Hệ thống trao đổi khí và hệ thống nhiên liệu của động cơ 3SM

động cơ 3SM là dạng động cơ của hãng Yanmar

A ĐỐI TƯỢNG - PHẠM VI - MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

1 Đối tượng nghiên cứu : Động cơ 3SM tại phòng thực hành Bộ Môn Động

Lực – Khoa Cơ Khí

2 Phạm vi nghiên cứu : Hệ thống Trao đổi khí và hệ thống Nhiên liệu cua

động cơ 3SM

3.Mục tiêu nghiên cứu : vận dụng kiến thức đã học để giải quyết, sửa chửa

một số hư hỏng cua hệ thống Trao đổi khí và hệ thống Nhiên liệu cua động cơ 3SM đang đặt tại Bộ Môn Động Lực

B NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Chương I : Giới thiệu động cơ 3SM

Chương II : Khảo sát lập phương án sửa chửa, phục hồi hệ thống trao đổi khí,

hệ thống nhiên liệu của động cơ 3SM

Chương III : Kiểm tra đánh giá tình trạng kĩ thuật của động cơ sau khi sửa

chửa

C KẾT LUẬN

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 2

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ 3SM

1.1 GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ 3SM TẠI PHÒNG THỰC HÀNH BỘ MÔN ĐỘNG LỰC

a Giới thiệu chung :

Động cơ 3SM là loại động cơ của hãng YANMAR Được sản xuất và sử dụng chủ yếu ở cuối thập niên 60 đầu thập niên 70 Hiện nay còn rất ít nơi còn sử dụng động

cơ này Từ Bắc tới Nam , chỉ có khu vực miền Trung còn một số ngư dân sử dụng động

cơ này, ở những khu vực mà nghề đánh bắt cá phát triển mạnh với những đội tàu lớn như Thành Phố Hồ Chí Minh , Vũng Tàu , và khu vực miền Tây Nam Bộ hầu như không còn

sử dụng động cơ này nửa

Cũng như những động cơ khác, động cơ 3SM cũng có những hệ thống tương tự như : Hệ thống trao đổi khí, Hệ thống nhiên liệu, Hệ thống bôi trơn, Hệ thống làm mát Tuy nhiên, vì đây là một động cơ cũ, hiện nay ít còn được sử dụng, nên để tìm hiểu rõ hơn ta

sẽ đi cụ thể hơn vào các chi tiết trong các hệ thống

b.Các chi tiết và hệ thống của động cơ 3SM :

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 4

A.KHỐI XILANH ( CẠNH BƠM CAO ÁP ):

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 6

KHỐI XILANH ( CẠNH ĐƯỜNG ỐNG XẢ ) (tt)

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 8 KHỐI XILANH ( CẠNH BƠM CAO ÁP )(tt)

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 10 B.KHỐI XILANH (CẠNH ĐƯỜNG ỐNG THẢI) :

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 12

ĐẦU XILANH (tt)

29 Cò của xupáp hút ( với bạc )

30 Cò của xupáp xả ( với bạc )

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 14

D.CỬA HÚT VÀ ĐƯỜNG ỐNG THOÁT

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 16

E.TRỤC CAM

3 Then dẫn hướng (then lăng trụ) 7x40

6 truyền động bánh răng của tốc kế góc

30 miếng ngăn (B) (chi tiết đệm)

12 Đai ốc của trục cam (phía bánh đà)

14 Bulông điều chỉnh của bạc trục cam

15 đệm kín của bulông điều chỉnh

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 18

F Ổ CHÍNH VÀ TRỤC KHUỶU

1 Giá đỡ của ổ chính (phía bánh đà)

3 Giá đỡ của ổ chính (chính giữa)

5 Giá đỡ của ổ chính (phía bánh răng)

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 20

G.PISTON VÀ THANH TRUYỀN

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 22

H.HỆ THỐNG DẦU ( NHIÊN LIỆU )

