đồ án tốt nghiệp động cơ điêsel DSC 80

Đồ án tốt nghiệp có file cad, nội dung đồ án có các phần: lời mở đầu, đặc điểm các chi tiết trong động cơ, thông số đầu vào, khảo sát cân bằng nhiệt, thực nghiệm khảo sát cân bằng nhiệt bằng thiết bị, xây dựng chương trình tính

LờI NóI ĐầU

động cơ đốt trong là động cơ nhiệt, có nhiệm vụ biến nhiệt năng thànhcơ năng Quá trình động cơ hoạt động, thực tế chỉ có khoảng 2040% tổng l-ợng nhiệt đa vào động cơ là đợc chuyển thành công có ích, số còn lại bị thấtthoát do nhiều nguyên nhân, trong đó chủ yếu là thất thoát nhiệt truyền cho n-

ớc làm mát và do khí thải mang ra ngoài Mặt khác, tình trạng kỹ thuật, hiệuquả làm việc cũng nh tuổi thọ của động cơ phụ thuộc rất nhiều vào trạng tháinhiệt của nó Nếu động cơ quá nóng sẽ dẫn tới tình trạng làm bó kẹt các chitiết có chuyển động tơng đối với nhau (cặp pít tông-xi lanh ), tăng cờng độmài mòn do khả năng bôi trơn của dầu giảm Còn nếu nhiệt độ động cơ quáthấp sẽ làm tăng độ nhớt của dầu bôi trơn, gây khó khăn cho việc bôi trơn cácchi tiết, làm tăng tổn thất cơ giới cho dẫn động quạt gió, bơm nớc, bơm dầu Vì vậy để nâng cao hiệu suất nhiệt cho động cơ, giúp cho động cơ làmviệc ổn định ở nhiệt độ thích hợp, tận dụng đợc những phần nhiệt bị thất thoátphục vụ cho mục đích khác, đòi hỏi chúng ta phải biết kiểm tra, đánh giá vàtính toán đợc trị số các thành phần nhiệt chuyển đổi trong động cơ Trên cơ sở

đó có thể đa ra những biện pháp nhằm giảm thiểu sự tổn thất nhiệt, nâng caohiệu suất sử dụng nhiệt cho động cơ

Bài toán cân bằng nhiệt cho động cơ đợc đặt ra chính là một trongnhững nội dung quan trọng giải quyết các vấn đề nêu ra ở trên Giải quyết tốtbài toán cân bằng nhiệt có ý nghĩa quan trọng đảm bảo cho động cơ làm việc

ổn định, kéo dài tuổi thọ, là cơ sở góp phần phục vụ cho việc nghiên cứu, cảitiến nhằm đạt đợc hiệu quả kinh tế cao nhất trong quá trình sử dụng động cơ

Em đợc giao nhiệm vụ làm đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Khảo sát cânbằng nhiệt của động cơ Diesel Sông Công DSC-80” Đề tài đợc hoàn thành vớitổng số 70 trang thuyết minh khổ A4 và 06 bản vẽ khổ A0, với bố cục nh sau:Chơng 1: Đặc điểm kết cấu động cơ diesel Sông Công DSC-80 (19 trang)Chơng 2: Cơ sở lý thuyết của bài toán cân bằng nhiệt (12 trang)

Chơng 3: Thực nghiệm khảo sát cân bằng nhiệt động cơ DSC-80 (29

trang)

Kết luận

Phụ lục 1: Chơng trình tính toán khảo sát cân bằng nhiệt động cơ DSC-80Mặc dù đã rất nỗ lực nhng chắc chắn đồ án sẽ không thể tránh khỏinhững thiếu sót do hạn chế về mặt kiến thức và thời gian Vì vậy, em rất kính

mong đợc sự chỉ bảo của các thầy giáo, sự góp ý của các bạn đồng nghiệp để

Đồ án tốt nghiệp của em đợc hoàn thiện hơn

Động cơ DSC-80 là động cơ diesel 4 kỳ, không tăng áp, bốn xy lanh bốtrí thành một hàng thẳng đứng, làm mát cỡng bức bằng nớc kiểu 1 vòng tuầnhoàn kín, buồng cháy thống nhất Động cơ DSC-80 đợc khởi động nhờ một

động cơ phụ là động cơ xăng 2 kỳ, một xy lanh có dùng bộ chế hoà khí Độngcơ đợc lắp trên máy kéo MTЗ-80 (ở Việt Nam do nhà máy Diesel Sông Côngchế tạo và gọi là DSC-80, ở BELARUS gọi là Д-241) Động cơ DSC-80 cũng

đợc đặt trên các tàu thuyền đánh cá và dùng cho các loại phà, sà lan cỡ nhỏ.Các thông số kỹ thuật chính của động cơ đợc thể hiện trong Bảng 1.1:

Bảng 1.1 Bảng các thông số kỹ thuật chính của Động

cơ DSC-80

09 Số vòng quay ứng với công suất định mức vg/ph 2200

10 Số vòng quay không tải cực đại vg/ph 2380

11 Số vòng quay không tải ổn định nhỏ nhất vg/ph 600

(KG.m)

272 (28)

15 Số vòng quay trục khuỷu tơng ứng: n M vg/ph 1385

16 Bơm nhiên liệu: УTH - 5

- Bơm cao áp: (BCA) 4 phân bơm, một hàng

- Bơm thấp áp: lắp cùng một khối với BCA

17 Bộ điều tốc: cơ học, đa chế độ, có bộ hiệu chỉnh

lợng cung cấp nhiên liệu cực đại

18 Vòi phun ФД-22: kiểu kín, nhiều lỗ phun

19 Bầu lọc không khí: hai tầng nối tiếp,

- Tầng 1: làm sạch theo nguyên lý ly tâm khô và

tự động phun bụi ra ngoài

- Tầng 2: lọc thấm qua các cuộn lọc bằng các

130

02

24 Lợng dầu trong hệ thống bôi trơn động cơ lít 15

1.2 Đặc điểm kết cấu một số cơ cấu, hệ thống của động cơ DSC-80

Mặt cắt dọc và mặt cắt ngang của động cơ DSC-80 đợc trình bày trên

Hình 1.1 và Hình 1.2

1.2.1 Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền

Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền (CCKTTT) dùng để biến chuyển độngtịnh tiến của pít tông thành chuyển động quay của trục khuỷu và ngợc lại.CCKTTT gồm hai nhóm chi tiết cơ bản:

- Nhóm chi tiết cố định: Khối xy lanh, nắp máy, nắp xy lanh

- Nhóm chi tiết chuyển động: Pít tông, trục pít tông, trục khuỷu, thanhtruyền, bánh đà, pu-li

