MÔ PHỎNG hệ THỐNG MIVEC(Mitsubishi innovative valve timing and lifting electronic control)

1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CƠNG NGHỆ ƠTƠ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP MƠ PHỎNG HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ MIVEC Giảng viên hướng dẫn : Thầy PHẠM QUANG KHẢI Sinh viên thực hiện: VŨ HỒNG PHÚC NGUYỄN VĂN TÙNG Lớp : DHOT3 Khoá : Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng TP Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2011 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, công nghiệp ôtô có thay đổi lớn lao Với phát triển vượt bậc khoa học công nghệ, ôtô ứng dụng nhiều công nghệ đời nhiều hệ thống nhằm đáp ứng yêu cầu: tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm lượng khí thải độc hại, tăng tính an tồn ơtơ.Các hệ thống kể tên như: hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS), hệ thống chống trượt (ASR), điều khiển ga chạy tự động, hệ thống túi khí (AIR, BAG), … đặc biệt hệ thống điều khiển xupáp điện tử như:Hệ thống Mivec,VVT-i…Chính lẽ đó, sinh viên ngành khí động lực đứng trước phát triển vượt bậc công nghệ ôtô, để chọn đề tài cho đồ án tôt nghiệp chúng em chọn hệ thống điều khiển xupáp điện tử, hệ thống phân phối khí MIVEC hảng Mitsubishi hệ thống thay đổi thời gian hành trình xupap cách thay đổi biên dạng cam Với đồ án tốt nghiệp giúp cho chúng em nhận thức hiểu biết công nghệ phát triển ngành cơng nghệ ơtơ Qua chúng em hy vọng đóng góp phần sức lực vào phát triển ngành ơtơ Việt Nam Vì thời gian vốn kiến thức hạn chế, nên trình thực đồ án khơng tránh thiếu sót Chúng em kính mong góp ý q thầy bạn bè để chúng em hồn thiện vốn kiến thức thực tốt công việc tương lai Chúng em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình Phạm Quang Khải giúp chúng em hồn thành tốt đồ án LỜI CẢM ƠN Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng Sau thời gian nghiên cứu học tập khoa Công Nghệ ƠTƠ trường Đại Học Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh, giúp đỡ quý báo thầy giáo, cô giáo bạn bè đồng nghiệp, chúng em hồn thành khóa luận tốt nghiệp với đề tài: “ MƠ PHỎNG HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ MIVEC” Hồn thành khóa luận này, cho phép chúng em bày tỏ lờ cảm ơn tới thầy giáo Phạm Quang Khải, người tận tình giúp đỡ, hướng dẫn chùng em suốt q trình hồn thành khóa luận này, đồng thời cảm ơn thầy, cô giáo khoa Công Nghệ ƠTƠ giúp đỡ chúng em q trình hồn thành đề tài Mặc dù có nhiều cố gắng học tập nghiên cứu suốt năm qua, song thới gian có hạn, chưa hiểu biết nhiều lĩnh vực ôtô nên đề tài không tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận góp ý thầy giáovà quan tâm đến đề tài để khóa luận hoàn thiện nâng cao Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng MỤC LỤC CHƯƠNG 1: CHỨC NĂNG VÀ CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 Nhiệm vụ - yêu cầu – phân loại hệ thống phân phối khí 1.1.1 Nhiệm vụ 1.1.2 Yêu cầu 1.1.3 Phân loại 1.2 Khái quát hệ thống phân phối khí động đốt .3 1.2.1 Cơ cấu phân phối khí loại xupap treo 1.2.2 Cơ cấu phân phối khí loại xupap đặt 1.2.3 Cơ cấu phân phối khí loại dùng pitton đóng mở cửa nạp cửa thải .5 1.2.4 Cơ cấu phân phối khí loại điều khiển điện tử 1.3 Những ảnh hưởng việc điều chỉnh hệ thống phân phối khí đến thơng số cơng tác CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG MIVEC