Bài giảng động cơ đốt trong

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT GIAO THƠNG BÀI GIẢNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG TS Phùng Minh Lộc ThS Nguyễn Thái Vũ (cập nhật) Lưu hành nội Nha Trang – Năm 2017 CHƯƠNG NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CẤU TẠO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG I-TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm, phân loại lịch sử phát triển Động đốt loại động sử dụng rộng rãi tất lĩnh vực: giao thơng vận tải (đường bộ, đường thuỷ, đường sắt, hàng khơng ), nơng nghiệp, xây dựng, cơng nghiệp, quốc phòng Tổng cơng suất chiếm khoảng 90% tồn cơng suất nguồn lượng tạo giới Căn vào vị trí đốt nhiên liệu, người ta phân chia động nhiệt thành hai: động đốt động đốt ngồi Ở động đốt trong, nhiên liệu đốt cháy bên khơng gian cơng tác động Ở động đốt ngồi, nhiên liệu đốt cháy lò đốt riêng biệt để cấp nhiệt cho mơi chất cơng tác (MCCT), sau MCTC dẫn vào khơng gian cơng tác động cơ, MCCT dãn nở để chuyển hóa nhiệt thành Theo cách phân loại loại động có tên thường gọi như: động xăng, động diesel, động piston quay, động piston tự do, động phản lực, tuabin khí… xếp vào nhóm động đốt Tuy nhiên theo quy ước, thuật ngữ “động đốt trong” (internal combustion Engine) thường dùng loại động có cấu truyền lực kiểu piston truyền - trục khuỷu, piston chuyển động tịnh tiến qua lại xylanh động Các loại động khác thường gọi tên riêng, ví dụ: động piston quay (rotary engine), động phản lực (jet engine), tuabin khí (gas tuabin) Động đốt phân loại theo tiêu chí khác bảng 1.1 Động đốt cháy tia lửa – loại động đốt hoạt động theo ngun lý: nhiên liệu đốt cháy tia lửa sinh từ nguồn nhiệt bên ngồi khơng gian cơng tác xylanh Có thể gặp kiểu động đốt cháy tia lửa với tên gọi khác như: động Otto, động carburetor, động phun xăng, động đốt cưỡng bức, động hình hành hỗn hợp cháy từ bên ngồi, động xăng, động gas v.v Nhiên liệu dùng cho động đốt cháy tia lửa thường nhiên liệu lỏng dễ bay như: xăng, cồn, benzol, khí hóa lỏng… Trong loại nhiên liệu kể nhiên liệu xăng sử dụng phổ biến từ thời kỳ đầu phát triển động Động diesel – loại động đốt hoạt động theo ngun lý: nhiên liệu tự đốt cháy phun vào buồng đốt chứa khí nén có áp suất nhiệt độ cao Động kỳ - loại động đốt có chu trình cơng tác hồn thành sau hành trình piston Động kỳ - loại động đốt có chu trình cơng tác hồn thành sau hành trình piston Tóm tắt lịch sử động đốt bao gồm kiện đáng ý sau: Những động đốt khơng có kỳ nén, hỗn hợp khơng khí/nhiên liệu thổi vào động đầu kỳ nạp Khác biệt chủ yếu động đại động ngun thủy thêm kỳ nén hỗn hợp xi lanh Bảng 1.1: Phân loại động đốt Tiêu chí Phân loại - Động chạy nhiên liệu lỏng dễ bay như: xăng, cồn, Loại nhiên benzol… liệu - Động chạy nhiên liệu lỏng khó bay như: gas oil, mazout… - Động chạy khí đốt - Động đốt cháy tia lửa Phương pháp đốt cháy - Động diesel - Động semidiesel - Động kỳ Cách thực CTCT - Động kỳ - Động khơng tăng áp Phương pháp nạp khí - Động tăng áp - Động hàng xylanh Đặc điểm kết cấu - Động Hình sao, Hình chữ V, W, H… - Động có hàng xylanh thẳng đứng, ngang, nghiêng - Động thấp tốc, trung tốc cao tốc Theo tính - Động cơng suất nhỏ, vừa lớn - Động cơ giới đường Theo cơng dụng - Động thủy - Động máy bay - Động tĩnh  1206: Al-Jazari giới thiệu cấu chuyển đổi chuyển động quay sang chuyển động tịnh tiến  1509: Leonardo da Vinci mơ tả động khơng có kỳ nén  1673: Christiaan Huygens thực động khơng có kỳ nén  17th century: Nhà phát minh người Anh Samuel Morland sử dụng thuốc súng để chạy bơm nước, phơi thai động đốt  1780: Alessandro Volta chế tạo súng điện đồ chơi tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp hydrogen khơng khí  1794: Robert Street chế tạo động khơng kỳ nén mà ngun lý hoạt động cử thống trị gần kỷ  1806: Kỹ sư người Thụy Sĩ François Isaac de Rivaz chế tạo động đốt chạy hỗn hợp hydrogen oxygen  1823: Samuel Brown cấp sáng chế động đốt dùng cơng nghiệp Đó động khơng kỳ nén mà Hardenberg gọi "chu trình Leonardo"  1824: Nhà vật lý người Pháp Sadi Carnot thiết lập lý thuyết nhiệt động học động nhiệt lý tưởng Lý thuyết cho thấy cần bổ sung kỳ nén để tăng mức chênh lệch nhiệt độ cao nhiệt độ thấp mơi chất cơng tác  1826: Samuel Morey người Mỹ cấp sáng chế động "ga hay hơi" khơng kỳ nén  1838: William Barnet người Anh cấp sáng chế động có kỳ nén xi lanh  1854: Hai người Ý Eugenio Barsanti Felice Matteucci cấp phát minh động đốt làm việc hiệu khơng đưa sản xuất  1856: Pietro Benini thực mẫu động Barsanti-Matteucci 5HP Sau thực tiếp động khác có cơng suất lớn với hay xi lanh sử dụng thay cho động nước  1860: Jean Joseph Etienne Lenoir (1822–1900) người Bỉ chế tạo động đốt chạy ga tương tự động nước nằm ngang tác động kép có xy lanh, piston, truyền, bánh đà gas thay cho nước Đây động có đốt sản xuất với số lượng lớn  1862: Nhà phát minh người Đức Nikolaus Otto thiết kế động khơng kỳ nén với piston tự tác động gián tiếp hiệu suất cao chiếm lĩnh phần lớn thị trường động tĩnh cỡ nhỏ chạy khí thắp  1870: Tại Vienna, Siegfried Marcus lắp động chạy xăng lên xe  1876: Nikolaus Otto, với Gottlieb Daimler Wilhelm Maybach, phát triển động kỳ theo chu trình Otto Tuy nhiên tòa án Đức khơng cơng nhận phát minh ơng bao trùm động nén xi lanh động kỳ, sau phán đó, động nén xi lanh trở thành phổ biến  