1.2.1.1 Nhóm chi tiết cố định

* Khối xy lanh

Khối xy lanh (Hình 1.1 và Hình 1.2) là chi tiết lớn nhất của động cơ, nóxác định kích thớc cho cả động cơ Đồng thời, nó còn là nơi lắp đặt hầu hếtcác chi tiết, cơ cấu, hệ thống khác của động cơ nh: CCKTTT, hệ thống bôitrơn, hệ thống làm mát Khối xy lanh đợc đúc bằng gang xám, liền khối vớinửa trên các te theo kết cấu dạng thân xi lanh - hộp trục khuỷu để tăng độcứng vững, giảm bớt đợc số lợng bề mặt lắp ghép, hạn chế khả năng biến dạngcục bộ và sự tập trung ứng suất, tăng khả năng bao kín cho động cơ Khối xylanh làm việc trong điều kiện nặng nề, có thể bị biến dạng do chịu tác dụngcủa ứng suất cơ học, ứng suất nhiệt, ngoài ra còn bị mài mòn do ma sát và ănmòn hoá học

ở phần dới của các vách ngăn đứng cũng nh thành trớc và thành sau củakhối xy lanh có đặt các gối đỡ của trục khuỷu Các gối đỡ cổ trục chính đợcchia thành hai nửa để thuận tiện cho việc lắp bạc trợt và đợc cố định với nhaubằng các gu giông

ở góc trái bên trên của khối xy lanh, dọc theo thành ngoài có rãnh nớc,

có bốn lỗ đối diện với bốn xy lanh Phần phải bên trên của khối xy lanh đợcngăn bằng vách ngăn đứng là ngăn của con đội Các đũa đẩy trợt trong lỗ củavách ngang Ngăn con đội có nắp đậy kín

Các te dầu (hay nửa dới hộp trục khuỷu) có nhiệm vụ bao kín khoangtrục khuỷu và chứa dầu bôi trơn Do khối thân xy lanh đợc đúc liền với nửatrên hộp trục khuỷu bằng gang có độ cứng vững cao nên bề mặt phân chia vớinửa dới hộp trục khuỷu đi qua đờng tâm trục khuỷu Các te dầu đợc đúc bằnghợp kim nhôm, bề mặt lắp ghép với khối thân máy có gờ tăng độ cứng vững,bao kín nhờ đệm làm bằng amiăng Phía dới đáy có gờ đúc dày, có gia công lỗ

ren lắp nút xả dầu Mặt bên các te có gia công lỗ để lắp que thăm dầu.

* Nắp xy lanh

Nắp xy lanh (Hình 1.1 và Hình 1.2) đợc đúc bằng gang thành một khốiliền cho cả 4 xy lanh và đợc cố định với thân máy bằng các đai ốc và gu dông.Nắp xy lanh là nơi lắp đặt cơ cấu phối khí: vòi phun, bugi, cụm xu páp ngoài ra,còn bố trí một số chi tiết của hệ thống làm mát, hệ thống thải nạp của động cơ.Quá trình làm việc, nắp xy lanh chịu tải trọng nhiệt cao, ứng suất nhiệt lớn, chịu ănmòn hoá học và chịu ứng suất ban đầu do lực xiết của gu giông Giữa nắp xy lanh

và thân máy có đệm làm kín bằng amiăng Trên nắp xy lanh có gia công các lỗ đểlắp xu páp nạp và xu páp thải, trên gờ miệng lỗ gia công mặt côn 450 để tạo đế xupáp Họng nạp có đờng kính lớn hơn họng xả Mỗi xy lanh có 1 xu páp nạp và 1

xu páp thải Các xu páp đợc bố trí thành hàng dọc theo nắp máy ống nạp và ốngthải đợc cố định với nắp xy lanh bằng các gu giông, giữa chúng có đệm amiănglàm kín

Trên nắp xy lanh còn đợc gia công 4 lỗ để lắp vòi phun Các lỗ này đợc

ép các ống lót bằng đồng, mặt ngoài của các ống lót tiếp xúc với nớc vì vậyvòi phun sẽ đợc làm mát tốt hơn

Các khoang chứa nớc làm mát trong nắp xy lanh đợc nối thông với nhau

và với áo nớc ở thân máy thông qua các lỗ ở phía trên phần trớc của nắp máy

có khoang để gom nớc Trong khoang này có lắp van hằng nhiệt để đa nớc vềkét mát hoặc trực tiếp về bơm nớc

* ống lót xy lanh

ống lót xy lanh động cơ DSC-80 thuộc loại ống lót ớt, vai tựa trên, phíadới đợc làm kín với khoang hộp trục khuỷu bằng các gioăng cao su ống đợc

đúc bằng gang xám hợp kim CЧ 21- 40 đợc lắp tự do vào lỗ của khối xy lanh

và đợc ép chặt xuống nhờ nắp xy lanh qua một tấm đệm vào mép trên của xylanh Quá trình làm việc, ống lót xy lanh chịu tác dụng của áp lực khí cháy,chịu nhiệt độ cao và bị ăn mòn hoá học Đặc biệt, nó bị ăn mòn ma sát rất lớnkhi pít tông chuyển động tỳ vào thành xy lanh Vì vậy, để tăng độ cứng và cókhả năng chống mòn cao, mặt trong của xy lanh đợc tôi cao tần với độ sâu từ12mm, sau đó đợc mài láng bóng với độ chính xác cao để giảm ma sát giữaxéc măng, pít tông với thành ống lót xy lanh Việc nhiệt luyện nhằm mục đích

đảm bảo độ cứng và giảm tốc độ mài mòn Để đảm bảo chính xác và chắc

chắn khi lắp ghép, đầu trên và ở mặt ngoài đai dới của ống lót có gia công cácvai tựa và gờ định vị

1.2.1.2 Nhóm chi tiết chuyển động

* Pít tông

Pít tông đợc đúc bằng hợp kim nhôm, đỉnh pít tông cùng với thành ốnglót xy lanh và nắp xy lanh tạo thành khoang công tác của xy lanh động cơ Píttông có nhiệm vụ tiếp nhận lực khí thể và truyền cho trục khuỷu động cơthông qua thanh truyền Pít tông gồm ba phần: đỉnh, đầu và thân pít tông(Hình 1.3)

- Đỉnh pít tông đợc đúc khoang lõm sâu ở chính giữa tạo buồng cháy phùhợp với phơng pháp tạo hỗn hợp theo kiểu màng “M” của động cơ

- Đầu pít tông có tiện bốn rãnh để lắp các xéc măng, ba rãnh trên lắp xécmăng khí, rãnh còn lại lắp xéc măng dầu Rãnh lắp xéc măng dầu có khoanhàng lỗ hớng tâm đờng kính 4 mm để dầu qua đó chảy về các te động cơ

- Thân pít tông làm nhiệm vụ dẫn hớng cho pít tông, trên thân gia công 2

bệ để lắp chốt pít tông, ở hai đầu của các bệ chốt có tiện 2 rãnh để lắp khóahãm chốt Phía mặt ngoài của các bệ chốt pít tông đợc gia công vát dạng ôvan

để ngăn ngừa sự bó kẹt pít tông trong xy lanh do giãn nở vì nhiệt khi động cơlàm việc Trên phần thân về phía dới còn có rãnh lắp xéc măng dầu