TRÊN XE MITSUBUSHI GRANDIS 2.1 Giới thiệu tổng quát xe Mitsubishi Grandis .10 2.1.1 Các thông số kỹ thuật xe 10 2.1.2 Hình dáng xe (hình chiếu + thơng số) 11 2.1.3 Các tính tiện nghi, an toàn kỹ thuật xe .14 2.2 Khái quát chung hệ thống Mivec xe Mitsubishi Grandis 15 2.2.1 Sơ đồ khối tổng quát .15 Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 2.2.2 Chức hệ thống Mivec .16 2.2.3 Các chi tiết hệ thống Mivec xe Mitsubishi Grandis 17 CHƯƠNG 3: CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG 3.1 Các chế độ làm việc hệ thống 21 3.1.1 Ở tốc độ thấp 21 3.1.2 Ở tốc độ cao 23 3.2 So sánh hệ thống Mivec với hệ thống phân phối khí tương tự khác 26 3.2.1 So sánh hệ thống Mivec VVT – i .26 3.2.1 So sánh hệ thống Mivec VTEC .29 3.3 Kết luận chung hệ thống Mivec 33 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG MIVEC 4.1 Giới thiệu chung phần mềm sử dụng mô 34 4.1.1 Giới thiệu chung phần mềm Flash 34 4.1.2 Giới thiệu chung phần mềm Solidửoks 37 4.2 Quá trình sử dụng phần mềm Flash để mô .40 4.2.1 Vẽ chi tiết 40 4.2.2 Quá trình mơ 43 4.3 Q trình sử dụng phần mềm Solidửoks để mơ 49 4.3.1 Khái quát chung 49 4.3.2 Q trình mơ phỏng: 53 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 5.1 Mục đích mơ hệ thống Mivec .59 5.2 Hướng phát triển đề tài 60 TÊN ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG MIVEC (Mitsubishi Innovative Valve timing and lifting Electronic Control) CHƯƠNG 1: CHỨC NĂNG VÀ CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 Nhiệm vụ - yêu cầu – phân loại hệ thống phân phối khí 1.1.1 Nhiệm vụ Cơ cấu phân phối khí dùng để thực q trình thay đổi khí: xả khí thải khỏi xilanh nạp đầy hỗn hợp khơng khí vào xilanh q trình làm việc động cơ, đảm bảo đóng kín cửa nạp, cửa xả q trình nén, cháy giãn nở, phân phối kịp thời, đặn hòa khí khơng khí cho xilanh theo thứ tự làm việc động Ở máy Diesel, động phung xăng, khí nạp khơng khí Còn máy xăng chế hòa khí, khí nạp hỗn hợp khơng khí xăng Khí xả sản phẩm cháy, chủ yếu khí Cacbonic nước 1.1.2 Yêu cầu a Yêu cầu chung cấu phối khí: - Đảm bảo việc nạp đầy, nghĩa hệ số nạp phải cao Việc xả sạch, nghĩa hệ số khí sót phải thấp Điều có nghĩa chất lượng q trình nạp xả phải đảm bảo yêu cầu đặt Yêu cầu đến đâu tùy thuộc vào loại máy kỳ hay kỳ, phương pháp trao đổi khí, cấu tạo phận cấu - Phải đảm bảo đóng kín cửa nạp, cửa xả trình nén, cháy giãn nở - Phải đảm bảo việc phân phối kịp thời, đặn đủ lượng hồ khí khơng khí cho xylanh theo thứ tự làm việc động Độ mở lớn để dòng khí dễ lưu thơng - Năng lượng cung cấp cho hệ thống nạp xả làm việc tốn Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng -Xupap hút mở để dẫn khơng khí hỗn hợp khơng khí nhiên liệu vào xi lanh kỳ hút Xupap xả mở thải khí cháy trời vào kỳ xả - Kỳ nén nổ xupap phải đóng kín để khơng bị lọt khí khỏi xi lanh -Việc đóng mở xupap yêu cầu phải thời điểm, đảm bảo nạp đầy thải - Các xupap phải bố trí để phun nhiên liệu đạt tới vùng cháy toàn phần, phải đủ cách xa khu vực chất làm nguội tuần hồn tự Vị trí đường dẫn xupap cửa mở, đảm bảo thơng khí cho động - Cơ cấu điều khiển van đòi hỏi chuyển động đặn cần điều khiển, dẫn cam cam, van điều chỉnh thời chuẩn van -Ít mòn ,tiếng kêu bé Dễ điều chỉnh sửa chữa, giá thành chế tạo rẻ b Yêu cầu hệ thống nạp: - Các đường dẫn khí vào xi lanh phải thiết kế đặc biệt để điều khiển lưu lượng, tốc độ chiều dẫn khơng khí Khơng phép có