Nhiệm vụ đề án môn học động cơ đốt trong

Tài liệu tham khảo Nhiệm vụ đề án môn học động cơ đốt trong

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 Lớp : XT 42 NỘI DUNG 1. Tên đồ án: 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. 2. Các số liệu ban đầu: S/D = 150/150 mm, ɛ = 16,5, Me max = 980 N.m, n Mmax = 1600 vòng/phút, t o = 15 o C. 3. Nội dung bản thuyết minh: - Phân tích đặc điểm kết cấu động cơ; - Tính toán chu trình công tác động cơ; - Tính toán động lực học; 4. Bản vẽ: - Bản vẽ mặt cắt ngang động cơ (khổ A0); - Bản vẽ đồ thị động lực học (Khổ A0). Ngày giao: 07/09/2010 Ngày hoàn thành: 31/12/2010 Chủ nhiệm bộ môn Cán bộ hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên, học hàm, học vị) Đại tá, PGS-TS Đào Trọng Thắng Đại úy,TS Nguyễn Trung Kiên 1 Mục Lục Phần I: Giới thiệu chung về động cơ -20 .Trang 3 1.Giới thiệu chung về động cơ -20 .Trang 3 Phần II: Phân tích đặc điểm kết cấu của những cơ cấu, cụm cơ cấu và hệ thống của động cơ -20 . Trang 7 2.1. Giới thiệu chung về động cơ -20 Trang 7 2.2. Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền Trang 8 2.2.1. Nhóm chi tiết cố định.Trang 9 2.2.2. Nhóm chi tiết chuyển độngTrang 11 2.3. Cơ cấu phối khí.Trang 17 2.3.1. Trục camTrang 18 2.3.2. Lò xo xu páp Trang 19 2.3.3. ống dẫn hướng xu páp . Trang 19 2.3.4. Xu páp . Trang 20 2.3.5. xu pỏp Trang 20 2.3.6. a lò xo xu páp Trang 20 2.4. C cu truyn ng Trang 21 2.5. Hệ thống cung cấp nhiên liệu Trang 22 2.6 H thng bụi trn Trang 22 2.7. H thng lm mỏt. Trang 23 2.7.1. Bm nc. Trang 24 2.7.2. Kt nc Trang 25 2.7.3. Bỡnh ngng Trang 25 2.7.4. Van x nc Trang 26 2.8. H thng khi ng. Trang 26 2 Phần III: tính toán chu trình công tác Trang 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 thước 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 đường đặc tính. Trang 41 4.2. Dựng đồ thị P k : Dùng phương pháp vòng tròn Brích dựng đồ thị P k . Trang 43 V. quy dẫn khối lượng chuyển động. Trang 43 5.1. Khối lượng chuyển động tịnh tiến m j . Trang 43 5.2. Lực quán tính và tổng lực, lực tiếp tuyến và pháp tuyến . Trang 43 3 PHN I GII THIU CHUNG V NG C -20 1. Giới thiệu chung về động cơ -20: Xe -1 là loại xe bọc thép chiến đấu chở bộ binh do Liên Xô cũ sản xuất. Xe được trang bị cho quân đội Liên Xô và cuối những năm 1970 được trang bị cho quân đội ta. Động cơ -20 được đăt trên xe chiến đấu bộ binh -1 và -2. Động cơ đó được bố trí ở phía mũi xe nên thuận lợi cho việc bố trí cơ cấu điều khiển,rút ngắn được chiều dài của hệ thống truyền lực. Tuy việc bố trí này khó bảo vệ được động cơ trong chiến đấu nhưng bảo vệ được bộ binh đỡ bị sát thương. Động cơ -20 là loại động cơ 4 kỳ,cao tốc,buồng cháy thống nhất, không tăng áp, làm mát cưỡng bức bằng nước, có 6 xy lanh bố trí thành 2 dãy kiểu chữ V có góc nhị diện 120 o , bố trí rút gọn, mỗi dãy 3 xy lanh, nhờ vậy chiều dài và chiều cao động cơ được rút ngắn, tăng độ cứng vững, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng ổ lăn cho trục khuỷu. Các phân bơm cao áp của động cơ được bố trí thành 2 dãy nằm ngang, mỗi dãy gồm 3 phân bơm. Mỗi vấu cam của bơm cao áp lần lượt dẫn động cho cả 2 phân bơm thuộc 2 dãy, như vậy chiều dài trục cam được rút ngắn.Bơm được bố trí ở khoang giữa 2 xy lanh. Bên phải động cơ là máy phát điện, động cơ khởi động, đĩa phân phối khí nén. Động cơ -20 có lắp khớp tự điều chỉnh góc phun sớm nhiên liệu, đây là cơ cấu cho phép thay đổi góc phun sớm nhiên liệu phù hợp với các chế độ của động cơ, do đó quá trình cháy được hoàn thiện hơn, đảm bảo tăng được công suất, tăng tính tiết kiệm nhiên 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 -20 có lắp 2 hệ thống khởi động độc lập: đó là hệ thống khởi động bằng khí nén và hệ thống khởi động bằng điện, trong đó hệ thống khởi động bằng khí nén là chính. 