21

1- xéc măng khí và rãnh xéc mămg khí; 2- xéc măng dầu và rãnh xéc măng dầu; 3- thân pít tông; 4- khóa hãm; 5- chốt pít tông; 6- bạcchốt pít tông; 7- thanh truyền; 8- bu lông thanh truyền; 9- bạc đầu to thanh truyền; 10- nắp

đầu to; 11- đệm khóa

Hình 1.3 Kết cấu cụm thanh truyền, pít tông động cơ DSC-80

* Chốt pít tông

Chốt pít tông đợc chế tạo bằng thép cacbon C45 có dạng hình trụ rỗng,mặt ngoài đợc gia công chính xác, tôi cao tần để đạt độ cứng 55-60 HRC.Chốt pít tông đợc lắp với bệ chốt và đầu nhỏ thanh truyền theo kiểu “bơi”.Chốt đợc hãm bằng hai vòng khóa bằng thép lò xo để hạn chế dịch chuyểndọc trục

* Xéc măng

Xéc măng đợc chế tạo bằng gang với hàm lợng hợp kim cao, để tránh bókẹt và để lắp ghép khe hở miệng xéc măng ở trạng thái lắp ghép trong xy lanhkhoảng 0,4 - 0,8 mm Khi lắp các xéc măng khí với pít tông vào xy lanhmiệng các xéc măng phải đợc bố trí lệch nhau 1200 để giảm sự lọt khí Xécmăng khí trên cùng do tiếp xúc trực tiếp với khí cháy và chịu áp suất lớn nên

bề mặt làm việc đợc mạ một lớp Crôm xốp dày 0,18-0,2mm để chống mòn

ở mỗi rãnh xéc măng dầu ngời ta lắp 2 xéc măng dầu giống hệt nhau vớilỡi vát cùng quay về phía dới có tác dụng tạo màng dầu bôi trơn cho bề mặtlàm việc của pít tông và mặt gơng xy lanh đồng thời gạt dầu thừa về các te

động cơ Khi lắp cặp xéc măng dầu vào một rãnh phải bố trí miệng chúng lệchnhau 180o

* Thanh truyền

Kết cấu cụm pít tông thanh truyền đợc trình bày trên Hình 1.3 Thanhtruyền đợc rèn dập bằng thép các bon C45, đợc nhiệt luyện để tăng độ bền.Thanh truyền đợc chia làm ba phần: đầu nhỏ, thân và đầu to Đầu nhỏ thanhtruyền có dạng thành dày đợc ép bạc lót bằng đồng thau dạng trụ rỗng để lắpghép với chốt pít tông, phía trên có khối kim loại để điều chỉnh khối lợng và

có khoan lỗ hứng dầu bôi trơn chốt Thân thanh truyền có tiết diện ngang hìnhchữ I, lớn dần về phía đầu to để giảm khối lợng mà vẫn đủ độ cứng vững Đầu

to thanh truyền đợc gia công thành hai nửa, phần tháo đợc gọi là nắp đầu tothanh truyền Ngời ta gia công tinh bề mặt bên trong của đầu to thanh truyềncùng với nắp vì thế không đợc lắp lẫn các nắp đầu to với các thanh truyền Đểlắp đúng, trên thân và nắp có đánh số theo thứ tự của các xy lanh Hai nửa của

đầu to thanh truyền đợc cố định với nhau bằng các bu lông thanh truyền Bềmặt phân chia đầu to thanh truyền vuông góc với thân thanh truyền Để tránhhiện tợng tự tháo ngời ta lắp các tấm hãm bằng thép

* Trục khuỷu

Trục khuỷu của động cơ (Hình 1.1) là chi tiết chịu tải trọng nặng nhất, nótiếp nhận lực khí thể từ pít tông thông qua thanh truyền và truyền mô menxoắn ra ngoài Trục khuỷu đợc chế tạo bằng thép hợp kim Trục khuỷu gồm 5

cổ trục và 4 cổ khuỷu, trên phần kéo dài của má khuỷu có bố trí các đối trọng

Bề mặt cổ trục và cổ khuỷu đợc tôi cao tần với chiều sâu lớp thấm tôi 3- 4mm

và độ cứng đạt 55-60 HRC

Phía trong cổ trục có khoan lỗ dẫn dầu bôi trơn, để giảm khối lợng cho trụckhuỷu đồng thời tạo khoang chứa và lọc dầu bôi trơn, các cổ khuỷu đợc khoanrỗng và nút kín ở hai đầu

* Bánh đà

Dùng để tích lũy năng lợng lấy đà khi khởi động và để thắng những trởlực tức thời trong thời gian làm việc, ổn định tốc độ quay của trục khuỷu và để

cân bằng động cơ Trên vành của bánh đà có dấu để xác định vị trí của píttông trong xy lanh thứ nhất tơng ứng với vị trí ở cuối quá trình nén

lỗ trụ tròn gia công trên các thành vách ngang Các bạc ổ đỡ bằng đồng thanh

đợc ép vào lỗ sau đó đợc gia công tinh để đảm bảo độ đồng tâm ở cổ trớc củatrục có khoan lỗ dọc trục và lỗ hớng kính để dẫn dầu bôi trơn cho các ổ trụccam và các bánh răng

b, Con đội

Con đội có dạng cốc trụ rỗng và đợc chế tạo bằng thép, mặt tiếp xúc với

đầu đũa đẩy đợc gia công dạng chỏm cầu lõm Trên bề mặt trụ có khoan lỗthoát dầu

Tám cò mổ bằng thép rèn dập đợc lắp trên giàn cò mổ, phía tiếp xúc với

đũa đẩy có lỗ ren lắp vít điều chỉnh, vít này đợc hãm bằng đai ốc Thân cò mổ

có khoan lỗ dẫn dầu bôi trơn đến phía đũa đẩy Lỗ lắp ghép với trục đợc épbạc đồng thanh để giảm mài mòn Các cò mổ đợc ép sát với giá đỡ trục cò mổnhờ các lò xo giãn cách, riêng cò mổ thứ nhất và cuối cùng đợc hạn chếchuyển dịch dọc trục nhờ đệm và bu lông đầu trục

e, Trục cò mổ

Trục làm bằng thép có dạng trụ rỗng, đặt trong bốn giá đỡ bằng gang, bagiá đầu giống nhau còn giá sau cùng có lỗ ren để lắp ống dẫn dầu bôi trơn chocác cò mổ Bề mặt trụ ngoài đợc nhiệt luyện tại vùng tiếp xúc với cò mổ vàtoàn bộ bề mặt đợc mài bóng Trên bề mặt có các lỗ khoan để dẫn dầu từ lòngtrục tới bôi trơn bề mặt tiếp xúc với bạc cò mổ Hai đầu trục đợc nút kín bằngcác đệm và các bu lông.

