Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ yuchai YZ485ZLQ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: KHẢO SÁT HỆ THỐNG TĂNG ÁP ĐỘNG CƠ YUCHAI YZ485ZLQ LẮP TRÊN XE FOTON TẢI 1,25 TẤN SVTH Lớp GVHD GVD : Hoàng Minh Cảnh : 04C4B : TS Phùng Xuân Thọ : TS Dương Việt Dũng Đà Nẵng, 2009 NỘI DUNG THUYẾT MINH Mục đích – ý nghĩa đề tài Giới thiệu chung động Yuchai YZ485ZLQ - Các thông số động - Các cấu hệ thống động Khảo sát hệ thống tăng áp động Yuchai YZ485ZLQ - Các thông số cụm Turbo tăng áp - Kết cấu hệ thống * Kết cấu cụm turbo * Kết cấu bầu áp suất van xả Tính tốn kiểm nghiệm Turbo SJ60 Những hư hỏng biện pháp khắc phục Kết luận MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA ĐỀ TÀI - Giảm thể tích tổng thể động đơn vị công suất - Giảm trọng lượng riêng toàn động ứng với đơn vị công suất - Giảm giá thành sản xuất với đơn vị công suất - Tăng công suất cho động - Tăng hiệu suất có ích động giảm suất tiêu hao nhiên liệu - Giảm mức độ gây ồn động - Giảm lượng khí thải độc hại hạn chế mức độ gây ô nhiễm môi trường GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ YUCHAI YZ485ZLQ MẶT CẮT NGANG ĐỘNG CƠ THAM KHẢO DEO8TIS 10 11 12 13 14 15 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ Công suất 46 Tỷ số nén 17,5:1 Số xilanh Thứ tự làm việc [KW] 1-3-4-2 Đường kính xilanh 85 [mm] Hành trình piston 92 [mm] 165/3200 [N.m] 215 [g/KW.h] Dung tích xylanh 2,088 [lít] Tiêu chuẩn khí xả EURO II Mơmen cực đại/Số vòng quay định mức Suất tiêu hao nhiên liệu Hệ thống nhiên liệu diezel, dùng bơm cao áp dạng Bosh Hệ thống bôi trơn cưỡng sử dụng bơm bánh ăn khớp Hệ thống làm mát nước theo chu trình kín, dùng bơm kiểu ly tâm dẫn động từ trục khuỷu Hệ thống khởi động điện, với điện áp máy khởi động/Công suất 12/2,5 V/KW 205 [kg] 14/500 [A/W] 820x556x660 [mm] Hệ thống tăng áp turbo khí xả lọai SJ60 Trọng lượng khơ động Dùng máy phát loại JFWB15C3, với dòng điện/Cơng suất khuyếch đại Kích thước tổng thể động KHẢO SÁT HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN ĐỘNG CƠ YUCHAI YZ485ZLQ SƠ ĐỒ BỐ TRÍ HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN ĐỘNG CƠ YUCHAI YZ485ZLQ 15 14 13 12 11 10 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN ĐỘNG CƠ YUCHAI YZ485ZLQ Động Yuchai YZ485ZLQ sử dụng hệ thống tăng áp turbo khí xả Cơng ty Weifan Fuyan Turbochargers Trung Quốc sản xuất TỔNG THỂ CỤM TURBO TĂNG ÁP ø61.81 1.00 133.00 24.91 30.53 7.00 A 61.50 51.45 31.00 90.00 D 44.25 5-M8X18 10.00 56.98 100.00 ø60.00 46.75 44.25 44.25 MẠY NẸN 72.00 C TUABIN - MẠY NẸN - Đường kính ngồi bánh cơng tác máy nén 48[mm] - Số cánh bánh công tác máy nén 10 - Chiều dài toàn cụm turbo 190[mm] KẾT CẤU CỤM TUABIN – MÁY NÉN Cấu tạo tăng áp : - Một TB hướng gồm: vỏ TB bánh công tác TB; - Một MN ly tâm gồm: vỏ máy nén, mặt bích trung gian bánh tăng áp; B - Bạc đỡ trục vỏ 10 A C Đặc tính biểu diễn mối quan hệ lưu lượng khối lượng máy nén với tỷ số tăng áp tốc độ quay khác nhiệt độ khí xả tỷ số giãn nở không đổi δ T=1,6 P1 P0 δ T=1,5 δ T=1,4 A A3 δ T=1,3 1,5 A2 19000 A1 δ T=1,2 17500 12000 1,0 1,0 nt=9000 vg/ph 15000 mk Τ0 -3 10 P0 PHƯƠNG ÁN XẢ BỚT KHÍ THẢI 910 11 12 13 18 17 16 15 14 ge b Me