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 24

SỐ THỨ TỰ TÊN CHI TIẾT

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 26

K.BƠM NƯỚC LÀM MÁT

25 ống vào và ra của nước làm mát

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 28

L.BƠM CAO ÁP

8 Thanh răng điều khiển nhiên liệu

15 Lò xo của van phân phối nhiên liệu

16 Giá đỡ lò xo của van phân phối

17 đệm của giá đỡ lò xo van phân phối

18 trục điều chỉnh của thanh răng điều khiển nhiên liệu

20 Vòng điều khiển phun nhiên liệu

21 tấm đệm điều khiển phun nhiên liệu

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 30

M.VAN CAO ÁP

2 Vòi phun và hộp chứa vòi phun

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 32

14 ống dẫn dầu (cạnh van nhiên liệu)

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 34

O.THIẾT BỊ ĐIỀU CHỈNH (ĐIỀU KHIỂN)

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 36

55 Chi tiết nối (A) (cạnh bơm nhiên liệu)

56 Chi tiết nối (B) (cạnh bơm nhiên liệu)

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 38 P.THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA ( KIỂU DÂY)

1 hộp điều khiển (gần bộ điều chỉnh)

14 Đòn bẩy cho cáp thép điều chỉnh

15 trục của khớp nối tay điều khiển

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 40 Q.THIẾT BỊ KHỞI ĐỘNG ĐIỆN

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 42 R.HỆ THỐNG DẦU THUỶ LỰC

1 vỏ phía sau , van chuyển đổi

8 Lò xo của vít tay điều khiển

10 miếng (tròn) đệm của tay cầm điều khiển (A)

11 miếng (tròn) đệm của tay cầm điều khiển (B)

20 phần tử của lọc dầu thuỷ lực

37 ống dầu thuỷ lực (từ xilanh đến bơm)

SỐ THỨ TỰ TÊN CHI TIẾT

42 ống dầu thuỷ lực (từ bơm đến lọc)

46 ống dầu thuỷ lực (từ lọc đến van phân phối)

55 Bánh răng truyền động của dầu thuỷ lực

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 44

S.HỘP SỐ ĐẢO CHIỀU GIẢM

1 hộp số đảo chiều giảm (trên)

2 hộp số đảo chiều giảm (dưới)

3 đệm kín của hộp số đảo chiều giảm

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 46

T ĐĨA MA SÁT VÀ VỎ NGOÀI

8 Bulông của ống dẫn dầu thuỷ lực

9 chốt song song của ống dẫn dầu thuỷ lực (A)

10 chốt song song của ống dẫn dầu thuỷ lực (B)

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 48

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 50

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 52

X.TRỤC BÁNH RĂNG KHÔNG TẢI

2 Bánh răng không tải cho sự giảm nhỏ

3 đệm của trục bánh răng không tải

10 ống dẫn dầu (từ vỏ sau đến trục bánh răng không tải)

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 54

CHƯƠNG II :

KHẢO SÁT , LẬP PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA , PHỤC HỒI HỆ THỐNG TRAO

ĐỔI KHÍ , HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ 3SM

Tương tự đối với xupáp xả

Vào lúc cam không đội con đội, đũa đẩy ngừng tác động vào đòn gánh, đầu đòn gánh không còn đè vào xupáp, lò xo xupáp đẩy xupáp đậy lại vị trí cũ

2.1.1.2 THÁO KIỂM TRA VÀ NHẬN XÉT HIỆN TRẠNG HƯ HỎNG CỦA HỆ

THỐNG :

Những hao mòn hư hỏng thường gặp ở hệ thống phân phối khí: do ma sát trực tiếp khi làm việc, bề mặt làm việc của các bánh răng, quả đào, con lăn, con đội, đủa đẩy, đầu đòn gánh, đuôi xupáp…bị mòn Sự mòn này làm giảm lượng khí nạp, tăng lượng khí sót Đặc biệt, khi mặt tựa xupáp bị mòn, rỗ, vênh, …làm mất sự kín sát của mối ghép thì

áp suất cuối kì nén sẽ giảm hẳn, máy khó khởi động

Trong thực tế, sau khi xem xét và khảo sát động cơ 3SM đang có tại văn phòng

bộ môn, phát hiện nguyên nhân chính của sự hư hỏng hệ thống trao đổi khí là cặp cò chính giữa Động cơ này là động cơ cũ, đã trải qua thời gian dài sử dụng, nên cặp cò chính giữa có một cái đã bị gãy