gờ vòng ăn khớp với rãnh vòng trên phần đuôi xu páp Thân xu páp chuyển

động tịnh tiến trong ống dẫn hớng xu páp

g, Cụm bánh răng dẫn động

Cụm bánh răng dẫn động gồm các bánh răng trụ có dạng răng nghiêng,

đợc bố trí trong khoang riêng biệt ở phía đầu động cơ và có nắp che kín Cụmgồm bánh răng dẫn động trục khuỷu, bánh răng dẫn động trục cam, bánh răngtrung gian và bánh răng dẫn động bơm cao áp Để hoạt động của các xu páp

và việc cung cấp nhiên liệu phù hợp với vị trí của pít tông các bánh răng phải

đợc lắp theo dấu đã định sẵn

1.2.3 Hệ thống làm mát

a, Sơ đồ làm việc của hệ thống làm mát:

Hệ thống làm mát bằng nớc trên động cơ DSC-80 là hệ thống kiểu tuầnhoàn cỡng bức 1 vòng kín, trong hệ thống có các phần tử: bơm nớc, két nớc,van hằng nhiệt, quạt gió, áo nớc và các đờng ống Sơ đồ hệ thống làm mát đợcthể hiện trên Hình 1.4

Hệ thống làm mát có tác dụng dẫn nhiệt thừa từ các chi tiết của động cơ

ra ngoài và giữ cho động cơ làm việc ở chế độ nhiệt độ tốt nhất đồng thời sấynóng nhanh động cơ Nếu động cơ quá nóng có thể làm cho pittông bị kẹttrong xy lanh, dầu bôi trơn bị loãng ra và có thể bị cháy dẫn đến độ mài mòncác chi tiết tăng, độ bền vững của chúng bị giảm Động cơ quá lạnh thì độnhớt dầu bôi trơn lại tăng lên, khả năng lu thông của nó giảm dẫn đến không

đảm bảo dầu bôi trơn cho các vị trí cần bôi trơn làm tăng ma sát giữa các chi

tiết chuyển động, đồng thời tiêu hao công suất cho dẫn động bơm dầu, bơm

n-ớc quạt gió tăng Để động cơ làm việc bình thờng thì nhiệt độ nn-ớc làm mát cần

đợc duy trì trong khoảng 80-900C

 Sự lu thông của nớc trong động cơ khởi động:

Khi bắt đầu khởi động động cơ khởi động, nớc đợc hâm nóng trong áonớc của động cơ khởi động và bị nớc lạnh của nắp khối xy lanh đẩy ra theoống 7 đi vào khoang bên rồi xuống khoang dới của thân bộ điều tiết nhiệt rồilại tiếp tục đi vào áo nớc của nắp xy lanh Nh vậy khi trục khuỷu động cơ chachuyển động thì trong hệ thống làm mát đã có nớc lu thông kiểu xy phôngnhiệt Nớc nóng từ động cơ khởi động đi vào nắp khối xy lanh

của động cơ chính làm cho động cơ chính nóng lên và do đó quá trình khởi

động động cơ chính đợc nhẹ nhàng

 Sự lu thông của nớc ở động cơ chính

Tuỳ thuộc vào trạng thái nhiệt của động cơ sự tuần hoàn của nớc trong

hệ thống thực hiện theo vòng lớn hoặc vòng nhỏ và đợc bảo đảm bằng bơm

n-ớc 13 dẫn động từ pu ly trục khuỷu thông qua đai truyền Khi trạng thái nhiệtlàm việc của động cơ bình thờng thì nớc làm mát sẽ tuần hoàn theo vòng lớn,trong trờng hợp này van hằng nhiệt 5 sẽ mở và nớc qua đoạn ống cao su đếnphần trên của két làm mát 2 và theo ống trao đổi nhiệt xuống phần dới Nớcqua két đợc làm nguội bằng không khí do quạt cung cấp và do dòng không khísinh ra khi máy chuyển động Lợng không khí qua két đợc điều chỉnh bằngcửa chớp 1 Nớc đợc làm nguội theo đờng ống dới đợc hút trở lại bơm và sau

đó đẩy vào động cơ Khi nhiệt độ nớc còn thấp (<700C) thì nớc sẽ thực hiệntheo vòng tuần hoàn nhỏ, lúc này van hằng nhiệt 5 đóng nớc không qua kétlàm mát mà qua đờng ống tắt trở lại bơm và vào áo nớc để đảm bảo sấy nóngnhanh động cơ chính, dần dần nhiệt độ nớc làm mát tăng van hằng nhiệt mở ra

và nớc lu thông theo vòng tuần hoàn lớn

b, Các cụm chính của hệ thống làm mát:

 Bơm nớc:

Bơm nớc kiểu bơm ly tâm có nhiệm vụ cung cấp nớc tuần hoàn trong hệthống làm mát động Bơm nớc đợc bố trí phía đầu động cơ dẫn động từ trụckhuỷu qua dây đai

Nguyên lý hoạt động: Khi bơm làm việc, nớc từ rãnh dẫn nớc chảy quacánh bơm, sau đó dới tác dụng của lực ly tâm nớc đợc hắt qua thành vỏ bơm

và qua rãnh nớc vào áo nớc blốc xilanh

 Két mát

Két mát là một thiết bị trao đổi nhiệt dùng để truyền nhiệt từ nớc làmmát cho dòng không khí chuyển động qua Trên két mát có bố trí Van hơi-không khí, cấu tạo gồm: van hơi 1 đặt lồng bên trong nó van không khí 2(hình 1.5)

ra ngoài không khí Không khí lạnh từ ngoài đợc quạt gió hút qua két mát vào

động cơ nhờ vậy nhiệt độ nớc qua két giảm xuống Khi áp suất trong két mátlớn hơn qui định van hơi đợc mở ra và hơi sẽ thoát ra ngoài, ngợc lại khi ápsuất nớc trong hệ thống thấp, van không khí đợc mở ra để tránh biến dạng các

đờng ống dẫn nớc do chênh lệch áp suất

 Van hằng nhiệt

Van hằng nhiệt có nhiệm vụ nâng nhanh nhiệt độ sấy nóng và tự độngduy trì chế độ của động cơ trong giới hạn cho phép Van đợc lắp vào khoanggom nớc trong nắp xi lanh, van (xem Hình 1.6) gồm ống xếp bằng đồng, bên

trong có chứa 10 cm3 dung dịch 15% rợu êtylic Trục van đợc cố định với ốngxếp, trên trục có hai van: van phụ và van chính.

1- thân; 2- vòng; 3,12- ống xếp; 4- đệm; 5- ống mềm; 6- đai kẹp; 7- vòng

đệm; 8- bu lông; 13- van phụ; 14- van chính.