a c Nmax Cộng dụng : Việc xả bớt khí điều chỉnh áp suất khí nạp, nhằm cải thiện tính gia tốc đặc tính momen động Tuy làm giảm hiệu suất tổng thể TB – MN việc thực tránh tượng tải động Ne Me ge M max k= M n Với động diêzel khơng có phun đậm đặc : k= 1,1 ÷ 1,15 Nn Mn Từ đường đặc tính tốc độ ngồi động việc xả bớt khí thải nhằm đưu động hoạt động theo hệ số thích ứng động theo momen xoắn k Với : M max Ne nM nN nn nck ne Đường đặc tính tốc độ ngồi động diêzel SƠ ĐỒ BỐ TRÍ KÉT LÀM MÁT KHÍ NẠP TRÊN ĐỘNG CƠ Vai trò : Cho phép tăng khối lượng khí nén, từ tăng áp suất có ích pe nhằm tăng cơng suất động 630 190 350 10 260 70 60 365 350 50 45 57 Ngoài tác dụng tăng cơng suất động cơ, làm mát khí nạp có tác dụng : + Giảm tổn thất nhiệt ; + Cải thiện hiệu suất gới ; + pe tăng mà không làm tăng áp suất chu trình ; + Giảm cơng tiêu thụ MN cho 1kg khí tăng áp Vì vậy, làm mát khí tăng áp khơng cho phép tăng áp suất có ích mà cho phép giảm suất tiêu hao nhiên liệu 285 500 KẸT LM MẠT KHÊNẢ P 41 TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM BỘ TURBO SJ60 TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ LÀM VIỆC TRONG TUABIN VÀ MÁY NÉN Ở chế độ làm việc ổn định, tính tốn thông số làm việc TB-MN phải thỏa mãn điều kiện sau : + Cân công suất: NK=NT ; + Cân số vòng quay: nk=nT ; + Cân lưu lượng khí qua tuabin máy nén: GT = G K+Gnl-Ghh Vì thơng số cần tính tốn : + Lưu lượng khơng khí vào máy nén Gk ; + Lưu lượng khí qua tuabin GT ; + Nhiệt độ khí thải khỏi động chưa tính đến hồ lẫn khí quét TP’ ; + Nhiệt độ khí thải khỏi động tính đến thành phần khí qt hồ lẫn khí xả Tp ; + Tỉ số tăng áp ; + Tỉ số giản nỡ tuabin ; + Số vòng quay tuabin máy nén THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CỤM TURBO TĂNG ÁP Số hiệu turbo Đường kính ngồi bánh cơng tác SJ60 48 [mm] 0,01-0,18 [kg/s] Áp suất khơng khí sau máy nén 2,5 [kg/cm2] Nhiệt độ khí xả vào tuabin 650 [0C] 196-392 [kPa] 50-80 [0C] 150000 [Vòng/phút] Lưu lượng khối lượng máy nén Áp suất dầu bôi trơn ổ trược trục tuabinmáy nén Nhiệt độ dầu bôi trơn Tốc độ quay cực đại trục tuabin-máy nén BẢNG CÁC THÔNG SỐ CHỌN Thơng số Ký hiệu Nhiệt độ khí tăng áp TK Áp suất tăng áp Đơn vị Khoảng thường gặp Giá trị chọn K 298 PK MN/m2 0,22 Áp suất đường thải Pth MN/m2 Áp suất mơi trường ngồi P0 MN/m2 Nhiệt độ môi trường T0 Hệ số dư lượng khơng khí α Áp suất khí sót Pr Nhiệt độ khí sót Tr Áp suất cuối qúa trình nạp Pa Hệ số quét khí φk 1,03.P0 [2] 0,1 [2] 298 [2] 1,5÷1,8 1,7 [2] MN/m2 >Pth 0,15 [2] K (700÷900)0K 850 [2] MN/m2 (0,9÷0,96)Pk 0,91.Pk [2] ≥1 1,05 [2] (1,02÷1,04)P0 TLT K TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CỦA MÁY NÉN SƠ ĐỒ TÍNH TỐN MÁY NÉN TĂNG ÁP 5(c) 5(c) 4 b1 a b2 b3 T0 P0 T2 T1 T3 T4=TK P3 P4=PK P2 P C2 C1 C C0 K Vo v xồõ n äú c Ra mạy nẹn Vo bạnh cạnh Vo äú ng gim täú c B Vo mạy neïn a D3 D4 D2 D0 D1m D1 C4=CK BẢNG THƠNG SỐ TÍNH TỐN MÁY NÉN Đường kính miệng vào bánh cơng tác: D0 8,25[mm] Đường kính ngồi miệng vào bánh cơng tác: D1 33 [mm] Đường kính trung bình miệng vào bánh cơng tác: D1m 24 [mm] Đường kính ngồi miệng bánh cơng tác: D2 60 [mm] Đường kính vành tăng áp: D3 84 [mm] Chiều rộng miệng bánh công tác: b2 2,7 [mm] Chiều