1879: Karl Benz, cấp phát minh động đốt ơng, động kỳ chạy ga, dựa ý tưởng Nikolaus Otto động kỳ Sau Benz thiết kế động kỳ riêng ơng lắp đặt tơ tơ trở thành tơ chạy động đốt  1882: James Atkinson phát minh động làm việc theo chu trình Atkinson Động Atkinson có kỳ sinh cơng vòng quay với thể tích nạp giãn nở khác nhờ hiệu suất động cao hiệu suất chu trình Otto  1891: Herbert Akroyd Stuart phát triển động chạy dầu giao quyền chế tạo cho cơng ty Anh Hornsby Đó động khởi động nguội nén đánh lửa Năm 1892, họ lắp đặt động trạm bơm Trong năm đó, kiểu động thử nghiệm tự cháy nén tiến hành nghiên cứu  1892: Rudolf Diesel phát triển động nhiệt làm việc theo chu trình Carnot sử dụng bột than làm nhiên liệu  1893 ngày 23 tháng 2: Rudolf Diesel cấp phát minh cho động Diesel  1896: Karl Benz phát minh động kiểu "boxer", động đối xứng nằm ngang piston đến điể chết lúc tính cân đảm bảo  1900: Rudolf Diesel giới thiệu động Diesel sử dụng dầu đậu phộng (lạc)  1900: Wilhelm Maybach thiết kế động tơ Hãng Daimler Motoren Những cải tiến lịch sử động đốt trong: Động kỳ Chu trình hoạt động diễn vòng quay trục khuỷu, trải qua giai đoạn: hút, nén, nổ, xả So với động kỳ, loại kỳ cải thiện mức tiêu thụ nhiên liệu, độ bền, cơng suất, mơ-men đặc biệt khí thải Tuy nhiên đắt phức tạp Nạp cưỡng turbin tăng áp Chúng giúp động nhỏ tạo cơng suất lớn Khơng tăng kích thước động mà tạo cơng suất lớn đồng nghĩa với tiết kiệm nhiên liệu Tuy nhiên, nhược điểm khó chế tạo turbin phát huy cơng dụng cánh đạt tốc độ cao Phun xăng điện tử phun xăng trực tiếp động xăng Bộ chế hòa khí dần thay hệ thống phun xăng với ưu thế: việc hòa trộn nhiên liệu đạt hiệu hơn, động dễ khởi động thời tiết lạnh, phản ứng nhanh với thay đổi chân ga Hệ thống phức tạp, giá thành cao Phun xăng trực tiếp kế thừa hệ thống phun xăng điện tử Xăng đưa trực tiếp vào buồng đốt để tăng hiệu suất cơng suất Đưa trục cam lên nắp xi lanh cơng nghệ van biến thiên Đưa trục cam lên nắp xi-lanh giúp cấu phân phối khí nhỏ gọn, tạo điều kiện cho việc bố trí thêm nhiều xu-páp Tăng tiết diện lưu thơng, tức khí nạp xả tốt Cơng nghệ van biến thiên, thực chất thay đổi thời gian hành trình đóng mở xu-páp linh hoạt theo tốc độ, giúp động nạp, xả khí tối ưu từ nâng cao khả vận hành đặc biệt tốc độ thấp Honda gọi VTEC, Toyota VVT, BMW Valvetronic Phun dầu điện tử động diesel Cơng nghệ Hybird Giá nhiên liệu tăng, ý thức mơi trường nâng cao, tiêu chuẩn khí thải siết chắt tạo nên bước ngoặt lớn ngành đời xe hybrid Cơng nghệ hybrid kết hợp động đốt truyền thống động điện nhằm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu nhiễm mơi trường Nhược điểm xe Hybrid có chi phí ban đầu lớn 1.2 Ưu, nhược điểm động đốt : - Ưu điểm: + Hiệu suất có ích e cao, động diesel tăng áp tua bin khí đại có hiệu suất có ích đạt tới e = (0,4 0,52), máy nước e =(0,09 0,14), tuabin nước e = (0,02  0,28) tuabin khí e khơng q 0,3 + Kích thước nhỏ gọn, khối lượng nhẹ tồn chu trình động đốt thực thiết bị + Khởi động, vận hành, chăm sóc dễ dàng - Nhược điểm: + Khó khởi động có tải + Khả q tải + Cơng suất cực đại khơng cao + Nhiên liệu đắt cạn dần thiên nhiên + Ơ nhiễm mơi trường độ độc khí xả tiếng ồn Mặc dù vậy, ưu điểm kể trên, nên động đốt sử dụng rộng khắp lĩnh vực cơng nghiệp, nơng lâm ngư nghiệp, giao thơng vận tải Do đó, vài ba thập niên tới, động đốt loại động khơng thể thay thế, động khác ưu việt lý kinh tế kỹ thuật nên chưa chế tạo hàng loạt 1.3 Cấu trúc tổng qt động đốt (hình 1.1) 1-Cacte 2-Xilanh 3-Nắp xilanh 4-Piston 5-Thanh truyền 6-Trục khuỷu 7-Xupap 8-Buồng cháy Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo động đốt kiểu piston Các phận hệ thống ĐCĐT gồm: Bộ khung động (các phận cố định) Cơ cấu truyền lực Cơ cấu trao đổi khí Hệ thống nhiên liệu Hệ thống bơi trơn Hệ thống làm mát Hệ thống khởi động, đảo chiều quay Các cấu báo, tự động điều chỉnh II- NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐCĐT 2.1 Các khái niệm thuật ngữ thơng dụng 2.2.1 Điểm chết (ĐCT), Điểm chết (ĐCD) Chuyển động tịnh tiến piston xilanh chuyển thành chuyển động quay trục khuỷu nhờ cấu truyền (biên) - khuỷu Khi trục khuỷu quay, piston thực chuyển động tịnh tiến xilanh nằm điểm gần xa tâm quay nhất, vị trí gọi điểm chết Điểm gần tâm quay gọi "Điểm chết dưới" (ĐCD) điểm xa tâm quay gọi "Điểm chết trên" (ĐCT) 2.1.2 Hành trình piston (S) Hành trình piston Là khoảng cách piston dịch chuyển từ điểm chết đến điểm chết Mỗi hành trình piston tương ứng với góc quay trục khuỷu φ = 1800 2.1.3 Bán kính quay trục khuỷu (r) Bán kính quay trục khuỷu khoảng cách từ tâm cổ biên tới tâm cổ trục khuỷu S=2r (S r đại lượng khơng đổi động cơ) 2.1.4 Thể tích cơng tác xilanh (Vs) Thể tích cơng tác xilanh thể tích tạo thành piston thực hành trình: Vs = 3,14.D2S/4 (1 - 1) V V V S §CT §CD §CT §CD a) b) c) Hình 1.2: Sơ đồ ngun lý động đốt kiểu piston 2.1.5 Thể tích buồng cháy (Thể tích buồng nén) Vc Thể tích buồng cháy thể tích xilanh piston nằm ĐCT 2.1.6 Thể tích tồn (tồn phần) Va Thể tích tồn thể tích xilanh piston nằm ĐCD: Va = Vs + Vc (1 - 2) 2.1.7 Tỷ số nén hình học (ε) Tỷ số thể tích tồn xilanh với thể tích buồng cháy gọi tỷ số nén lý thuyết hay tỷ số nén hình học: ε = Va / Vc (1 - 3) 2.1.8 Mơi chất cơng tác (MCCT) MCCT chất mơi giới dùng để thực q trình chuyển hố từ nhiệt sang chu trình thực tế động đốt