giao cắt, điều làm giảm hiệu suất thể tích - Cung cấp khơng khí nguội cho xi lanh theo yêu cầu cháy hồn hảo - Cung cấp khơng khí để qt - Giảm tiếng ồn dòng khí lưu động - Sấy nóng hỗn hợp khí-nhiên liệu vào xi lanh c Yêu cầu hệ thống xả: - Dẫn khí xả động ngồi khơng khí giảm hẳn tiếng ồn mức cách khử sóng áp lực khí xả.Trong vài trường hợp, hệ thống xả phải có khả khử tia lửa 1.1.3 Phân loại Người ta phân cấu phân phối khí thành loại sau đây: a Cơ cấu phân phối khí dùng cam –xupap dùng phổ biến loại động đốt kết cấu đơn giản, điều chỉnh dễ dàng b Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt có ưu điểm tiết diện thơng qua lớn khó chế tạo nên dùng động thông thường mà dùng động đặc chủng động xe đua Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 10 c Cơ cấu phân phối khí dùng piston đóng mở cửa nạp thải động hai kỳ có kết cấu đơn giản, điều chỉnh sửa chữa, chất lượng q trình trao đổi khí cao d Cơ cấu phân phối khí dùng phận điều khiển điện tử (ECM) tín hiệu đến cuộn solenoid, loại thay dùng trục cam trung gian, cuộn solenid điện mở xupap 1.2 Khái quát hệ thống phân phối khí động đốt 1.2.1 Cơ cấu phân phối khí loại xupap treo Các sơ đồ bố trí Hình 1-1: cấu phân phối khí kiểu xupap treo – Trục cam; – Con đội; – Đũa đẩy; – Vít điều chỉnh; – Trục đòn bẫy; – Đòn bẫy; – Đế chặn lò xo; - Lò xo xupáp; - Ống dẫn hướng; 10 – Xupáp; 11 – Dây đai; 12 – Bánh trục khuỷu Đặt điểm: - Do thể tích buồng đốt nhỏ nên tỷ số nén cao - Được sử dụng cho động Diezen động xăng có cơng suất lớn - Dẫn động phức tạp, sửa chữa khó khăn cấu có nhiều chi tiết Nguyên lý làm việc Khi động làm việc, trục khuỷu quay, dẫn động trục cam quay, cam nạp cam xả quay, cam quay tới tỳ lên đội, đẩy đội lên qua đũa đẩy( đẩy) tỳ vào Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 55 Hình 4-23:Key Frame 13 Hình 4-24:Key Frame 14 Sau vẽ xong ta click vào biểu tượng mắt để lại hình hệ thống để xem mô Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 56 Hình 4-25:Hồn chỉnh mô Để xem mô ta nhấn tổ hợp phím Ctrol+Enter Thì hình mà ta vẽ lần lược xuất theo thứ tự từ Key Frame đến Key frame 14 Nhấp vào incon save để lưu lại làm 4.3 Quá trình sử dụng phần mềm solidworks mô 4.3.1 Vẽ chi tiết Để mô phải có cá chi tiết hệ thống trục cam, cần T, cò mổ, piton thủy lực, đội… Để vẽ chi tiết ta khởi động solidworks 2010 Lick vào Part chọn Ok Như hình sau Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 57 Hình 4-26:Giao diện khởi động solidworks 2010 Hình 4-27:Giao diện Part Sau chi tiết thiết kế Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 58 Hình 4-28:Trục cam Hình 4-29:Cò mổ Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 59 Hình 4-30:Cần T Hình 4-31:Pitton thủy lực Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 60 Hình 4-32:Con đội 4.3.2 Q trình mơ Khi có đủ chi tiết bắc đầu mô hoạt động hệ thống Khởi động solidworks new/ assembly.giao diện assembly xuất sau: Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 61 Hình 4-33:Giao diện Asembly Đề mơ hoạt động hệ thống Mivec ta sử dụng hai công cụ môi trường Assembly Insert components: Chèn chi tiết vào vẽ lắp Mate : Các lệnh tạo ràng buộc hạn chế số bậc thự Thứ tự lắp ráp chi tiết hệ thống: Hình 4-34:Chèn trục cò mổ Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 62 Hình 4-35:Chèn cò mổ Hình 4-36:Chèn cần T Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 