Số lượng dầu cung cấp theo thời gian cung cấp, phải tạo ra sự cấp nhiệt tốt nhất cho chu trình làm việc của máy Nghĩa là : không quá nhiều ở giai đoạn trước điểm chết trên để mức độ tăng áp trong giai đoạn cháy đẳng tích không quá cao để máy làm việc không bị “cứng “ Cũng không để quá nhiều ở giai đoạn sau, để máy không bị giảm hiệu suất nhiều và không bị quá nóng

Khi bắt đầu khởi động động cơ, động cơ hoạt động, bơm cung cấp hút dầu từ bình chứa dầu, qua lọc thô, tiếp tục đưa tới bình lọc tinh, rồi sau đó được đưa tới bơm cao

áp Tại đây, dầu đốt được tăng áp và đưa tới vòi phun để phun vào buồng đốt của động

cơ Các hạt dầu nhỏ được phân bố đều trong buồng đốt có nhiệt độ cao thì bay hơi và hoà trộn với không khí tạo ra hỗn hợp đốt, tự bốc cháy Lúc khởi động : vì động cơ chưa thể truyền động cho các bơm, ta có thể dùng bơm tay để đưa dầu đến bình lọc tinh, đồng thời

xả khí từ trong hệ thống ra

Khi lượng cung cấp tới bơm cao áp vượt quá lượng cung cấp từ bơm tới vòi phun thì dầu dư theo ống dầu dư trở về cửa hút của bơm Đường ống dầu dư này cũng dự phòng khi bơm không hoạt động hoặc bình lọc tinh bị tắc, hoặc lưu lượng lọc quá thấp không cung cấp đủ yêu cầu cho bơm cao áp, thì bơm cao áp tự hút dầu từ lọc sơ qua nó

Tay điều khiển cho phép người điều khiển động cơ xác định lượng cung cấp dầu đốt vào máy, tức xác định tốc độ làm việc của máy Máy tự động điều chỉnh tốc độ quay

sẽ tự động tăng, giảm lượng cung cấp của bơm cao áp vào máy để giữ cho tốc độ động cơ đúng như tốc độ tay điều khiển đã quy định, cho dù tải động cơ thay đổi thế nào cũng vậy

Áp kế chỉ rõ áp suất dầu trước bơm cao áp

2.1.2.2 THÁO KIỂM TRA VÀ NHẬN XÉT HIỆN TRẠNG HƯ HỎNG CỦA HỆ

THỐNG :

Sau khi tháo và kiểm tra các phần tử của hệ thống ta nhận thấy hư hỏng nằm ở bơm cao áp Chính bơm cao áp không còn hoạt động tốt như lúc đầu nên áp suất dầu không được đảm bảo theo yêu cầu, dẫn tới hiện tượng dầu không được phun sương, khi phun bị nhỏ giọt, động cơ khó nổ, hoạt động rất kém

Nguyên nhân chính của hiện tượng trên là cặp piston – xilanh của bơm cao áp

bị mòn, khe hở của cặp này quá lớn so với yêu cầu, không đảm bảo kín khít, nên khi bơm hoạt động áp suất bơm không đủ

2.2 LẬP PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA:

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 56

2.2.1 SỬA CHỮA HỆ THỐNG TRAO ĐỔI KHÍ :

Như đã nói ở trên, hư hỏng của hệ thống trao đổi khí chính là cặp cò chính giữa, trong quá trình sử dụng lau ngày, cặp cò này bị gãy Đã hàn lại vết gãy, nhưng sau khi hàn vẫn không khôi phục được kích thước cò như ban đầu, hệ thống vẫn không hoạt động được

Tiếp tục sử dụng giải pháp thứ hai : thay mới Nhưng vấp phải một vấn đề nan giải nữa là : máy 3SM này là loại máy cũ, hiện nay không còn sản xuất và cũng còn rất ít người sử dụng, nên việc mua phu tùng thay thế là rất khó