Khác với chu trình lý tưởng, chu trình thực MCCT khí thực mà tính chất lý hố ln biến đổi suốt chu trình, chúng gồm thành phần chính: khơng khí, nhiên liệu sản phẩm cháy Ở hành trình nạp, tuỳ thuộc vào phương pháp hình thành hỗn hợp khí mà người ta đưa vào khơng khí (tạo hỗn hợp bên trong) hồ khí (tạo hỗn hợp khí bên ngồi) Khơng khí hồ khí nạp vào gọi mơi chất Trong hành trình nạp mơi chất hồ trộn với khí sót (sản phẩm cháy sót lại xilanh chu trình trước), tạo nên MCCT q trình nạp Ở hành trình nén, MCCT khơng có thay đổi so với q trình nạp Ở q trình cháy, MCCT chuyển dần thành sản phẩm cháy Ở hành trình giãn nở thải, MCCT sản phẩm cháy 2.1.9 Q trình cơng tác động Là tồn hoạt động động để chuyển hố nhiệt nhiên liệu đốt cháy bên xilanh động thành Các q trình cơng tác động gồm có: q trình nạp, q trình nén, q trình cháy giãn nở, q trình thải 2.1.10 Chu trình cơng tác động Tồn q trình liên tục tạo nên hoạt động động q trình lặp lại có tính chu kỳ xilanh gọi chu trình cơng tác 2.1.11 Đồ thị cơng thị Để biểu diễn q trình cơng tác động người ta sử dụng hai loại đồ thị cơng thị: Đồ thị biến thiên áp suất theo thể tích cơng tác p = f(V) Đồ thị biến thiên áp suất theo góc quay trục khuỷu (còn gọi đồ thị cơng khai triển) p = f(φ ) 2.2 Ngun lý hoạt động ĐCĐT 2.2.1.Chu trình làm việc động sau: 2.2.1.1 Kỳ - Kỳ hút: Đầu kỳ một, piston nằm ĐCT Lúc thể tích buồng cháy Vc đầy khí sót chu trình trước, áp suất khí sót bên xilanh cao áp suất khí Trên đồ thị cơng, vị trí bắt đầu kỳ tương ứng với điểm r (hình 1-3a) Khi trục khuỷu quay, truyền làm chuyển dịch piston từ ĐCT đến ĐCD, xupap nạp mở thơng xilanh với đường ống nạp Cùng với tăng tốc piston, áp suất mơi chất xilanh trở nên nhỏ dần so với áp suất đường ống nạp pk (pk = 0,01 - 0,03MPa) Sự giảm áp bên xilanh so với áp suất đường ống nạp tạo nên q trình nạp (hút) mơi chất (khơng khí động diesel hồ khí động xăng) từ đường ống nạp vào xilanh Trên đồ thị cơng, kỳ nạp thể qua đường r-a áp suất mơi chất đường nạp áp suất khí pk = 0,1 MPa (động khơng tăng áp) lớn áp suất khí tuỳ thuộc mức độ tăng áp (pk = 0,13 - 0,35) MPa (động tăng áp) Hình 1.3: Sơ đồ q trình làm việc đồ thị cơng p-V động diesel kỳ a)Kỳ nạp b)Kỳ nén c)Kỳ cháy giãn nở d)Kỳ thải 2.2.1.2 Kỳ hai - kỳ nén: Piston chuyển dịch từ ĐCD đến ĐCT, xupap hút xả đóng, mơi chất bên xilanh bị nén lại Cuối kỳ nạp, piston ĐCD, áp suất mơi chất bên xilanh pa nhỏ pk Đầu kỳ nén, piston từ ĐCD đến ĐCT tới điểm m áp suất bên xilanh đạt tới giá trị pk Do đó, để hồn thiện q trình nạp người ta để xupap nạp tiếp tục mở (trước điểm m) Việc đóng muộn xupap nạp nhằm lợi dụng chênh áp xilanh đường ống nạp động dòng khí lưu động đường nạp để nạp thêm mơi chất vào xilanh Sau đóng xupap nạp, chuyển động lên piston làm cho áp suất nhiệt độ mơi chất tiếp tục tăng lên Giá trị áp suất cuối q trình nén pc (tại điểm c) phụ thuộc vào tỷ số nén ε, độ kín buồng đốt, mức độ tản nhiệt thành vách xilanh áp suất mơi chất đầu q trình nén pa Việc đốt cháy hồ khí (động xăng) tự bốc cháy hỗn hợp khí (động diesel) cần thời gian định, ngắn Muốn sử dụng tốt nhiệt lượng nhiên cháy sinh điểm bắt đầu kết thúc q trình cháy phải lân cận ĐCT Do đó, việc bật tia lửa điện (động xăng) phun nhiên liệu vào xilanh (động diesel) thực trước piston đến ĐCT Trên đồ thị cơng kỳ nén thể qua đường a-c a) p z b) §CT cf vµ ¸y g Ch c«n h Sin r1 d1 b a r Vs V §CT X¶ NÐn cf N¹p c a1 §CD b1 §CD c) p cf r 00 §CT z c 1800 §CD r b a 3600 §CT 5400 §CD 7200 §CT Hình 1.4: Các đồ thị biểu diễn chu trình cơng tác động kỳ a) Đồ thị cơng , b) Đồ thị góc, c) Đồ thị cơng khai triển cf - thời điểm bắt đầu phun nhiên liệu (ở động diesel) thời điểm buji đánh lửa (ở động xăng), z- thời điểm áp suất cháy đạt giá trị cực đại, b1 - thời điểm xupap xả bắt đầu mở, r1 - thời điểm xupap xả đóng hồn tồn, d1 - thời điểm xupap nạp bắt đầu mở, a1 - thời điểm xupap nạp đóng hồn tồn  2.2.1.3 Kỳ ba - Kỳ cháy giãn nở: Được thực piston từ ĐCT đến ĐCD Đầu kỳ ba, số hồ khí nạp vào xilanh (động xăng) tạo cuối q trình nén bốc cháy nhanh Do có nhiệt lượng lớn toả ra, nhiệt độ áp suất mơi chất tăng mạnh, thể tích làm việc có tăng lên chút (đường c-z đồ thị cơng) Dưới tác dụng đẩy lực áp suất mơi chất tạo ra, piston tiếp tục bị đẩy xuống thực q trình giãn nở mơi chất xilanh Trong q trình giãn nở mơi chất đẩy piston sinh cơng, kỳ ba được gọi hành trình cơng tác (sinh cơng) Trên đồ thị cơng kỳ ba biểu diễn qua đường c-z-b 2.2.1.4 Kỳ bốn - Kỳ thải: Trong kỳ này, động thực q trình xả khí thải khỏi xilanh Piston chuyển dịch từ ĐCD đến ĐCT đẩy khí thải từ xilanh qua đường xupap thải mở vào đường ống thải Do áp suất bên xilanh cuối q trình thải cao, nên xuppap xả bắt đầu mở piston cách ĐCD khoảng (40 - 60)0 gqtk Nhờ vậy, giảm lực cản piston q trình thải khí nhờ chênh áp lớn tạo khí dễ dàng từ xilanh đường ống thải, cải thiện việc qt khí thải khỏi xilanh động Trên đồ thị cơng, kỳ bốn thể qua đường b-r Kỳ bốn kết thúc chu trình cơng tác, chuyển động piston lặp lại kỳ theo trình tự chu trình cơng tác động nói Để thải sản phẩm cháy khỏi xilanh, xupap xả khơng đóng vị trí ĐCT mà chậm chút, sau piston qua khỏi ĐCT khoảng (5-30)0 gqtk, nghĩa bắt đầu kỳ Để giảm sức cản cho q trình nạp, nghĩa cửa nạp phải mở rộng dần piston xuống kỳ một, xupap nạp mở sớm chút trước piston đên ĐCT khoảng (10-40)0 gqtk