các ống cánh tản nhiệt là hai khoang gom nước.Trên két nước có đường ống dẫn hơi nối với bình ngưng

2.7.3 Bình ngưng.

Dùng để bổ xung nước vào hệ thống làm mát, tích và ngưng hơi nước từ cáckhoang làm mát xy lanh, nắp máy, két nước, đòng thời đảm bảo cấp nước liên tục đểđiền đầy vào cửa của bơm nước

Bình ngưng được bố trí ở phía trên động cơ trên giá đỡ và cố định bằng các gudông Đáy bình có ống để nối với bơm nước, cạnh bên của bình ngưng có đặt vanthong hơi không khí Van hơi đảm bảo sự lưu thong khí cần thiết của hệ thống làmmát với môi trường bên ngoài, gồm có: Vỏ van, than van, lò xo, van hơi, van khôngkhí

Khi áp suất trong hệ thống làm mát tăng quá giới hạn cho phép (1,8-2,2kG/cm2) thì van hơi mở, hơi nước được thải ra ngoài, khi nhiệt độ quá thấp nước làmmát còn lại trong hệ thống sẽ làm giảm áp suất, tạo chân không trong bình ngưng (độchân không đạt đén giá trị 0,06 – 0,1 kG/cm2) thì van không khí mở, không khí bênngoài được nạp vào bình ngưng)