Thử giải pháp thứ ba : tìm phụ tùng cũ thay thế Và cuối cùng cũng tìm được, dưới đây là hình cặp cò sau khi thay thế

2.2.2 SỬA CHỮA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU :

Để thước nhiên liệu ở mức cung cấp lớn nhất, dùng bơm tay (hoặc bơm cung cấp) bơm nhiên liệu lên nhánh cao áp (mở ống nối ra xem) ta có thể biết được mức độ kín sát của van triệt hồi (mức độ mòn, méo) Nếu thấy mức độ hao mòn của piston-xilanh và của van một chiều còn nằm trong giới hạn cho phép, ta có thể điều chỉnh lại hành trình của thước nhiên liệu, nhằm tăng thêm hành trình có ích của piston ở mọi chế độ làm việc của máy Khi tăng như vậy, thời điểm bắt đầu cung cấp cũng sẽ sớm lên và kết thúc sẽ muộn đi chút ít, đương nhiên, lượng cung cấp sẽ tăng thêm

Sau khi điều chỉnh lượng cung cấp, ta tiến hành kiểm tra, điều chỉnh thời điểm cung cấp Dấu xác định thời điểm bắt đầu cung cấp nhiên liệu của xilanh thứ nhất thường đánh trên trục cam nhiên liệu và vỏ bơm hoặc trên bánh đà và vỏ máy Từ dấu này, theo thứ tự sinh công của máy và góc làm việc giữa các xilanh ta có thể kiểm tra, điều chỉnh ở các xilanh còn lại

Thông thường, do mòn, thời điểm bắt đầu cung cấp muộn đi Biện pháp điều chỉnh nhằm tăng lượng cung cấp đã nói ở phần trên cũng đã làm cho thời điểm sớm lên Song tốt nhất là xoay quả đào nhiên liệu cùng với chiều quay của nó một lượng tương ứng với khoảng muộn

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 58

Tăng chiều dài con đội (bằng bulông điều chỉnh) không phải là biện pháp thật tốt nhưng thực tế thường làm vì nó đơn giản Song không vượt quá giới hạn cho phép (thường có dấu trên vỏ bơm và trên mặt dẫn hướng của con đội)

Tuy nhiên, tất cả các biện pháp đều không thể áp dụng được vì hao mòn đã vượt quá giới hạn cho phép Phương pháp tối ưu nhất trong lúc này là khôi phục tính chất của cặp này bằng phương pháp mạ crom và mài rà tinh Quá trình khôi phục cặp piston-xilanh gồm các bước sau : Mài rà sơ, mạ crom, mài rà tinh theo kích thước xilanh đã mài tinh

Do điều kiện ở xưởng cơ khí chưa thể trang bị các thiết bị này nên công đoạn khôi phục bơm cao áp bằng cách mạ crom phải mang ra cơ sở gia công chuyên nghiệp

CHƯƠNG III :

KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG KĨ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ

SAU KHI SỬA CHỮA

Hiện nay, về cơ bản thì hai hệ thống Trao đổi khí và Nhiên liệu đã được khắc phục các hư hỏng, trên lí thuyết thì hai hệ thống này đã có thể hoạt động được Tuy nhiên, trên thực tế động cơ này vẫn chưa thể hoạt động được vì vẫn còn một vài hư hỏng

ở các hệ thống khác : hệ thống khởi động, hệ thống bôi trơn .Và đặc biệt là do ý thức còn kém của một số sinh viên đã được thưc tập trên máy, nên các bộ phận tháo rời ra và không lắp vào đúng vị trí, bulông đai ốc vứt lung tung

Đây là một loại động cơ nhỏ nên có lẽ chỉ cần một đợt thực tập của sinh viên khoá sau nữa thôi là động cơ này có thể hoạt động tốt Và đề nghị sinh viên chúng ta nên

có ý thức giữ gìn, chú ý bảo quản trang thiết bị của bộ môn để sinh viên khoá sau thực tập và giúp bộ môn ngày càng mạnh hơn

Chuyªn §Ò Tèt NghiÖp Trang 60