Như vào cuối kỳ thải đầu kỳ nạp hai xupap nạp xả mở Thời gian hai xupap mở gọi thời kỳ trùng điệp xupap (góc tính theo góc quay trục khuỷu tương ứng gọi góc trùng điệp) Bảng Tóm tắt chu trình cơng tác diesel kỳ Hành trình Nạp Nén Sinh cơng xả Chuyển vị piston ĐCT  ĐCD ĐCD  ĐCT ĐCT  ĐCD ĐCD  ĐCT Xupap nạp Mở Đóng Đóng Đóng Xupap xả Đóng Đóng Đóng Mở Khí vào xylanh Khơng khí - - - Vòi phun nhiên liệu Đóng Mở cf Đóng ckf Đóng Hỗn hợp Khí thải Mơi chất cơng tác Góc quay trục khuỷu KK + Khí sót  180 KK + Khí sót 180  360 360  540 540  7200 2.2.2 Động kỳ Trong động kỳ có sử dụng 1/2 thời gian làm chức chu trình, hai q trình nạp thải động làm việc máy bơm khí  Trong động kỳ chu trình cơng tác thực triệt để hơn, thực vòng quay trục khuỷu (hai hành trình piston)  Trong động kỳ q trình thay đổi mơi chất cơng tác thực khoảng thời gian ngắn, khu vực piston gần ĐCD Việc xả khí thải ngồi khơng phải nhờ piston đẩy mà nhờ khơng khí (diesel) hồ khí (động xăng) nén trước đến áp suất định Việc nén trước hồ khí khơng khí thực nhờ máy nén riêng, động nhỏ người ta sử dụng buồng cácte cấu khuỷu trục - truyền - piston làm bơm qt khí  Bình lọc dầu dùng để lọc dầu hệ thống bơi trơn Trong q trình sử dụng, bào mòn chi tiết nên sinh mùn kim loại, muội dầu, chất nhựa tạp chất khác làm bẩn dầu, dầu phải thường xun lọc bảo đảm cho động làm việc bình thường Tất động đại trang bị phận làm dầu liên tục, nhờ giảm đáng kể mức độ hao mòn chi tiết kéo dài thời gian phục vụ dầu Trong động làm dầu ba phương pháp : Lọc, lắng, lọc ly tâm Tùy thuộc vào mức độ làm loại bầu lọc mà loại bầu lọc có u cầu kết cấu khả làm chúng khác chúng lắp đặt vị trí khác làm nhiệm vụ lọc với mức độ khác 2.2.2 Bình lọc thơ Theo cấu tạo phần tử lọc có: Lọc qua sợi, qua đĩa, qua lọc Trên (hình 2.6) trình bày cấu tạo bình lọc thơ kiểu khe hở a/ Cấu tạo: Bầu lọc thơ dùng để làm dầu bước đầu, bầu lọc thơ gồm có vỏ trên, vỏ dưới, trục lõi lọc (gồm có lọc chêm xếp xen kẽ nhau, hai lọc chêm có khe hở 0,08mm, khe hở có xen gạt cặn) Lõi lọc bắt vào trục lõi lọc, đầu trục bắt ngồi vỏ bầu lọc có tai hồng(tay quay) vặn chặt b/ Ngun lý làm việc: Dầu vào (theo đường mũi tên ) qua khe hở lọc chêm giữa, tạp chất bị giữ lại, dầu bơi trơn tương đối vào lõi lọc đường dầu (theo đường mũi tên ) Sau dầu vào đường dầu động Vặn tay quay lõi lọc gạt cặn bẩn đọng lại khe hở lõi lọc Cặn bẩn lắng xuống đáy bầu lọc Viên bi van an tồn; Trục gạt cặn; Lá gạt cặn; Những dọc; Hình 2.6: Bầu lọc thơ Lá chêm giữa; Vỏ bầu lọc trên; Lá dọc ; 10 Phớt chắn dầu; ốc xả cặn dầu; 11 Mũ ốc chắn dầu; Cốc lắng cặn; 12 Trục bầu lọc; 13.Tay quay 116 Đến thời gian tháo ốc đáy để xả dầu bẩn ngồi Nếu lõi lọc q bẩn, dầu khơng qua viên bi thép van an tồn bị áp lực dầu đẩy mở ra, dầu qua trực tiếp vào đường dầu Van an tồn mở lọc tắc, đưa dầu bơi trơn bơi trơn (khơng qua lọc ) Lọc qua khe có kích thước hạt giữ lại khoảng ( 0,07- 0,12 )mm, tốc độ dầu qua lọc khoảng (6-12 )cm/s, sức cản thủy động khoảng ( 0,2-0,5 )Kg/cm2 Các bình lọc thơ lọc tồn số dầu số dầu tuần hồn máy Để nâng cao sức sống cho máy để sửa chữa, thay ruột lọc lúc máy làm việc, người ta thường đặt hai lọc thơ làm việc song song bố trí van ba ngả để điều khiển làm việc độc lập hay song hành chúng Ở số động người ta gắn thêm lọc dầu nội bên thùng dầu để lọc trước xả (hình2.7) 2.2.3 Bầu lọc tinh Hình 2.7: Bộ lọc dầu gắn với bơm dầu bên carte Bầu lọc tinh lọc tạp chất có đường kính hạt nhỏ đến 0,01mm Do đó, sức cản lọc tinh lớn nên phải lắp theo mạch rẽ lượng dầu phân nhánh qua lọc tinh khơng qúa 20% lượng dầu tồn mạch Dầu sau qua lọc tinh thường trở cácte a/ Cấu tạo : Bầu lọc tinh bao gồm phần tử sau: (hình 2.8 ) Hình 2.8: Bầu lọc tinh Bầu lọc tinh dùng để lọc dầu làm cho dầu trở nên tinh khiết trước đưa vào bơi trơn Trong bầu lọc có lắp ống trung tâm Thân ống có lỗ nhỏ Miệng ống bắt với lỗ dầu lỗ dầu vào, vỏ bầu lọc lắp với ống dầu vào Nắp bầu lọc bắt chặt với đầu ống trung tâm đai ốc Lõi lọc lồng vào ống trung tâm, có chắn Phía có lò xo ép chặt Lõi lọc tinh phần lớn làm giấy ép sợi hóa học Lõi lọc giấy gồm có lọc giấy kht rỗng lọc giấy khơng kht xếp xen kẽ với b/ Ngun lý làm việc : Một phần dầu bơi trơn bầu lọc thơ đưa đến, qua lỗ dầu vào bầu lọc tinh lọt qua khe hở lỗ kht rỗng chỗ khuyết Tạp chất bị gạt lại ngồi lõi lọc dầu 117 lọc chảy vào lỗ kht rỗng rãnh dầu Dầu qua lỗ nhỏ ống trung tâm vào lỗ trung tâm qua lỗ dầu theo đường cácte 2.2.4 Bầu lọc khí Theo kết cấu chia lọc dầu thành loại : bầu lọc khí, bầu lọc ly tâm, bầu lọc từ tính Bầu lọc thấm dùng rộng rãi cho động đốt Ngun lý làm việc bầu lọc thấm sau : dầu có áp suất cao thấm qua khe hở nhỏ phần tử lọc Các tạp chất có kích thước lớn kích thước khe hở bị giữ lại Vì vậy, dầu lọc Bầu lọc thấm có nhiều dạng kết cấu phần tử lọc khác Bầu lọc thấm dùng lưới lọc đồng thường dùng động tàu thủy động tĩnh Lõi lọc gồm khung lọc bọc lưới đồng ép sát trục bầu lọc Lưới đồng dệt dày lọc tạp chất có kích thước 0,1 - 0,2 mm Trên (hình 2.9) trình bày cấu tạo bầu lọc thấm dùng lưới lọc Các thành phần bầu lọc bao gồm : Thân bầu lọc; Đường dầu vào; Nắp bầu lọc; Đường dầu ra; Phần tử lọc; Lưới phần tử lọc Ngun lý làm việc : Hình 2.9: Bầu lọc khí Dầu bẩn có áp suất cao vào bầu lọc theo đường dầu vào số sau thấm qua khe hở nhỏ lưới lọc chui qua lỗ nhỏ ống ngồi theo đường dầu số Các tạp