Hình 1.6: Cụm van hằng nhiệt và nguyên lý làm việc của van

Nguyên lý hoạt động: Khi nhiệt độ nớc nhỏ hơn 700C thì chất giãn nởrắn cha sôi làm van đóng lại, nớc đi theo vòng tuần hoàn nhỏ Khi nhiệt độ n-

ớc làm mát đạt 700  20C thì chất giãn nở rắn sôi và giãn nở, đẩy màng cao su

và đũa đẩy đi lên mở van Khi nhiệt độ nớc đạt 83  20 C thì van đợc mở hoàntoàn, nớc đi theo vòng tuần hoàn lớn Van phụ cho nớc tuần hoàn về khoanghút của bơm bỏ qua két mát, van chính cho nớc qua két mát trớc khi tới bơm

1.2.4 Hệ thống bôi trơn động cơ

Hệ thống này làm nhiệm vụ lọc sạch, làm mát dầu bôi trơn và đa dầusạch tới các bề mặt ma sát, bôi trơn đồng thời làm mát, bao kín, chống rỉ chocác chi tiết của động cơ Động cơ DSC-80 sử dụng hệ thống bôi trơn hỗn hợp.Dầu đợc đa tới bề mặt làm việc của chi tiết chịu tải lớn dới áp suất cao Còncác chi tiết làm việc trong điều kiện thuận lợi hơn đợc bôi trơn theo nguyên lývung té

Các chi tiết đợc bôi trơn dới áp suất cao gồm: bạc cổ trục, bạc đầu tothanh truyền, trục giàn cò mổ của cơ cấu phối khí, bạc trục cam, bánh răngtrục cam Các chi tiết còn lại đợc bôi trơn bằng dầu vung té.

 Bơm dầu

Bơm dầu là loại bơm bánh răng, một cấp dùng để cấp dầu dới áp suấtnhất định đến các bề mặt làm việc của các chi tiết áp suất dầu đợc điều chỉnhnhờ lò xo van định áp trong khoảng 637,6.103686,7.103 Pa Lu lợng tơng ứngcủa bơm 36 lít/phút

1.2.5 Hệ thống cung cấp nhiên liệu

Hệ thống cung cấp nhiên liệu làm nhiệm vụ lọc sạch nhiên liệu, cung cấplợng nhiên liệu phù hợp với mọi chế độ làm việc, bảo đảm quy luật cung cấpnhiên liệu tốt nhất ở mọi chế độ, phun tơi hòa trộn đều khắp buồng cháy, bảo

đảm lợng cung cấp nhiên liệu đồng đều nhau cho mỗi chu trình cho từng xylanh Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ DSC-80 bao gồm các bộ phậnsau: thùng chứa nhiên liệu, bầu lọc thô, bầu lọc tinh, bơm cao áp, vòi phun,các đờng ống dẫn nhiên liệu

Bơm cao áp lắp trên động cơ thực nghiệm DSC-80 thuộc loại bơm 1dãy có nhiều phân bơm ký hiệu là УTH-5 Thân bơm đợc đúc bằng hợp kimnhôm thành một khối liền, trục cam lắp trong thân bơm và quay trên hai ổ bi.Bơm có 4 phân bơm, khoảng cách giữa các phân bơm là 32mm, lợng nhiênliệu cung cấp đợc điều chỉnh nhờ cơ cấu điều chỉnh kiểu bu lông-đai ốc (tơngứng với bàn đạp ga) Để đảm bảo việc bắt đầu và kết thúc dứt khoát quá trìnhphun ngời ta lắp trên phía đầu xy lanh bơm cao áp Trên bơm có lắp bu lông

và đai ốc hãm để điều chỉnh thời điểm bắt đầu phun nhiên liệu theo góc quaycủa trục cam Bơm nhiên liệu cũng đợc bôi trơn bằng dầu nhờn dùng cho độngcơ diesel

b, Bơm thấp áp

Năng suất và độ cung cấp nhiên liệu đồng đều ở bơm cao áp phụ thuộc vào

áp suất nhiên liệu ở rãnh của đầu bơm cao áp Qua nghiên cứu ngời ta thấy rằngkhi áp suất ở rãnh của đầu bơm cao áp giảm từ 0,049 MPa xuống 0,0098 MPa thìcông suất động cơ giảm đi 8 – 10%, còn độ cung cấp nhiên liệu không đồng đềutăng lên 3 – 4 lần Vì vậy để thắng lực cản ở các bình lọc nhiên liệu và đảm bảo

áp suất cần thiết ở rãnh đầu bơm cao áp thì trên động cơ ngời ta bố trí thêm mộtbơm thấp áp

Bơm thấp áp dùng để hút nhiên liệu từ thùng nhiên liệu qua bầu lọc thô, tạo

áp suất 0,2940,491 MPa và đẩy nhiên liệu tới bầu lọc tinh giúp nhiên liệu đợclọc sạch trớc khi đi vào bơm cao áp Ngoài ra, trên cụm bơm thấp áp còn bố trímột bơm tay để cấp đầy nhiên liệu cho bơm cao áp trớc khi khởi động động cơ và

để xả sạch bọt khí khi cần

Bơm tay dùng để bơm đầy nhiên liệu và xả không khí khỏi hệ thống cungcấp nhiên liệu trớc khi khởi động động cơ Bơm tay hoạt động theo nguyên tắcbơm pít tông một chiều

c, Bộ điều tốc

Trong quá trình làm việc, tải trọng tác dụng lên động cơ luôn luôn bịthay đổi, nếu tải trọng giảm đi mà công suất không giảm tơng ứng thì số vòngquay trục khuỷu sẽ tăng lên còn khi động cơ bị quá tải thì số vòng quay trụckhuỷu lại giảm xuống Bộ điều tốc có tác dụng điều chỉnh công suất của độngcơ một cách tự động ở bất kỳ chế độ tải trọng nào giữ cho động cơ luôn luônlàm việc ở chế độ tốc độ có lợi nhất

Trên bơm cao áp УHT-5 có lắp bộ điều tốc đa chế độ, kiểu ly tâm tácdụng trực tiếp với sức căng ngoài của lò xo Để khởi động động cơ dễ dàng lúckhông tải, ngời ta đặt trên bộ điều tốc một bộ phận tự động làm giầu nhiênliệu cung cấp Mức độ gia tăng thêm của lợng nhiên liệu cực đại và tơng ứngvới nó là mô men xoắn đợc điều chỉnh nhờ vít điều chỉnh

e, Vòi phun

Trên động cơ DSC-80 có lắp vòi phun kiểu kín, nhiều lỗ phun (ký hiệuФд-22), áp suất nâng kim phun 17,5-18,5 MPa Kết cấu vòi phun đợc thể hiệntrên hình 1.7

Chơng 2 cơ sở lý thuyết của bài toán

cân bằng nhiệt 2.1 Mục đích, ý nghĩa của bài toán cân bằng nhiệt

Khi động cơ làm việc, các chi tiết của động cơ nhất là các chi tiết trongbuồng cháy, tiếp xúc với sản vật cháy có nhiệt độ rất cao Nhiệt độ đỉnh píttông có thể lớn hơn 9000C Nhiệt độ các chi tiết cao có thể dẫn đến các tác hạisau:

+ Giảm sức bền, độ cứng vững và tuổi thọ chi tiết do xuất hiện ứng suấtnhiệt Làm thay đổi tính chất cơ lý, hoá của vật liệu chế tạo chi tiết, đặc biệt làcác chi tiết phi kim loại