4 Các thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ: STT Tên gọi Tính năng kỹ thuật Đơn vị Phần chung 1 Kiểu xe -1 Bọc thép,chạy bằng xích, Bơi nước 2 Trọng lượng chiến đấu 13ữ13,3 Tn 3 Kíp xe 03 Người 4 Bộ binh 08 Người 5 Công suất riêng 21,5ữ23,1 C.V/tấn 6 áp suất trung bình trên dải xích 0,602ữ0,614 KG/cm 2 Kích thước 7 Chiều dài xe 6735 mm 8 Chiều rộng xe 2940 mm 9 Chiều rộng đến mép xích 2850 mm 10 Chiều cao có kính quan sát 2068 mm 11 Chiều cao không có kính quan sát 1924 mm 12 Chiều rộng cơ sở 2550 mm 13 Chiều dài xích chạm đất 3600 mm 14 Khoảng sáng gầm xe 3700 mm 15 Vận tốc trung bình: Tốc độ lớn nhất: Trên cạn: Dưới nước: 40 65 7 Km/h Km/h Km/h Các thông số về khai thác 16 Khả năng vượt chướng ngại vật - Dốc đứng: - Vượt hào rộng: - Vượt tầng: - Góc xuống nước và lên bờ lớn nhất Khi xuống nước: Khi lên bờ: - Tốc độ dòng chảy lớn nhất khi bơi: 35 2,5 0,7 25ữ30 15 1,2 m m m/s Động cơ 17 Kiểu đông cơ -20 18 Loại động cơ Điesel 19 Bố trí xi lanh Kiểu chữ V 20 Số xy lanh 6 Chiếc 21 Góc nhị diện 120 độ 22 Thứ tự công tác 1T-1P-2T-2P-3T-3P 23 Đường kính xi lanh 150 mm 5 24 Hành trình pit tông 150 mm 25 Thể tích công tác của xy lanh 2,65 lớt 26 Tỷ số nén 16,5 27 Vận tốc trung bình của pítông 8 m/s 28 ống lót xy lanh Kiu t, ri 29 Chiều quay trục khuỷu Thuận chiều kim đồng Hồ(nhìn từ phía đầu động cơ vào ) 30 Công suất lớn nhất(ở 2600 v/ph) 300 ml 31 Moomen xoắn lớn nhất (ở 1500ữ1600 v/ph) 980 Nm 32 Tốc độ quay của trục khuỷu - ứng với công suất định mức: - ứng với moomen max: - lớn nhất khi không có phụ tải: - ổn định nhỏ nhất khi không có phụ tải: 2600 1500 1600 2850 600 800 v/ph 33 Suất tiêu hao nhiên liệu < 238 g/KWh 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: -20, 4749-49 ,20, 4749- 49 36 Dầu bôi trơn -16 37 Trọng lượng khô của động cơ 6655% Kg Kích thước động cơ: - Dài(kể cả trục trích công suất): - Dài(không kể trục trích công suất): - Rộng: - Cao: 791 748 1150 732 mm Cơ cấu phối khí 38 Xu páp nạp: - Số lượng: - Mở trước ĐCT: - Đóng sau ĐCD: 2 203 483 Chiếc Độ Độ 39 Xu páp thải: - Số lượng: - Mở trước ĐCT: - Đóng trước ĐCD: 2 483 203 Chiếc Độ Độ 40 Khe hở giữa lưng cam và bu lông điều chỉnh: 2,340,1 mm Hệ thống cung cấp nhiên liệu 41 Thùng nhiên liệu: 01(thùng chính) 02(thùng phụ) Chiếc Bầu lọc tinh nhiên liệu: 01 Kiểu:ruột lọc, phớt độn Sợi tổng hợp Chiếc 6 42 Bầu lọc thô nhiên liệu: 01 Chiếc 43 Bơm nhiên liệu thấp áp: 01 Kiểu:pít tông- lò xo nén, Bố trí thành một khối với bơm cao áp Chiếc 44 Bơm nhiên liệu cao áp: Cụm 6 phân bơm Kiểu: ly tâm,đa chế độ Chiếc 45 Vòi phun: 06 Kiểu: kín với ống lọc có Khe lọc. áp suất nâng kim phun: 2503 KG/cm 2 Chiếc Hệ thống bôi trơn: 46 Thùng dầu: - Số lượng: - Dung tích thing: - Dung tích dầu bôi trơn toàn bộ hệ thống: 01 48 58 Chiếc lít lít 47 Loại dầu thường dùng: -16 48 Bầu lọc dầu nhờn: 01 Kiểu tổ hợp gồm: bầu lọc thô kiểu lưới và bầu lọc tinh kiểu ly tâm Chiếc 49 Két làm mát dầu nhờn: 01 Kiểu cánh, ống tản Chiếc 50 Bơm dầu nhờn: - Số lượng: - áp suất dầu ở cửa ra: - Lưu lượng dầu: - Nhiệt độ dầu: 01, ký hiệu:- 1,05 3000 90 0 C Chiếc MPa l/h độ áp suất dầu bôi trơn trong đường ống chính: - Trước bầu lọc: - Sau bầu lọc ứng với tốc độ không tải: 1,05 0,2 MPa 51 Nhiệt độ dầu bôi trơn khi ra khỏi động cơ: - Nhỏ nhất: - Trung bình: - Cao nhất: 55 80 ữ 100 120 độ Hệ thống làm mát 52 Dung tích: 52 lít 53 Két làm mát kiểu: Kiểu ống, cánh tản nhiệt 7 54 Bơm nước: Kiểu ly tâm 55 Nhiệt độ chất làm mát ra khỏi động cơ: - Thấp nhất: - Trung bình: - Cao nhất: Nhiệt độ cho phép lớn nhất(không quá 10 phút) 55 80 ữ 100 120 125 độ Hệ thống khởi động 56 Hệ thống khởi động chính: hệ thống khí nén - Bình chứa khí nén: - Dung tích: 01 5 Chiếc lít 57 Hệ thống khởi động phụ: hệ thống khởi động điên: - Cường độ dòng: - Công suất: - Điện áp khởi động: 460 15 24 A KW V 8 PHN II: Phân tích đặc điểm kết cấu của những cơ cấu, cụm cơ cấu và hệ thống của động cơ -20 2.1. Giới thiệu chung về động cơ -20: Động cơ -20 là loại động cơ 4 kỳ,cao tốc,buồng cháy thống nhất, không tăng áp, làm mát cưỡng bức bằng nước, có 6 xy lanh bố trí thành 2 dãy kiểu chữ V có góc nhị diện 120 o , bố trí rút gọn, mỗi dãy 3 xy lanh, nhờ vậy chiều dài và chiều cao động cơ được rút ngắn, tăng độ cứng vững, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng ổ lăn cho trục khuỷu. Việc nghiên cứu động cơ cho ta thấy được những ưu điểm trong cách bố trí và kết cấu cụ thể của động cơ -20 từ đó có biện pháp khắc phục cho phù hợp với điều kiện sử dụng thực tế tại Việt Nam. Động cơ -20 gồm các hệ thống và cơ cấu chính sau: + Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền. + Cơ cấu phối khí. + Cơ cấu truyền động. + Cơ cấu cân bằng. + Hệ thống cung cấp nhiên liệu. + Hệ thống làm mát. + Hệ thống bôi trơn. + Hệ thống khởi động. + Hệ thống sấy nóng. *Trong phần sau đây là phần kết cấu của những cơ cấu và hệ thống chính của động cơ. 9 Hình 1: Động cơ 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 nước làm mát, 7- ống dẫn dầu, 8- thanh truyền trung 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 - đường 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 pít tông, 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 làm cho pít tông chuyển động tịnh tiến trong xy lanh và chuyển động này được biến thành chuyển động quay của trục khuỷu, từ đây công suất của động cơ được truyền ra ngoài. - Cơ cấu khủy trục thanh truyền còn có nhiệm vụ dẫn động các cơ cấu và hệ thống khác của động cơ như: cơ cấu phối khí, bơm nước, 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. [...]... Bánh đà: Bánh đà trong động cơ có công dụng chủ yếu là bảo đảm cho tốc độ quay của trục khuỷu được đồng đều Do mô men chính của động cơ biến thiện theo góc quay của trục khuỷu nên tốc độ của trục khuỷu trong thực tế không phải là hằng số, nghĩa là trục khuỷu quay có gia tốc, hiện tượng này gây nên các tải trọng phụ có tính va đập trong các cơ cấu của động cơ Để giảm tác hại ấy của động cơ phải có bánh... bánh răng dẫn động, 4 nắp đuôi trục, 5 ống làm kín, 6 bu lông cố định bánh đà, 7 chốt định vị, 8 bu lông, 9 ổ bi, 10,11 lò xo, 12 vòng giữ, 13 bánh đà Trục khuỷu là một trong những chi tiết quan trọng nhất, nó có cường độ làm việc cao, chế độ chịu lực phức tạp và giá thành cao 15 nhất trong động cơ Trong quá trình làm việc trục khuỷu chịu sự tác động của lực thể khí, lực quán tính chuyển động. .. lượng 