chất có kích thước lớn kích thước khe hở bị giữ lại Vì vậy, loại bầu lọc thấm lọc phần tử có kích thước định Trên (hình 2.10) trình bày kết cấu điển hình bầu lọc ly tâm Kết cấu bầu lọc bao gồm phần tử sau : Thân bầu lọc; Rơto; Đường dầu cácte; Vít điều chỉnh; Đường dầu vào lọc; Ơng lấy dầu sạch; Van an tồn; 10 ống lấy dầu Đường dầu bơi trơn; 11 Lỗ phun; Vòng bi đỡ; Hình 2.10: Bầu lọc ly tâm Ngun lý làm việc: Dầu bẩn có áp suất cao theo đường dầu số vào rơto bầu lọc Rơto lắp vòng bi đỡ rơto có lỗ phun 11 Dầu rơto phun qua lỗ phun 11 tạo ngẫu lực làm quay rơto với tốc độ đạt 5.000 đến 6.000 vòng/phút, sau chảy trở Dưới tác dụng phản lực, rơto bị nâng lên tì vào vít điều chỉnh Do ma sát với bề mặt rơto nên dầu quay theo Cặn bẩn 118 dầu có tỷ trọng lớn tỷ trọng dầu văng xa sát vách rơto (theo đường dạng parabol) nên dầu gần tâm rơto Dầu theo đường ống 10 đến đường dầu bơi trơn Theo thời gian làm việc, cặn bẩn lưu giữ bầu lọc làm giảm dần khả lọc bầu lọc Để đánh giá mức độ bẩn bầu lọc vào thời gian từ lúc dừng động đến khơng nghe thấy tiếng quay rơto Thời gian ngắn, chứng tỏ lọc bị bẩn Sau thời gian làm việc định (do nhà chế tạo quy định) bầu lọc bảo dưỡng để làm cặn bẩn đọng bám vách rơto Hiện nay, bầu lọc ly tâm dùng rộng rãi có ưu điểm sau : + Do khơng dùng lõi lọc nên bảo dưỡng khơng phải thay phần tử lọc + Khả lọc tốt nhiều so với lọc thấm dùng lõi lọc + Tính lọc phụ thuộc vào mức độ cặn bẩn đọng bám bầu lọc 2.3 Bình làm mát dầu 2.3.1 Nhiệm vụ, u cầu Két làm mát dầu có tác dụng hạ thấp nhiệt độ dầu xuống mức quy định 70 -800 C để bảo đảm chất lượng bơi trơn cách đưa dầu nóng qua két làm mát dầu Két làm mát khơng khí (gió) đặt phía trước két nước làm mát động Khi động làm việc dầu lưu thơng hệ thống bơi trơn, tiếp xúc với phận bị đốt nóng, ma sát nóng lên Khi nhiệt độ dầu lên q 900C tính chất bơi trơn dầu đi, có hại cho bề mặt làm việc, đồng thời dầu dễ bị biến chất, thời gian dùng dầu ngắn lại Vì vậy, hệ thống bơi trơn người ta chế tạo làm mát dầu Két làm mát dầu gồm có ống dẫn dầu thép đồng ghép với tản nhiệt két nước Trước két làm mát dầu có lắp van an tồn để tránh làm vỡ ống tản nhiệt nhiệt độ dầu thấp (áp suất dầu lớn) Lò xo van điều chỉnh với áp suất 1,5 -2 Kg/cm2 Khi áp suất dầu lớn, van mở để dầu khơng qua két mà trở cácte qua bầu lọc thơ bơi trơn Khi dầu nóng tới 75 -850 C, sức cản két nhỏ, van đóng lại cho dầu qua két làm mát 2.3.2 Các loại bình làm mát thường gặp Người ta làm giảm nhiệt độ dầu bình làm mát đây, dầu truyền nhiệt cho mơi chất làm mát nước, khơng khí… Động ơtơ, máy kéo thường dùng khơng khí Trên (hình 2.11) trình bày cấu tạo bình làm mát "dầu nước" Kết cấu bao gồm chi tiết sau: Nắp bình; Nắp bình; Tấm tròn; Các đai dẹt; Vỏ bình; Các ống nước; Đường dầu vào; Đường dầu ra; Hình 2.11: Bình làm mát dầu nước Trong vỏ hai nắp 5,1, có ruột gồm ống đồng song song, hai đầu gắn vào hai tròn 2, đoạn gắn đai dẹt Ruột có đầu ghép chặt với vỏ, đầu lại (tấm 2) trượt dọc tự so với vỏ, phòng khối ống có dãn nở nhiệt, mối hàn khơng bị phá hỏng 119 Ngun lý làm việc: Thơng thường người ta cho nước có nhiệt độ thấp chuyển động dọc ống đồng, dầu nóng chuyển động vòng xoắn ốc phía ngồi Nếu cấn nước có đọng thành ống, ta làm dễ dàng 2.4 Van giảm áp 2.4.1 Nhiệm vụ, u cầu Van giảm áp có tác dụng giữ áp suất dầu máy hệ thống bơi trơn mức độ định Nếu áp suất q cao dầu phun vào vách xilanh q nhiều, lọt vào buồng cháy làm tăng tiêu hao dầu nhờn, ảnh hưởng xấu tới qúa trình cơng tác Đồng thời làm cho bánh truyền động, bánh chủ động bơm dầu áp kế hư hỏng u cầu loại van phải ln ln vị trí sẵn sàng làm việc có cố áp suất tăng cao đường ống 2.4.2 Cấu tạo ngun lý hoạt động Để điều chỉnh áp suất dầu lớn hệ thống ống bơm có lắp van điều chỉnh áp lực dầu Khi áp lực dầu cao q mức quy định van mở cho dầu trở đường ống hút Van điều chỉnh áp lực dầu cấu tạo kiểu piston kiểu dùng viên bi Trên (hình 2.14) trình bày ngun lý làm việc van giảm áp cấu tạo van an tồn Cấu tạo van giảm áp bao gồm phần tử : Hình 2.14: Ngun lý làm việc van giảm áp Van; Lò xo van; Mũ ốc điều chỉnh áp lực lò xo; Ngun lý làm việc van giảm áp: Khi áp suất bình thường lò xo ép viên bi thép đóng kín rãnh thơng đường dầu vào với đường dầu (hình 2.14a ) Khi áp suất vượt q mức quy định tức thắng lực đàn hồi lò xo đẩy viên bi làm thơng đường dầu đường dầu vào với (hình 2.14b ) Do có phần dầu lại trở đường dầu vào, hạn chế áp lực dầu lên cao q mức quy định Van an tồn : Khi bình lọc thơ bị tắc, chênh lệch áp suất dầu bình lọc mạch dầu nên van an tồn mở ra, dầu chưa lọc vào thẳng mạch dầu bơi trơn cho bề mặt cần bơi trơn Van an tồn dùng để xả dầu chưa lọc vào cácte động áp suất dầu rơto tăng q mức quy định.Van an tồn cần mở áp suất dầu đầu vào rơto giới hạn từ 6,5 -7 atmốtphe Van điều chỉnh áp lực: dùng để xả dầu cácte áp suất vượt q giới hạn quy định Van phải điều chỉnh cho có áp suất giới hạn từ 2,5 -3,5 atmốtphe 120 Hình 2.15: Nhiệm vụ van giữ cho áp suất mạch dầu giới hạn định 2.5 Bộ báo áp suất dầu Bộ báo áp suất dầu bảng điều khiển, báo hiệu cho người điều khiển phương tiện, áp suất dầu q thấp hay q cao, để có phương pháp điều chỉnh Bộ mức dầu hay thăm dầu dùng để đo mức dầu hộp trục khuỷu Để xác định mức dầu ta kéo thăm dầu xem mức dầu thăm dầu Các dấu hiệu cho biết mức dầu đủ thiếu Hình 2.16: Đồng hồ đo áp suất