+ Giảm khả năng bôi trơn của dầu, tăng cờng độ mài mòn cho các cặpchi tiết có chuyển động tơng đối với nhau

+ Bó kẹt các chi tiết có chuyển động tơng đối với nhau nh cặp pít tôngxilanh; trục khuỷu-bạc lót

+ Giảm hệ số nạp dẫn đến giảm công suất động cơ

+ Gây kích nổ trong động cơ xăng

Vì vậy yêu cầu đặt ra là phải giảm đợc nhiệt độ của động cơ trong quátrình nó làm việc, giữ cho nhiệt độ của các chi tiết không vợt quá giá trị chophép, đảm bảo điều kiện làm việc bình thờng của động cơ Điều này đợc thựchiện nhờ hệ thống làm mát của động cơ

Tuy nhiên nếu cờng độ làm mát quá lớn, nhiệt độ các chi tiết thấp, sẽ dẫn

đến hiện tợng ngng tụ hơi nhiên liệu và đọng bám trên bề mặt các chi tiết, rửatrôi lớp dầu bôi trơn, làm cho các chi tiết bị mài mòn nhiều hơn Đồng thời donhiệt độ thấp, độ nhớt của dầu bôi trơn sẽ thấp dẫn đến ma sát giữa các chi tiếtchuyển động tăng Ngoài ra công suất tiêu hao do các bộ phận của hệ thốnglàm mát nh bơm nớc , quạt gió cũng tăng, kết quả làm tăng tổn thất cơ giớicủa động cơ

Từ sự phân tích ở trên, ta thấy cân bằng nhiệt cho động cơ có ý nghĩaquan trọng Mục đích của bài toán cân bằng nhiệt là tính toán lợng nhiệtchuyển đổi trong động cơ và thờng là khâu cuối cùng trong công việc tínhtoán động cơ Giải quyết bài toán cân bằng nhiệt cho ta những lợi ích sau:

- Đa ra các biện pháp để giữ cho động cơ làm việc ổn định ở nhiệt độthích hợp trong tất cả các chế độ và điều kiện vận hành Đảm bảo sự làm việcbình thờng của các chi tiết

- Tính toán đợc trị số tổn thất nhiệt trong động cơ, giúp ngời nghiên cứu

có một hình dung cụ thể về mặt phân bố năng lợng trong quá trình làm việccủa động cơ và có thể tìm ra đợc những giải pháp nhằm giảm thiểu sự mất mátnăng lợng hoặc sử dụng chúng vào trong các công việc có ích khác

- Tính toán các giá trị của tổn thất nhiệt trong động cơ, trên cơ sở đó đểtìm ra các biện pháp làm giảm bớt chúng hoặc để sử dụng vào những mục đích

có ích Thí dụ: khi biết đợc những giá trị của tổn thất nhiệt cho nớc làm mát,

do khí thải mang ra ngoài, ta có thể thiết kế đợc các thiết bị lợi dụng nhữngtổn thất nhiệt đó nh để sấy nóng nớc phục vụ sinh hoạt, dùng cho nồi hơi khíthải (trên tầu thuỷ) hoặc quay tuabin tăng áp cho động cơ Do lợi dụng đợcnhững tổn thất nhiệt trên mà ta có thể thu đợc một hiệu suất cao cho toàn bộthiết bị động lực so với hiệu suất của riêng động cơ

- Cân bằng nhiệt cho ta cơ sở để tính toán hàng loạt các thiết bị phụ dùngcho động cơ Ví dụ: thiết bị của hệ thống làm mát, bôi trơn… Vì để tính đ Vì để tính đợcnhững thiết bị kể trên cần phải biết đợc lợng nhiệt truyền cho nớc làm mát,cho dầu bôi trơn, nhiệt do khí thải mang ra ngoài vì vậy, bài toán cân bằngnhiệt có ý nghĩa thực tế.

- Cân bằng nhiệt cho phép kiểm tra lợng nhiệt sử dụng có ích, lợng nhiệttổn thất có bằng tổng lợng nhiệt đa vào động cơ hay không Nếu không bằngnhau thì cần phải tính toán lại Ngoài ra cân bằng nhiệt còn là một biện pháp

đánh giá tổng hợp khả năng làm việc của động cơ

2.2 Phơng trình cân bằng nhiệt

Tại một chế độ làm việc ổn định của động cơ, tổng lợng nhiệt đa vào

động cơ đợc chuyển thành công có ích và các thành phần năng lợng mất mát(tổn thất) Phơng trình cân bằng nhiệt đợc biểu diễn thông qua số lợng nhiệtquy dẫn trên một đơn vị thời gian nh sau:

Qo = Qe + Qlm + Qd + Qch + Qth+ Qcl [J] (2.1)Trong đó:

Qo - Nhiệt lợng tổng cộng đa vào động cơ tại chế độ làm việc đã cho,[J];

Qe - Nhiệt lợng tơng đơng với công có ích của động cơ, [J];

Qlm- Nhiệt lợng toả ra cho môi chất làm mát, [J];

Qd - Nhiệt lợng toả ra cho dầu bôi trơn, [J];

Qch- Nhiệt lợng mất mát của nhiên liệu do cháy không hoàn toàn, [J];

Qth- Nhiệt lợng do khí thải mang theo ra ngoài, [J];

Qcl- Các thành phần còn lại của tổn thất nhiệt mà không tính toán vàocác thành phần nói trên của phơng trình cân bằng nhiệt, [J]

Để thuận tiện cho việc đánh giá sự phân bố năng lợng, phơng trình (2.1)

có thể đợc viết dới dạng tỷ lệ phần trăm của toàn bộ số nhiệt lợng đa vào độngcơ:

100% =

(Q e Q lm Q d Q ch Q th Q cl).100%

lm lm

Q q

Q

% 100

2.2.1 Nhiệt lợng tơng đơng với công có ích của động cơ

Nhiệt lợng tơng đơng với công có ích của động cơ trong 1giây đợc xác

định theo công thức:

Trong đó:

Ne - là công suất có ích của động cơ, [W]; (Ne - đợc đo trực tiếp)

2.2.2 Nhiệt lợng tổng cộng tiêu hao trong 1 giây

Lợng nhiệt tổng cộng mà động cơ tiêu hao trong 1 giây đợc xác định theocông thức:

Trong đó:

QH - nhiệt trị thấp của nhiên liệu Với nhiên liệu diesel có thể chọn:

QH = 42705.103 [J/kg];

Gnl - lợng tiêu thụ nhiện liệu, [kg/s] (Gnl đợc xác định trực tiếp bằngthiết bị AVL FUELBALANCE 733S).