rộng miệng vào vành tăng áp: b3 7,2 [mm] Mức độ tăng áp suất máy nén : πk Hiệu suất máy nén: ηk Thông số Công suất dẫn động máy nén: NK C 50 80 243,69 T 298 296 357,54 P 0,1 0,096 0,186 2,827 25,64 423,273 0,278 0,822 Đơn vị 8,813 [KW] 25,65 [m/s] 423,273 [oK] 0,279 [MN/m2] TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CỦA TUABIN SƠ ĐỒ TÍNH TỐN TUABIN TĂNG ÁP I II bn ∆r IV III n b1 1 n α1 u1 β1 W1 D2m D1 D01 D02 D2m C1 D0 α2 C2 ω u2 β2 W2 BẢNG THƠNG SỐ TÍNH TỐN TUABIN Lưu lượng khí qua tuabin: GT 0,073 [kg/s] Góc mà dòng khí khỏi miệng phun: α1 22 [độ] Góc vào dòng cánh bánh cơng tác: β1 69 [độ] Góc khí từ bánh cơng tác: α2 86 [độ] Góc dòng khí từ bánh cơng tác chuyển động tương đối: β2 [độ] Hiệu suất có ích tuabin: ηT 0,64 Cơng suất có ích tuabin: NT 8,429 [KW] ∆N 4,357% NHỮNG NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC BIỂU HIỆN NGUYÊN NHÂN BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC Động khó tăng tốc, giảm cơng suất tiêu hao nhiên liệu nhiều - Do áp suất tăng áp thấp - Tắc hệ thống nạp khí - Rò rĩ hệ thống nạp khí - Tắc hệ thống thải - Sai lệch điều kiện vận hành TB-MN - Dùng đồng hồ đo áp suất khí tăng áp - Kiểm tra hệ thống nạp khí - Kiểm tra hệ thống thải khí - Kiểm tra vận hành cánh máy nén Có tiếng ồn bất thường - Có tượng cộng hưởng chi tiết lắp ghép với cụm TBMN với thân cụm TB-MN - Kiểm tra bulông lắp ghép cụm TB-MN - Kiểm tra biến dạng ống xả - Kiểm tra khe hở dọc trục khe hở hướng tâm cánh máy nén (0,18 Tiêu hao nhiên liệu lớn có khói xanh - Ống xả bị rò rung động nới lỏng bulông cố định - Sai lệch điều kiện vận hành TB-MN mm), kiểm tra trục TB-MN kiểm tra ổ đỡ - Kiểm tra xem có vật lạ rơi vào hệ thống không - Do hư hỏng đầu nối với cụm TB-MN mòn bạc lắp trục cụm TB-MN - Kiểm tra thất thoát dầu hệ thống thải: tháo ống nối đầu vào TB xem có tích tụ mụi than cánh TB Sự tích tụ mụi than cháy dầu gây - Kiểm tra rò rỉ dầu hệ thống nạp: kiểm tra khe hở dọc trục khe hở kính cánh máy nén, kiểm tra có mặt dầu bôi trơn ống hút máy nén KẾT LUẬN Qua trình tìm hiểu nghiên cứu để thực đồ án, kiến thức thực tế kiến thức em nâng cao Em hiểu sâu sắc hệ thống tăng áp động đốt trong, mà đặc biệt hệ thống tăng áp động YUCHAI – YZ485ZLQ Trung Quốc sản xuất lắp xe FOTON tải 1,25 Tuy nhiên, thời gian có hạn, kiến thức tài liệu tham khảo để em hồn thành đề tài nhiều hạn chế kinh nghiệm thực tiễn, q trình thực trình bày khơng tránh khỏi thiếu sót, mong thầy quan tâm góp ý để em ngày hồn thiện ... JFWB15C3, với dòng điện/Cơng suất khuyếch đại Kích thước tổng thể động KHẢO SÁT HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN ĐỘNG CƠ YUCHAI YZ485ZLQ SƠ ĐỒ BỐ TRÍ HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN ĐỘNG CƠ YUCHAI YZ485ZLQ 15 14... Giới thiệu chung động Yuchai YZ485ZLQ - Các thông số động - Các cấu hệ thống động Khảo sát hệ thống tăng áp động Yuchai YZ485ZLQ - Các thông số cụm Turbo tăng áp - Kết cấu hệ thống * Kết cấu cụm... CẤU HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN ĐỘNG CƠ YUCHAI YZ485ZLQ Động Yuchai YZ485ZLQ sử dụng hệ thống tăng áp turbo khí xả Cơng ty Weifan Fuyan Turbochargers Trung Quốc sản xuất TỔNG THỂ CỤM TURBO TĂNG ÁP