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 thân máy phải bền, cứng, có cơ tính cao, nhẹ, chịu nhiệt và truyền nhiệt tốt Thân máy các te của động cơ -20 được đúc lion khối bằng hợp kim nhôm sau đó được gia công cơ khí Khối thân máy các te của động cơ này khác với các loại động cơ thường gặp ở chỗ: hộp trục khuỷu liền khối được đúc... cân bằng tĩnh và cân bằng động Trên bánh đà có lắp vành răng khởi động e trục trích công suất: trục trích công suất thay cho choc năng của đầu trục khuỷu nhằm trích một phần công suất của động cơ để dẫn động các cơ cấu như: bơm nước, máy nén khí trục trích công suất được lắp ở phía trước của động cơ, nó nhận mô men qua mối ghép then hoa bên trong lòng cổ trục thứ nhất Phía trong trục trích công suất... đóng kín, phân phối kịp thời, đều đặn cho các động cơ làm việc Hình 8: Cơ cấu phối khí và nắp máy 1 trục cam, 2 vấu cam, 3 vòng hãm, 4 xu páp, 5 lò xo, 6 nửa trên gối đỡ trục cam, 7 đế xu páp, 8 vỏ bảo vệ nắp máy, 9 bu lông gối đỡ,10 nửa dưới gối đỡ Trên động cơ 20 dùng cơ cấu phối khí kiểu xu páp treo Loại cơ cấu phối khí này được sử dụng rộng rãi trong động cơ bốn kỳ vì có một vài ưu điểm... chọn trong các phạm vi sau: Động cơ diesel bốn kỳ: Tr = 700900 0K; Tr = 840oK 29 14- Độ sấy nóng khí nạp T Động cơ diesel bốn kỳ không tăng áp T = 1025 0K; chọn T = 14oK 15- Chỉ số nén đa biến trung bình n1 Động cơ diesel: n1 = 1,341,39 (đến 1,41) Giá trị của n1 còn có thể xác định theo công thức kinh nghiệm của Pêtrốp n1 1,41 100 100 1,41 1,347 n 1600 Trong đó: n là của động cơ ở chế độ tính toán 16-... và ngược 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 của thanh truyền Đầu nhỏ của thanh truyền được lắp với chốt pít tông và bị biến dạng dưới tác dụng của các lực đầu to thanh truyền được lắp với cổ khuỷu, chịu tác dụng của các lực quán tính cũng như lực khí thể Động cơ -20 sử dụng... tịnh tiến, lực quán tính chuyển động quay Những lực này có trị số cực đại rất lớn và thay đổi theo chu kỳ nên tính chất va đập mạnh Các lực tác động mạnh gây ra ứng suất xoắn, đồng thời cũng gây ra hiện tượng dao động dọc và dao động xoắn làm cho động cơ rung động, mất cân bằng ngoài ra còn gây nên hiện tượng mại mòn lớn trên các cặp bề mặt ma sát của cổ khuỷu và cổ trục Trên động cơ -20 sử dụng loại... toàn khối rất cao Các te có nhiệm vụ bao kín các bộ phận chuyển động bên trong, đáy các te tạo thành nơi gom dầu bôi trơn của động cơ Kết cấu được gia cố bằng các gân tăng cứng và ngăn thành các vách, ngoài ra kết cấu này còn giảm được số lượng bề mặt lắp ghép nên đơn giản cho việc gia công, khối lượng nhỏ gọn, đỡ tốn vật liệu Động cơ được bố trí thành hai dãy, mỗi dãy cơ 3 xi lanh, góc nhị diện 1200... của động cơ phải có bánh đà, trong quá trình làm việc bánh đà tích trữ năng lượng thiếu hụt để bù hao cho thành phần tiêu hao công, khiến cho trục khuỷu quay đều hơn, đảm bảo dễ dàng khởi động cũng như khởi động xe từ vị trí đứng yên trên bánh đà có ghi các chỉ dẫn: chiều quay của động cơ, góc phun sớm nhiên liệu để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình kiểm tra sửa chữa Bánh đà được chế tạo bằng thép . 23 2. 7.1. Bm nc. Trang 24 2. 7 .2. Kt nc Trang 25 2. 7.3. Bỡnh ngng Trang 25 2. 7.4. Van x nc.. Trang 26 2. 8. H thng khi ng. Trang 26 . páp Trang 20 2. 4. C cu truyn ng...... Trang 21 2. 5. Hệ thống cung cấp nhiên liệu.... Trang 22 2. 6 H thng bụi trn.. Trang 22 2. 7. H thng