Đồ án thiết kế Động cơ đốt trong - Nguyễn Văn Tường

Đồ án thiết kế động cơ đốt trong được biên soạn với các nội dung: Xây dựng đồ thị công, động học và động lực học động cơ D1 V4-0415, phân tích đặc điểm chung của động cơ tham khảo, thiết kế hệ thống nhiên liệu động cơ D1 V4-0415. Để nắm vững hơn nội dung kiến thức đề tài mời các bạn cùng tham khảo tài liệu.

Đồ án thiết kế động cơ đốt trong Đồ án thiết kế động cơ đốt trong PHẦN I XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CƠNG, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ D1 V4­0415 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CƠNG: 1.1  Các thơng số cho trước: Bảng 1­1: Bảng các thơng số cho trước Thơng số kỹ thuật Nhiên liệu Số xilanh/ Số kỳ/ Cách bố  trí Thứ tự làm việc Tỷ số nén Đường kính x Hành trình  piston      (mm x mm) Cơng suất cực đại / Số  vòng quay   (kW/(vg/ph)) Tham số kết cấu Áp suất cực đại                     (MN/m2) Khối lượng nhóm  piston      (kg) Khối lượng nhóm thanh  truyền        (kg) Góc phun sớm                        (độ) Góc phân phối khí                 (độ) Ký hiệu i/ τ/  Giá trị Diesel 4/ 4/ In­line ε D x S 1­3­4­2 17.4 75.0    x   77.0 Ne / n 64.7    /    3890 λ pz 0.25 6.2 mpt 0.6 mtt 0.8 φs 14 α  α 2 α 3 α 4 12 53 42 13 Hệ thống nhiên liệu Hệ thống bơi trơn Hệ thống làm mát Hệ thống nạp Hệ thống phân phối khí SVTH: Nguyễn Văn Tường Bosch PE inline pump Cưỡng bức cácte ướt Cưỡng bức, sử dụng mơi chất lỏng Khơng tăng áp 8 Valve, SOHC Trang 2 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong 1.2  Các thơng số chọn: Xác định tốc độ trung bình của động cơ:  [m/s] Vì  [m/s] nên động cơ đang khảo sát là động cơ cao tốc Bảng 1­2 : Bảng thơng số chọn Thơng số Đơn vị Khoảng giá trị Áp suất khí nạp pk Chỉ số nén đa biến trung bình  n1 Chỉ số nén giãn nở đa biến  biến trung bình n2 Áp suất cuối q trình nạp Tỉ số giãn nở sớm ρ Áp suất khí thải Áp suất khí sót MN/m2 Tài liệu  tham  khảo [1] [1] [1] MN/m2 [1] [1] [1] [1] MN/m2 MN/m2 Từ các thơng số đã chọn, ta tính tốn được các thơng số sau: + Áp suất cuối kì nén:  [MN/m2] + Áp suất cuối kì giãn nở:  [MN/m2] + Thể tích cơng tác:  [dm3] + Thể tích buồng cháy:  [dm3] SVTH: Nguyễn Văn Tường Giá trị  chọn Trang 3 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong + Thể tích tồn phần:  [dm3] 1.3 Vẽ đồ thị cơng: Để vẽ đồ thị cơng, ta cần xác định đường nén và đường giãn nở 1.3.1 Xây dựng đường nén: Gọi Vnx và pnx là thể tích và áp suất của khơng khí biến thiên theo q trình nén của  động cơ. Vì q trình nén là q trình đa biến, nên: Đặt , ta có:     1.3.2 Xây dựng đường giãn nở: Gọi Vgnx và pgnx là thể tích và áp suất của khí cháy biến thiên theo q trình giãn nở của  động cơ. Vì q trình giãn nở là q trình đa biến, nên: Mà   Đặt   1.3.3 Lập bảng xác định các điểm trên đường nén và đường giãn nở: Cho i tăng từ 1, ρ,  2, 3, …, ε ; từ đó ta xác định được các điểm trên đường nén và  đường giãn nở + Biểu diễn thể tích buồng cháy:  [mm] Chọn [mm] [dm3/mm] =>Giá trị biểu diễn của thể tích cơng tác:   [mm] + Biểu diễn áp suất cực đại:    [mm] Chọn   [mm]    [MN/(m2.mm)] SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 4 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong +Về giá trị biểu diễn, ta có đường kính của vòng tròn Brick AB bằng giá trị biểu diễn  của Vh. Nghĩa là giá trị biểu diễn của AB = Vhbd = 164,35 [mm]  [m/mm] + Giá trị biểu diễn của OO’:    [mm] Bảng 1­3: Bảng giá trị các điểm trên đường nén và đường giãn nở Đườn g nén V Đường giãn nở i 1Vc 1.00 1.00 4.51 145.35 1.00 1.39 8.63 ρVc 1.3 1.43 0.70 3.15 101.47 1.39 1.00 6.20 2Vc 3Vc 4Vc 5Vc 6Vc 7Vc 8Vc 9Vc 10Vc 11Vc 12Vc 13Vc 14Vc 15Vc 16Vc 17Vc 17.4Vc 10 11 12 13 14 15 16 17 17.4 2.58 4.50 6.68 9.07 11.64 14.38 17.27 20.29 23.44 26.71 30.09 33.58 37.17 40.85 44.63 