2.2.3 Nhiệt lợng toả ra cho nớc làm mát

Nhiệt lợng toả ra cho nớc làm mát trong 1giây đợc xác định theo côngthức:

Qlm = Gn Cn (tnr-tnv) [J] (2.6)Trong đó:

Cn - Nhiệt dung riêng của nớc, [J/kg.độ] Cn = 4186 [J/kg.độ];

tnr - Nhiệt độ của nớc làm mát ra động cơ, [oC];

tnv - Nhiệt độ của nớc làm mát vào động cơ, [oC];

(tnr, tnv đợc xác định bằng cách đo trực tiếp trên bệ thử nhờ cảm biến)

Gn - Lợng nớc tuần hoàn trong hệ thống làm mát, [kg/s]

 Gn có thể đợc xác định bằng cách đo trực tiếp lu lợng nớc tuần hoàn trong

hệ thống làm mát hoặc cũng có thể xác định dựa vào các thông số kết cấu đãbiết của bơm theo công thức tính lu lợng của bơm nớc kiểu ly tâm:

Gn =  D b Vr v (2.7)

ở đây:

D - đờng kính ngoài của bánh công tác, [mm];

b - chiều rộng bánh công tác tại lối ra, [mm];

Vr - thành phần hớng kính của vận tốc tuyệt đối tại lối ra, [m/s];

v - hệ số hiệu dụng thể tích của bơm

2.2.4 Nhiệt lợng do khí thải mang ra ngoài

Nhiệt lợng do khí thải mang ra ngoài trong 1giây đợc xác định theocông thức:

Qth = (Gnl + Gkk) Ckk (tkk-to) [J] (2.8)Trong đó:

Gnl - Lợng tiêu thụ nhiên liệu, [kg/s];

Gkk- Lợng tiêu thụ không khí, [kg/s]; (Gkk đợc lấy dựa trên số liệu thựcnghiệm đo đợc cho cùng loại động cơ, ở chế độ toàn tải tại Phòng thínghiệm Nghiên cứu và Phát triển động cơ AVL - Đại học Bách Khoa Hà

nội, [5]).

Ckk - Nhiệt dung riêng đẳng áp của khí thải, Ckk =1040 [J/kg.độ];

tkx- Nhiệt độ khí thải, [oC]; (tkx đợc đo trực tiếp trên bệ thử nhờ cảmbiến)

to- Nhiệt độ môi trờng, [oC] (to đợc chọn theo nhiệt độ môi trờng tạithời điểm đo)

2.2.5 Nhiệt lợng mất mát do nhiên liệu cháy không hoàn toàn

Qch = QH Gnl [J] (2.9) Trong đó:

QH - Phần tổn thất nhiệt lợng do cháy không hoàn toàn Đối với độngcơ mà trong đó đốt cháy nhiên liệu không đợc hoàn toàn tức là không đủ ôxycủa không khí thì số lợng nhiệt QH chính là phần giảm đi của nhiệt lợng toả

ra và đợc tính theo công thức:

QH = 120 106 (1-) Mo [J] (2.10) Trong đó:

Mo- Lợng mol không khí lý thuyết để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiênliệu, đợc tính theo công thức:

(C, H, Onl- là số kg C, H2, và O2 có trong 1 kg nhiên liệu)

- Với nhiên liệu diesel: M0 = 0,496 (kmol)

Nhiệt lợng mất mát của nhiên liệu do cháy không hoàn toàn tơng đốinhỏ nên khi tính toán ta có thể tính phần nhiệt mất mát này vào trong thànhphần của Qcl

2.2.6 Nhiệt lợng toả ra cho dầu bôi trơn

Đối với các động cơ có két nớc làm mát dầu bôi trơn thì thông thờng trị

số Qd có thể đợc xác định bằng cách đo nhiệt lợng toả ra của dầu bôi trơn cho

nớc trong két mát dầu Trong trờng hợp tổng quát, Qd còn có thể đợc xác địnhbằng phơng trình truyền nhiệt (tính cho 1 giây):

Qd = Gd (tdr-tdv) Cd [J] (2.12)Trong đó:

Cd- nhiệt dung riêng của dầu bôi trơn, [J/kg.độ];

tdr- nhiệt độ của dầu bôi trơn khi đi ra khỏi động cơ, [oC];

tdv- nhiệt độ của dầu bôi trơn khi đi vào động cơ, [oC];

Gd- lu lợng dầu tuần hoàn trong hệ thống bôi trơn, [kg/s]

Tuy nhiên, trong quá trình hoạt động của động cơ, nhiệt độ của dầu bôitrơn khi ra khỏi động cơ còn phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ của các bề mặt

ma sát mà dầu đi qua để bôi trơn dẫn đến sai số lớn trong khi tính toán theophơng trình (2.12) Mặt khác, do các trang thiết bị tại phòng thí nghiệm chacho phép xác định các thông số (tdv, tdr) để tính toán lợng nhiệt truyền cho dầubôi trơn Vì vậy để thuận tiện cho việc giải quyết bài toán cân bằng nhiệt, ta

có thể tham khảo giá trị của qd qua kết quả thực nghiệm của các nhà nghiêncứu đã đa ra: qd  (6  7)% đối với động cơ Diesel Sơ đồ thể hiện sự phân bốnhiệt năng của động cơ trong quá trình làm việc đợc thể hiện trên Hình 2.1

Hình 2.1 Sơ đồ cân bằng nhiệt bên trong động cơ đốt trong

Trong đó:

Qo - nhiệt lợng tổng cộng do nhiên liệu đa vào động cơ tại chế độ làmviệc đã cho;

Qi - nhiệt lợng tơng đơng với công chỉ thị của động cơ;

Qe - nhiệt lợng tơng đơng với công có ích của động cơ;

Qvách- nhiệt lợng tryền cho vách giới hạn thể tích trong của xy lanh;

Qlm - nhiệt lợng toả ra cho môi trờng làm mát;

Q- nhiệt lợng tổng cộng chứa trong khí thải;

Qm- nhiệt lợng tơng đơng với công tiêu hao cho ma sát và cho việc dẫn

động các cơ cấu phụ;

Qms- nhiệt lợng truyền cho môi trờng làm mát do ma sát của pít tông vàxéc măng;

Qd - nhiệt lợng toả ra cho dầu bôi trơn;

Qch- nhiệt lợng mất mát của nhiên liệu do cháy không hoàn toàn;

Qth- nhiệt lợng do khí thải mang theo ra ngoài;

Qw- nhiệt lợng ứng với động năng của khí thải;

Qua sơ đồ trên Hình 2.1 có thể có một hình dung tổng quan về sự phân

bố năng lợng hay chính là sự vận động của các dòng nhiệt trong động cơ vàphán đoán đợc những tổn thất thuộc về thành phần này hay thành phần kháccủa cân bằng nhiệt Từ đó có thể có những hớng nghiên cứu tiếp theo nhằmgiảm thiểu sự mất mát năng lợng, tăng công suất có ích của động cơ hoặc lợidụng các dòng nhiệt mất mát này để sinh công có ích trong phục vụ cho cácmục đích khác nh đã trình bày trong mục 2.1