dầu CHƯƠNG HỆ THỐNG LÀM MÁT I- KHÁI QT VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT (HTLM) ĐỘNG CƠ 1.1 Chức năng, nhiệm vụ, u cầu 1.1.1 Chức - Khi động làm việc, chi tiết động chi tiết buồng cháy tiếp xúc với khí cháy nên có nhiệt độ cao Nhiệt độ đỉnh piston đạt đến 6000C nhiệt độ xupap thải đến 9000C Nhiệt độ chi tiết cao dẫn đến tác hại sau: + Giảm sức bền, độ cứng vững tuổi thọ chi tiết + Bó kẹt chi tiết chuyển động piston-xylanh, trục khuỷu-bạc lót… + Giảm hệ số nạp dẫn đến giảm cơng suất động + Kích nổ động xăng - Hệ thống làm mát có chức tản nhiệt từ chi tiết động piston, xilanh, nắp xilanh xupap, v.v… để chúng khơng bị q tải nhiệt Ngồi ra, làm mát động có tác dụng trì nhiệt độ dầu bơi trơn phạm vi định để bơi trơn tốt - Chất có vai trò trung gian q trình truyền nhiệt từ chi tiết nóng động ngồi gọi mơi chất làm mát, nước, khơng khí, dầu số loại dung dịch đặc biệt Khơng khí dùng làm mơi chất làm mát chủ yếu cho động có cơng suất nhỏ, đại đa số động đốt làm mát nước có hiệu suất nhiệt làm mát cao khoảng 2,5 lần so với làm mát dầu 1.1.2 Nhiệm vụ Khi động đốt làm việc, phận tiếp xúc với khí cháy nóng lên Nhiệt độ chúng cao (400-500) 0C như: nắp xylanh, đỉnh piston, xupáp xả, đầu vòi phun… Để đảm bảo độ bền nhiệt vật liệu chế tạo chi tiết máy đó, để đảm bảo độ nhớt dầu bơi trơn giá trị có lợi nhất, để giữ tốt nhiệt độ cháy nhiên liệu động mà khơng xảy ngưng đọng nước xylanh… người ta phải làm mát cho động cơ, tức lấy bớt nhiệt phận động có nhiệt độ cao truyền bên ngồi 1.1.3 u cầu - Nước làm mát phải sạch, khơng lẫn tạp chất chất ăn mòn kim loại 121 - Nhiệt độ nước vào làm mát cho động khơng nên q thấp q cao Độ chênh lệch nhiệt độ nước vào làm mát cho động nước khơng lớn Nếu chênh lệch q lớn gây ứng suất nhiệt làm chi tiết động dễ bị nứt vỡ, tổn thất nhiệt lớn Thơng thường chênh lệch sau: + Đối với động cao tốc : T = Tra -Tvào = ( 5-10) 0C + Đối với động thấp tốc : T = Tra -Tvào = (10-30) 0C - Để đảm bảo u cầu này, nước đưa vào làm mát phải đưa từ nơi có nhiệt độ thấp đến nơi có nhiệt độ cao (làm mát theo phương pháp ngược dòng) - Các thiết bị đường ống, nhiệt kế v.v… phải hoạt động xác, an tồn tin cậy - Đường nước làm mát phải lưu thơng dễ dàng, khơng bị tắc, khơng có góc đọng - Bình chứa nước phải có lỗ khí Ngồi cường độ làm mát q lớn, nhiệt độ chi tiết thấp dẫn đến tượng nhiên liệu ngưng tụ đọng bề mặt chi tiết, rữa trơi dầu bơi trơn tiết bị mài mòn nhanh chóng Đồng thời độ nhớt dầu bơi trơn thấp nên ma sát chi tiết chuyển động tăng Mặt khác cơng suất tiêu hao cho phận hệ thống làm mát tăng Kết làm tăng tổn thất giới động - Sự làm mát động đơn giản động tạo nhiệt độ ổn định cơng suất cực đại, động có nhiệt độ xung quanh cao hệ thống làm mát buộc phải loại bỏ nhiệt với dung lượng tối đa để giảm nhiệt độ động đến khoảng cho phép Khi tải tốc độ động thấp, hệ thống làm mát phải trì nhiệt độ khoảng cho phép 1.2 Các hình thức làm mát 1.2.1 Hệ thống làm mát gió tự nhiên (khơng khí) 1.2.2 Hệ thống làm mát nước 1.2.2.1 Hệ thống làm mát kiểu bốc 1.2.2.2 Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên 1.2.2.3 Hệ thống làm mát tuần hồn cưỡng Hình 1.4 trình bày sơ đồ hệ thống làm mát tuần hồn cưỡng dùng cho tơ, máy kéo; sử dụng nước mềm để làm mát cho động Khi trời lạnh, lúc khởi động động nguội, điều tiết nhiệt khơng cho nước tới bình giãn nở (1) làm mát mà mở cho nước theo đường (6) trở bơm 1-Bình dãn nỡ; 2-Bộ điều tiết nhiệt; 3-Nhiệt kế; 4-Đường nước làm mát; 5- Bơm đẩy Hình 1.4: Hệ thống làm mát tuần hồn cưỡng dùng cho tơ- máy kéo Nhiệt độ nước đo nhiệt kế (3) Nhiệt đớ nước vào hệ thống kín vào khoảng từ (60-70) 0C, nhiệt độ nước khoảng ( 85-95)0C Khoảng nhiệt độù có lợi cho cháy 122 khơng xảy ngưng tụ nước xylanh Trong hệ thống có cấn cặn nước khối lượng nước hệ thống khơng thay đổi b/ Phạm vi ứng dụng: Hệ thống sử dụng thích hợp cho động tơ máy kéo II- CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG LÀM MÁT 2.1 Bơm nước 2.1.1 Nhiệm vụ, phân loại a/ Nhiệm vụ: Bơm nước có nhiệm vụ cung cấp nước cho hệ thống làm mát với lưu lượng áp suất định Lưu lượng bơm nước làm mát tuần hồn cần cho loại động thay đổi phạm vi: 68 – 245 lít/KWh (50 – 180 lít/ml.h) tần số tuần hồn từ – 12 lần/ph b/ Phân loại: - Bơm ly tâm - Bơm xốy 2.1.2 Cấu tạo, ngun lý hoạt động 2.1.2.1 Bơm ly tâm a/ Sơ đồ cấu tạo: (Hình 2.1) Hình 2-1: Bơm ly tâm a Cửa đẩy hướng lên Ống hút; Cửa hút; Rãnh cánh cơng tác; Khe hở trước; Buồng xoắn ốc; Khe hở sau; Cụm kín; Trục bơm; 9.Bánh cơng tác; 10 Cửa đẩy b Cửa đẩy nằm ngang Thân bơm; Bánh cơng tác; Cánh cơng tác; Cụm làm kín; Cửa đẩy; Trục bơm; Cửa hút Ở động diezen có cơng suất tốc độ quay trung bình, bơm thường truyền động từ trục khuỷu qua hệ thống truyền động bánh tăng tốc Dùng bơm ly tâm cho hệ thống làm mát kín tuần hồn (nước ngọt) hợp lý cả, trường hợp khơng u cầu tự hút - Vỏ bơm có hình dạng vỏ ốc làm cho nước có tốc độ chậm dần ngược lại áp suất tăng dần cuối ngồi Lưu lượng nước liên tục b/ Ưu nhược điểm bơm ly tâm: -Ưu điểm: 123 + Lưu lượng nước liên tục + Bơm có kết cấu đơn giản, độ rung động nhỏ, làm việc êm + Bơm ly tâm quay với tốc độ cao nên nối trực tiếp với động khơng phải qua hộp số làm giảm tổn thất giới + Bơm ly tâm có cấu tạo đơn giản nhỏ gọn, hiệu suất cao, tuổi bền cao, bố trí để có khả hút chân khơng Nhờ việc loại