63 Hình 4-37:Chèn piton Hình 4-38:Chèn đội Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 64 Hình 4-39:Chèn trục cam Hình 4-40:Gán thuộc tính motor Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 65 Hình 4-41:Chạy mơ Hình 4-42:Lưu thành file video Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 66 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 Mục đích mô hệ thống Mivec - Mô hệ thống Mivec nhằm mục đích sau: Giúp cho người dễ dàng hiểu nguyên lý hoạt động hệ thống, từ xác định ưu điểm hạn chế hệ thống phân phối khí so với hệ thống phân phối khí tương tự Qua q trình tìm hiểu hệ thống phân phối khí Mivec chúng em thấy hạn chế hệ thống Mivec hệ thống phân phối khí thơng minh khác Nếu hạn chế hệ thống phân phối khí cổ điển tính chất hòa khí sau cháy mà thông số thời điểm, độ nâng thời gian mở xupáp tốc độ thấp tốc độ cao khác Đối với động cổ điển cơng suất mơ-men xoắn cực đại tốc độ xe phụ thuộc vào điều kiện sử dụng xe Nếu đặt điều kiện hoạt động tối ưu xupap tốc độ thấp trình đốt nhiên liệu lại không hiệu động trạng thái tốc độ cao, khiến công suất chung động bị giới hạn Ngược lại, đặt điều kiện tối ưu số tốc độ cao động lại hoạt động khơng tốt tốc độ thấp Thì hầu hết hệ thống phân phối khí thơng minh có hạn chế tương tự Thay hệ thống phân phối khí cổ điển hoạt động chế độ tốc độ động hệ thống phân phối khí thơng minh hoạt động hai ba chế độ tốc độ động cơ, hoạt động động thay đổi liên tục từ V đến Vmax 5.2 Hướng phát triển đề tài Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 67 Hình 5-1: hệ thống phân phối khí cổ điển A điểm mà động hoạt động tối ưu trình hoạt động động Ở hệ thống phân phối khí cổ điển có điểm tối ưu Hình 5-1: hệ thống phân phối khí thông minh Các điểm A, B ,E điểm mà động hoạt động tối ưu ba chế độ động sử dụng cấu phân phối khí thơng minh Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 68 Hình 5-3: hướng phát triển Theo hai biểu đồ hình (5-2, 5-3) ta thấy hệ thống phân phối khí sử dụng cấu cam thông minh rút ngắn lại khoảng tốc độ động lượng khí nạp so với động sử dụng hệ thống phân phối khí cổ điển hệ thống cam thông minh khắc phục phần hạn chế hệ thống phân phối khí cổ điển Nếu rút ngắn tối đa khoảng tốc độ lượng khí nạp theo đường tuyến tính hình 5-3, hồn tồn khắc phục hạn chế hệ thồng phân phối khí cổ điển tối ưu hóa hoạt động động tốc độ DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng 69 Giáo trình mơn học kết cấu động đốt trong, TS- Dương Việt Dũng, Đại học bách khoa đà nẳng, 2007 Giáo trình Solidworks, Nguyễn Hồng Thái Giáo trình điện động cơ-hệ CĐ-ĐH, khoa công nghệ động lực Nguyên lý động đốt trong, PGS-TS Nguyễn Duy Tiến, nhà xuất Giao Thông vận Tải, 2006 Gvhd: Phạm Quang Khải Svth:Vũ Hồng Phúc Nguyễn Văn Tùng ... 60 TÊN ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG MIVEC (Mitsubishi Innovative Valve timing and lifting Electronic Control) CHƯƠNG 1: CHỨC NĂNG VÀ CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ... sánh hệ thống Mivec với hệ thống phân phối khí tương tự khác 26 3.2.1 So sánh hệ thống Mivec VVT – i .26 3.2.1 So sánh hệ thống Mivec VTEC .29 3.3 Kết luận chung hệ thống. .. tên như: hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS), hệ thống chống trượt (ASR), điều khiển ga chạy tự động, hệ thống túi khí (AIR, BAG), … đặc biệt hệ thống điều khiển xupáp điện tử như :Hệ thống Mivec,VVT-i…Chính