Cũng từ sơ đồ Hình 2.1 ta cũng có thể rút ra rằng: phần nhiệt tơng ứngvới từng thành phần trong phơng trình cân bằng nhiệt phụ thuộc rất nhiều vào

các yếu tố sử dụng và cấu tạo của động cơ Việc giảm tổn thất nhiệt truyềncho nớc làm mát để tăng hiệu suất có ích của động cơ chỉ có thể thực hiện ởmột giới hạn nhất định vì nó hạn chế bởi tính ổn định nhiệt của dầu bôi trơn và

độ bền cũng nh tuổi thọ của các chi tiết trên động cơ

Khi tăng nhiệt độ nớc làm mát trong hệ thống làm mát tới phạm vi đảmbảo động cơ làm việc ổn định (trong những điều kiện gần nh nhau) thì phầnnhiệt lợng tổn thất do nớc làm mát mang đi sẽ giảm Kinh nghiệm cho thấy cứtăng nhiệt độ nớc làm mát thêm 100C thì nhiệt lợng truyền cho nớc làm mátgiảm đi một lợng khoảng (4  5)% Nhng do giảm mức độ làm mát môi chấtcông tác nên dẫn đến việc tăng tổn thất nhiệt do khí thải mang ra ngoài và chỉlàm cho công chỉ thị tăng chút ít

Việc thay đổi nhiệt lợng ứng với các thành phần của cân bằng nhiệt khităng nhiệt độ nớc làm mát sẽ làm cho nhiệt độ vách xy lanh và nhiệt độ trungbình của màng dầu nằm giữa pít tông và xy lanh tăng Việc tăng nhiệt độ củavách xy lanh sẽ làm giảm hệ số nạp Kinh nghiệm cho thấy khi tăng nhiệt độnớc đi ra khỏi hệ thống làm mát từ 60 đến 90oC thì hệ số nạp sẽ giảm khoảng(2  3)% Tăng nhiệt độ của màng dầu bôi trơn giữa pít tông và xy lanh sẽlàm công ma sát giảm rất nhiều do độ nhớt  của dầu sẽ giảm theo phơngtrình xác định độ nhớt tổng quát nh sau:

 o- Độ nhớt của chất lỏng tơng ứng với t = 0oC

a và b là các hằng số tơng ứng với dầu diesel

Kinh nghiệm cũng cho thấy rằng cứ tăng nhiệt độ nớc làm mát thêm

100C thì công suất giảm đi một lợng khoảng (3,5 10)%

Kết quả tác động tơng hỗ của các yếu tố nói trên làm cho công suất cóích của động cơ tăng lên chút ít và suất tiên hao nhiên liệu cũng đợc cải thiện.Bảng 2.1 dới đây liệt kê các giá trị trung bình của các thành phần trongphơng trình cân bằng nhiệt của động cơ

đáng kể tính kinh tế của động cơ Trong các động cơ tàu thuỷ và động cơ tĩnhtại cỡ lớn, ngời ta thờng lợi dụng nguồn năng lợng này để làm nóng nớc ở nồihơi phục vụ sinh hoạt hoặc dùng để dẫn động các máy móc phụ thay cho hơinớc.

Trong các động cơ tăng áp, ngoài việc lợi dụng nguồn năng lợng nàycùng với động năng của khí thải để quay tua-bin khí, ngời ta còn có thể lợidụng nhiệt lợng của sản vật cháy không hoàn toàn chứa trong khí thải bằngcách đốt kiệt chúng trớc tua-bin để tăng công suất cho tua-bin

2.3 Các đại lợng cần đo để giải quyết bài toán cân bằng nhiệt

Qua việc phân tích ở trên, ta thấy rằng cân bằng nhiệt cho động cơ làmột nội dung quan trọng trong quá trình tính toán động cơ Để giải quyết đợcbài toán cân bằng nhiệt, ngoài các thông số đã cho ta cần phải xác định đợccác thông số nh đợc trình bày trong Bảng 2.2

Bảng 2.2: Các đại lợng cần xác định trong bài toán cân bằng nhiệt

TT Thông số đo Ký hiệu Đơn vị đo Phơng pháp xác định

của động cơ phanh điện tạo ra

07 Nhiệt độ khí xả tkx [0C] Cảm biến nhiệt độ khí xả

ChƯƠng 3 thực nghiệm khảo sát cân bằng nhiệt

động cơ dsc-80 3.1 Mục đích, chế độ và đối tợng thử nghiệm.

- Lợng tiêu thụ nhiên liệu của động cơ

- Nhiệt độ của nớc làm mát khi ra và vào động cơ

- Nhiệt độ khí xả

Với các số liệu thực nghiệm đo đợc đó, tính toán trị số các thành phầntrong phơng trình cân bằng nhiệt, xác định hiệu suất sử dụng nhiệt của độngcơ, làm cơ sở để đề ra những biện pháp giảm thiểu sự mất mát nhiệt, nâng caohiệu suất sử dụng nhiệt.

3.1.2 Chế độ thử nghiệm

Quá trình thử nghiệm đợc tiến hành sau khi động cơ đã làm việc ổn

định, nhiệt độ của nớc làm mát, nhiệt độ của dầu bôi trơn đã đạt tới nhiệt độlàm việc bình thờng của động cơ

Chế độ thử nghiệm động cơ diesel DSC-80 đợc tiến hành trong các điềukiện sau:

- Giữ nguyên chế độ tải ở một mức nhất định trong suốt quá trình đobằng cách cố định cần nâng hạ các điện cực trên tủ điện phân (tạo tải chophanh điện)

- Thay đổi tốc độ quay của trục khuỷu động cơ trong dải tốc độ làm việc(thông qua việc điều chỉnh cơ cấu điều chỉnh lợng nhiên liệu cung cấp cho 1chu trình để tăng hoặc giảm lợng nhiên liệu cung cấp cho động cơ)

Do động cơ thử nghiệm DSC-80 đã cũ, các thiết bị thử nghiệm có thờigian sử dụng lâu, độ an toàn trong quá trình làm việc hạn chế (chủ yếu là dokhả năng tạo tải của phanh điện), do vậy khi tiến hành đo các thông số phục

vụ việc khảo sát cân bằng nhiệt động cơ DSC-80 trên bệ thử KI-2139B chỉ đợctiến hành trong dải tốc độ động cơ từ 1500  1900 vg/ph

3.1.3 Đối tợng thử nghiệm

Đối tợng thử nghiệm là động cơ diesel Sông Công DSC-80 do Công tyDiesel Sông Công sản xuất Thông số kỹ thuật và những nét chính về kết cấu

động cơ DSC - 80 đã đợc trình bày trong chơng 1

3.2 Trang thiết bị phục vụ quá trình nghiên cứu thực nghiệm

3.2.1 Sơ đồ bố trí động cơ và trang thiết bị thử nghiệm

Những thiết bị phục vụ cho thực nghiệm khảo sát cân bằng nhiệt của

động cơ DSC-80 bao gồm:

+ Bệ thử KI – 2139B (dùng phanh điện xoay chiều 3 pha)

+ Thiết bị AVL-FUELBALANCE 733S cùng với một số thiết bị khác.Sơ đồ bố trí thiết bị và động cơ để tiến hành thực nghiệm đợc trình bày