bỏ cấu khuỷu trục – truyền nên bơm ly tâm làm việc với tốc độ quay cao mà khơng gây chấn động + Bơm ly tâm bị tắc, xảy cố đột xuất Khi hư hỏng dễ sữa chữa - Nhược điểm: + Khả tự hút + Nếu có lẫn khơng khí đường ống hút bơm khơng hút được, phải tiến hành xả gió + áp suất bơm khơng cao Từ ưu nhước điểm nên bơm ly tâm thích hợp cho nơi cần lưu lượng áp suất thấp 2.1.2.2 Bơm xốy Sơ đồ cấu tạo: (Hình 2.2) - Bánh cơng tác có cánh hướng tâm rãnh vỏ bơm vây quanh Các rãnh bị ngắt chỗ bố trí ống xả ống xốy - Cột nước bơm tạo chênh lệch áp suất bánh rãnh 2, nảy sinh tác dụng quay xốy nước, Hình 2.2: Bơm xốy làm cho nước chuyển động từ bánh1 vào rãnh Để khắc phục lực dọc trục ống làm đối xứng theo hai phía bánh 2.2 Bình làm mát kiểu nước- khơng khí Sơ đồ cấu tạo: (Hình 2.3) - Đây hệ thống làm mát khơng khí tăng áp, ruột bình thường làm nhơm, kim loại chất dẻo, bao gồm hai phần: ống nước phận ống Các ống nước nối từ thùng vào tới thùng ra, khơng khí lưu thơng bên ngồi nước làm mát Các ống thường có gờ bên ngồi, có tiết diện thẳng tròn Nếu kích thước cho phép người ta lồng bình làm mát vào bên ống khơng khí nén để rút gọn bớt kích thước động Tuy nhiên loại bình khó có kích thước nhỏ gọn, điều làm tăng kích thước chung động Hình 2.3: Bình làm mát kiểu nước-khơng khí 124 2.3 Van điều tiết nhiệt 2.3.1 Nhiệm vụ Nhiệm vụ van điều tiết nhiệt độ điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát động nhiệt độ có lợi Khi động hoạt động, nhiệt độ động chưa cao, nước vào làm mát cho động làm cơng suất động khơng phát huy Để tự động giữ nước làm mát giới hạn cho phép, điều kiện làm việc khác động người ta sử dụng van nhiệt để điều tiết nhiệt độ Ngồi ra, van điều tiết nhiệt độ dùng để làm nóng nhanh chóng động khởi động, giúp động tránh tượng ứng suất nhiệt gây nứt vỡ chi tiết máy Hình 2.4: Sơ đồ mơ tả van điều tiết nhiệt + Tâméstat: van wãều nâãệt + Wat éutlet elbéw: lég ã ìa nư ớc + Áasket: mãeg ng wệm + Cylãnd âead: nắê xylanâ Hình 2.5: Sơ đồ ngun lý van điều nhiệt Thermostat: Van điều nhiệt, Water pump: Bơm nước, Fan: Quạt động cơ, Raditor fillfer cap: Nắp két nước, Engine: Động cơ, Valve: Van, -Thermostat close: Van điều nhiệt trạng thái đóng, - Thermostat open: Van điều nhiệt trạng thái mở 125 Sơ đồ cấu tạo Ngun lý làm việc hình 2.5 Khi động hoạt động, nhiệt độ nước thấp, van điều nhiệt đóng lại khơng cho nước két làm mát mà phải qua bơm, trở thân máy tiếp tục làm mát cho động Khi nước nóng đến nhiệt độ qui định (động xăng (7080)C; động diesel (8085)C) van mở cho nước két làm mát Bên van hộp xếp đồng chịu co giãn, bên hộp xếp chứa ête Khi nhiệt độ nước lên cao, hộp xếp giãn nở ête chứa hộp chất dễ bay nên làm cho hộp giãn mạnh mở van cho nước đường phía đến két nước làm mát Nếu nước làm mát có nhiệt độ thấp, ête ngưng tụ dạng chất lỏng hộp xếp co lại đóng van 2.3.2 Phân loại Van điều tiết nhiệt độ gắn chỗ nước làm mát khỏi động Có hai loại van: + Van điều tiết nhiệt độ khống chế triệt để + Van điều tiết nhiệt độ khống chế khơng triệt để 2.3.2.1 Van điều tiết nhiệt độ khống chế khơng triệt để Sơ đồ cấu tạo: Hình 2.6 - Trên hình trình bày van điều tiết nhiệt độ Khi nhiệt độ nước tăng, chất lỏng dễ bay hộp xếp (phần tử thụ cảm) hóa hơi, làm tăng áp suất ống, nắp hạ xuống làm giảm tiết diện lưu thơng ống dẫn nước vào bơm 7, tăng thêm lượng nước vào bình làm mát qua ống Khi động bắt đầu hoạt động, nước động qua van điều tiết nhiệt chia thành hai dòng: dòng khơng qua bình làm mát mà thẳng vào bơm ; phần lại qua bình làm mát - Khi nhiệt độ nước tăng lên 700C van bắt đầu giảm tiết diện lưu thơng ống vào bơm Đến 850C hồn tồn đậy kín ống, tất nước qua bình làm mát - Muốn điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát chế độ khác ta vặn vít điều chỉnh Ta gọi van điều tiết nhiệt độ khống chế triệt để 2.3.2.2 Van điều tiết nhiệt độ khống chế triệt để Sơ đồ cấu tạo: Hình 2.7 Hình 2.7: Van điều tiết nhiệt độ khống chế triệt để van; vỏ hộp van; ống xylanh; 126 Hình 2.6: Van điều tiết nhiệt độ khống chế khơng triệt để van; ổ đặt; ống vào bình làm mát; hộp xếp; ống dẫn nước vào; cửa lưu; ống dẫn nước tới bơm; Xylanh hai đầu nối với van Van đóng mở đường đến bầu làm mát, van đóng mở đường đến bơm Khi nhiệt độ nước làm mát thấp, chất lỏng dễ bay trạng thái lỏng, áp suất xylanh thấp, van mở, van đóng Khi nhiệt độ nước làm mát đạt đến mức quy định, chất lỏng bay giãn nỡ làm áp suất xylanh tăng lên làm van đóng, van mở Tồn nước làm mát qua van đến cửa vào bình làm mát làm nguội trở bơm CHƯƠNG HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG ĐIỆN I- TỔNG QUAN 1.1 Chức năng, nhiệm vụ Khởi động q trình chuyển động từ trạng thái đứng n sang trạng thái làm việc Muốn tự làm việc, máy phải thực chu trình làm việc trọn vẹn cơng chu trình sinh phải đủ cung cấp lượng để động thực chu trình Như vậy, cần cung cấp lượng ban đầu để động hoạt động được, cho đốt cháy nhiên liệu thực chu trình cơng sinh phải đủ thực chu trình sau Hệ thống khởi động làm nhiệm vụ quay trục khuỷu động đạt tới tốc độ định để từ động làm việc độc lập Tốc độ quay phải đảm bảo hồ trộn nhiên liệu với khơng khí tạo thành hỗn hợp cơng tác xylanh hỗn hợp bén lửa cháy dãn nở sinh cơng Khi động hoạt động hệ thống khởi động thơi khơng làm việc nghỉ suốt q trình nổ máy 1.2 u cầu kỹ thuật  Kết cấu gọn nhẹ chắn Có làm việc ổn định tin cậy cao  Lực kéo tải sinh trục máy phải bảo đảm đủ lớn, tốc độ quay phải đạt tới phạm vi làm cho trục khuỷu có tốc độ quay định  Khi động làm việc, phải cắt được truyền động từ máy khởi động tới trục khuỷu  Có thiết bị điều khiển (nút bấm khố) thuận tiện cho người sử dụng Tốc độ quay tối thiểu động khởi động phải đảm bảo cho hòa khí ( Hơi nhiên liệu khơng khí) nén đến nhiệt độ dễ bén lửa dễ cháy dễ tự cháy sinh cơng  nmin : = (50 - 100) v/ph – động xăng  nmin : = (100 – 200) v/ph – động diesel  Cơng suất khởi động động PKĐ xác định theo cơng suất định mức Nđm (kW) động theo cơng thức kinh nghiệm :  Động xăng PKĐ = (0,016 – 0,027) Nđm  Động diesel PKĐ = (0,045 – 0,1 ) Nđm  Động Diesel có tỷ số nén cao động xăng Vì muốn cho nhiên liệu tự cháy động Diesel có lực hay mơ men lớn để quay trục khuỷu động  Trong số động để giảm áp suất lúc đầu hòa khí khơng khí nén khởi động,dùng cấu giảm áp nối thơng xy lanh với khí trời 127 1.3 Phân loại 1.3.1 Dựa theo ngun lý truyền động - Truyền động qn tính: Bánh truyền động tự động văng theo qn tính để ăn khớp với vành bánh đà Khi động nổ bánh bị hất chỗ cũ cách tự động - Truyền động cưỡng bức: Bánh truyền động vào ăn khớp với vành bánh đà khỏi vị trí ăn khớp chịu điều khiển cưỡng bức, loại thường sử dụng kiểu truyền động chiều -Truyền động tổng hợp: Bánh truyền động vào ăn khớp với vành bánh đà chịu cưỡng khỏi vị trí ăn khớp cách tự động 1.3.2 Dựa theo cấu điều khiển - Điều khiển trực tiếp: Người điều khiển trực tiếp phải tác động vào mạng gài - Điều khiển gián tiếp: Người điều khiển tác động thơng qua cơng tắc rơle 1.4 Ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng 1.4.1 Ưu điểm Phương pháp khởi động động điện có ưu điểm nhỏ gọn tiện dụng, lượng điện ác quy có giảm máy phát nạp lại cho ắc quy q trình hoạt động 1.4.2 Nhược điểm Phải dùng ác quy, thời gian khởi động ngắn dùng lượng điện nhỏ trọng lượng lớn ,ở nhiệt độ thấp điện dung điện áp ác quy giảm nhiều Ngồi muốn khởi động nhanh, u cầu động phải làm việc thường xun để đảm bảo cho ắc quy có đủ điện áp khởi động 1.4.3 Phạm vi ứng dụng Hiện phương pháp khởi động động điện áp dụng rộng rãi động xăng diesel có cơng suất vừa nhỏ (dưới 1000HP) có nhiều phận cho phép khởi động nhiều lần, an tồn, tiện dụng thiết bị lắp gọn động II- CẤU TẠO VÀ NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG ĐIỆN ĐIỂN HÌNH Khi bật khố khởi động vị trí khởi động, dòng điện từ cực (+)  ốc đồng b khố điện  a, tới dòng điện chia làm nhánh Nhánh thư qua cuộn giữ mát cực âm ắcquy, nhánh thứ hai qua cuộn kéo  ốc đồng c  rơto máy khởi động mát âm ắcquy Dòng điện qua cuộn dây kéo cuộn giữ từ hố lõi thép solenoid mạnh, nên lõi thép bị hút sâu vào ống thép Trong chuyển động lõi thép nén lò xo 11 lại kéo cua xoay quanh chốt 10 đẩy khớp truyền động chạy trục máy khởi động phía bánh đà, đồng thời đẩy đĩa tiếp điện phía ốc đồng b c Khi bánh khớp truyền động ăn khớp với vành bánh đà đồng thời tiếp điểm (gồm hai ốc đồng b, c đĩa tiếp điện) đóng lại Lúc náy có dòng điện lớn khoảng 200A chạy từ (+) ắcquyb  c  cuộn cảm rơto máy khởi động  mát Dòng điện lớn chạy qua máy khởi động biến thành mơmen học lớn, truyền qua khớp truyền động làm quay bánh đà làm cho trục khuỷu động quay, tạo điều kiện cho động nổ Người tài xế vặn khố vị trí ban đầu dòng điện cuộn giữ bị tác dụng lò xo hồi vị cấu trở vị trí ban đầu, kết thúc q trình khởi động 128 Hình 2.1: Sơ đồ dây hệ thống khởi động điện 1-solenoid 2-cuộn dây kéo 3-cuộn dây giữ 4-càng cua 5-vành bánh đà 6-ly hợp chiều khớp truyền động 7-máy khởi động 8-cơng tắc máy 9-bình ắcquy chì-axít 10-chốt quay 11- lò xo hồi vị Hình 2.2: Sơ đồ khối hệ thống khởi động điện 1- cơng tắc khởi động 4-mạch điện 2-bình ắc quy chì-axít 5-động 129 3-máy khởi động TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bùi Văn Ga (2006), Ơ tơ nhiễm mơi trường, Đại học Đà Nẵng [2] Phùng Minh Lộc (2008), Nghiên cứu thử nghiệm dầu thực vật Việt Nam làm nhiên liệu cho động diesel tàu cá cỡ nhỏ, Đề tài NCKH cấp B2006-13-09 [3] Phùng Minh Lộc (2009), “Xác định suất tiêu thụ nhiên liệu động D12 chạy nhiên liệu dầu dừa có phụ gia Nano fuel bosster”, Tạp chí Khoa học – Cơng nghệ Thủy sản, số đặc biệt -2009, Nha Trang [4] Lê Viết Lượng (2000), Lý thuyết động diesel, NXB Giáo dục [5] Nguyễn Văn Nhận (2001), Lý thuyết động đốt trong, ĐH Nha Trang [6] Nguyễn Văn Nhận (2005), Nhiên liệu chất bơi trơn, ĐH Nha Trang [7] Lê Duy Tiến (2007), Ngun lý động đốt trong, NXB Giao thơng vận tải Tiếng Anh [1] Carten Baumgarten (2006), Mixture formation in internal cobustion engines, Germany [2] Hiroyuki Hiroyasu (2007), Diesel Engine Combustion and Its Modeling University of Hiroshima Shitami, Saijocho, Higashi Hiroshima 724 130 ... thnh hn hp khớ m ngi ta a vo khụng khớ (to hn hp bờn trong) hoc ho khớ (to hn hp khớ bờn ngoi) Khụng khớ hoc ho khớ mi np vo c gi l mụi cht mi Trong hnh trỡnh np mụi cht mi ho trn vi khớ sút (sn... mụi cht xilanh Trong quỏ trỡnh gión n mụi cht y piston sinh cụng, ú k ba c cũn c gi l hnh trỡnh cụng tỏc (sinh cụng) Trờn th cụng k ba c biu din qua ng c-z-b 2.2.1.4 K bn - K thi: Trong k ny, ng... 360 360 540 540 7200 2.2.2 ng c k Trong ng c k ch cú s dng 1/2 thi gian lm chc nng ca chu trỡnh, hai quỏ trỡnh np v thi ng c lm vic nh mt mỏy bm khớ Trong ng c k chu trỡnh cụng tỏc thc hin