48.50 50.07 0.39 0.22 0.15 0.11 0.09 0.07 0.06 0.05 0.04 0.04 0.03 0.03 0.03 0.02 0.02 0.02 0.02 1.74 1.00 0.67 0.50 0.39 0.31 0.26 0.22 0.19 0.17 0.15 0.13 0.12 0.11 0.10 0.09 0.09 56.24 32.27 21.76 16.03 12.48 10.11 8.42 7.16 6.20 5.44 4.83 4.33 3.91 3.56 3.26 3.00 2.90 2.39 3.99 5.74 7.60 9.56 11.61 13.74 15.93 18.20 20.52 22.90 25.33 27.80 30.33 32.90 35.51 36.57 0.58 0.35 0.24 0.18 0.15 0.12 0.10 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.05 0.05 0.04 0.04 0.04 3.60 2.16 1.50 1.14 0.90 0.74 0.63 0.54 0.47 0.42 0.38 0.34 0.31 0.28 0.26 0.24 0.24 1.3.4 Xác định các điểm đặc biệt: Dựng hệ trục tọa độ p­V theo tỷ lệ xích:  [dm3/mm] SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 5 278.3 200.0 116.2 69.73 48.53 36.64 29.12 23.98 20.26 17.47 15.30 13.57 12.16 10.99 10.01 9.18 8.46 7.84 7.61 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong      [MN/(m2.mm)] Dựng vòng tròn đồ thị Brick với đường kính AB=164,35 [mm] Dựng đường nén và đường giãn nở của đồ thị cơng dựa vào bảng 1­3 và các điểm đặc  biệt sau: + Điểm phun sớm: c’ xác định từ Brick ứng với góc phun sớm φs  + Điểm cuối đường nén khơng cháy: hay  + Điểm bắt đầu q trình nạp: hay   + Điểm mở sớm của xupap nạp: r’ xác định từ Brick ứng với α1 + Điểm đóng muộn xupap thải: r’’ xác định từ Brick ứng với α4 + Điểm đóng muộn của xupap nạp: a’ xác định từ Brick ứng với α2 + Điểm mở sớm của xupap thải: b’ xác định từ Brick ứng với α3 + Điểm  hay  + Điểm áp suất cực đại lý thuyết:  hay  +Điểm áp suất cực đại thực tế:  hay  + Điểm cuối q trình nén ứng với đường nén cháy: c’’ sao cho  + Điểm cuối q trình cháy thực tế: b’’ sao cho  Ta có đồ thị cơng hồn chỉnh như sau: SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 6 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong O a4 fs 18 z'' y z 17 a3 p[MN/m 2] 6.2 O' a1 a2 16 15 14 13 12 c'' 11 4.65 10 c 3.1 c' p=f(V) 1.55 b' po r' r'' 1Vc 2Vc r a' 4Vc 6Vc 8Vc 10Vc 12Vc 14Vc Hình 1:  Đồ thị cơng động cơ D1 V4­0415 Xây dựng đồ thị động học và động lực học: 2.1  Xây dựng đồ thị động học: SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 7 16Vc b b'' a V[dm3] 17.4Vc Đồ án thiết kế động cơ đốt trong 2.1.1  Xây dựng đồ thị chuyển vị S=f(α) A x B C a 180o a 90o M R?/2 S=2R a O x=f( a) O' D S Hình 2­1: Xây dựng đồ thị chuyển vị bằng phương pháp Brick + Vẽ vòng tròn tâm O, bán kính R=38,5 [mm]. Do đó, đoạn AD=2R=77 [mm]. Điểm A  ứng với góc quay (vị trí điểm chết trên) và điểm D ứng với khi (vị trí điểm chết dưới) + Từ O, lấy điểm O’ trên đoạn AD dịch về phía D sao cho [mm] + Tư O, ve OB  ̀ ̃ ưng v ́ ơi cac goc 10 ́ ́ ́ 0, 200, 300 1800 +Từ O’ kẻ đoạn thẳng O’M song song với đường tâm má khuỷu OB. Tại M, hạ  đường thẳng vng góc với AD, cắt AD ở C. Theo đồ thị Brick, đoạn AC = x . Điều  này có thể chứng minh như sau: Ta có:  Coi:  + Cứ như thê t ́ ừ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các tia ứng với 10 0 ; 200…1800. Đồng thời  đánh số thứ tự từ trái qua phải 0,1,2…18 + Chọn hệ trục tọa độ  với trục tung biểu diễn góc quay trục khuỷu, trục hồnh biểu  diễn khoảng dịch chuyển của piston SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 8 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong + Gióng các điểm ứng với 100; 200…1800 đã chia trên cung tròn đồ thị brick xuống cắt  các đường kẻ từ điểm 100; 200…1800 tương ứng ở trục tung của đồ thị  x=f(α) để  xác  định chuyển vị tương ứng + Nối các giao điểm này với nhau, ta có đồ thị chuyển vị S = f(α), biểu diễn hành trình   của piston theo góc quay trục khuỷu như sau: a[ 0 ] 200 190 S=f(a) 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 100 50 150 165 S[mm] Hình 2­2: Đồ thị chuyển vị S=f(α) 2.1.2 Xây dựng đồ thị vận tốc v=f(α) + Chọn tỷ lệ xích:  [m/(s.mm)] + Vẽ vòng tròn tâm O, bán  kính:   [mm] Vòng tròn tâm O đồng tâm với nửa vòng tròn có bán kính:  [mm] + Chia đều nửa vòng tròn bán kính R1 thành 18 phần bằng nhau, đánh số thứ tự 0, 1, 2,  …, 18 SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 9 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong + Chia đều vòng tròn bán kính R2 thành 18 phần bằng nhau, đánh số thứ tự 0’, 1’, 2’,  …, 18’ theo chiều ngược lại so với chiều đánh số trên nửa vòng tròn bán kính R1 + Trên nửa vòng tròn bán kính R1, gọi AB là đường kính. Từ các điểm 0, 1, 2,…, 18, ta  kẻ các đường thẳng vng góc với AB, các đường này lần lượt cắt các đường thẳng  kẻ từ các điểm 0’, 1’, 2’,…, 18’ song song với AB Gọi giao điểm của các đường kẻ từ 1 và 1’ là a; giao điểm của các đường kẻ từ 2 và  2’ là b; giao điểm của các đường kẻ từ 3 và 3’ là c… + Nối các điểm 0, a, b, c … bằng các đường cong, ta được đường biểu diễn giá trị vận  tốc của piston tại các vị trí góc quay trục khuỷu khác nhau v=f(α) như sau: v=f(a) a d b c e f g A h 1' 2' 3' 4' 5' 6' i 7' 8' 9' j 10' 17' 11' 16' 15' 14' 13' 12' k l m n o B q p 18 17 16 15 14 10 11 12 13 Hình 2­3: Đồ thị vận tốc v=f(α) Để khảo sát mối quan hệ giữa hành trình piston và vận tốc của piston, ta đặt đồ  thị của chúng lên cùng hệ trục toạ độ.  SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 10 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong phun, nhiên liệu áp suất cao được phun qua lỗ nhỏ, xé tơi và hòa trộn với khơng khí  trong xylang động cơ, tạo thành hòa khí và cháy, giãn nở sinh cơng Nhiên liệu vào vòi phun nhưng khơng phun hết được đưa trở lại thùng thơng qua hệ  thống đường dầu hồi 7 3.3 TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG Tính tốn bơm cao áp 3.3.1 Lượng nhiên liệu cung cấp cho 1 xylanh trong 1 chu trình cơng tác của động cơ: Ta có:       [mm3] Trong đó: Ne là cơng suất của động cơ [kW] ge là suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ ở cơng suất đó [g/(kW.h)] τ là số kỳ của một chu trình cơng tác n là số vòng quay ở cơng suất đó [vòng/phút] i là số xylanh động cơ ρnl là khối lượng riêng của nhiên liệu [g/cm3]   [mm3] Khi động cơ hoạt động ở Nemax thì:   [mm3] Chọn: gemax = 1,1 ge , ta có:   [mm3] 3.3.2  Lưu lượng nhiên liệu theo lý thuyết bơm phải cung cấp để đảm bảo cho động  cơ hoạt động: Ta có:      [mm3] Trong đó: SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 53 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong  là độ tăng thể tích nhiên liệu do rò rỉ là độ tăng thể tích nhiên liệu do giãn nở đường ống  là thể tích nhiên liêu thốt về khoang cửa nạp Đặt:   Chọn:  Với bơm cao áp là loại bơm piston thì hiệu suất của bơm là:  Chọn:    [mm3] 3.3.3 Xác định đường kính piston bơm cao áp: Ta có, đường kính piston BCA được xác định theo cơng thức:   [mm] Trong đó: ρ là tỷ số hành trình lớn nhất và đường kính piston bơm cao áp   đối với động cơ tăng áp Chọn:   Khi đó: [mm] [mm] Dựa vào chuỗi kích thước  có sẵn, ta chọn được: 3.3.4  Hành trình có ích của piston: [mm] 3.4 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÁC CỤM CHI TIẾT ĐƯỢC GIAO 3.4.1 Cụm bơm cao áp: 3.4.1.1 Nhiệm vụ, cấu tạo chung và ngun tắc hoạt động của cụm BCA SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 54 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong a) Nhiệm vụ cụm bơm cao áp: Bơm cao áp có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu cho xylanh động cơ đảm bảo: ­ Nhiên liệu có áp suất cao, tạo chênh áp lớn trước và sau lỗ phun ­ Cung cấp nhiên liệu đúng thời điểm và đúng quy luật mong muốn ­ Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xylanh động cơ ­ Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình, sao  cho phù hợp với chế độ làm việc của động cơ b) Cấu tạo bơm Bosch:      Phần chính của bơm là cặp bộ đơi siêu chính xác piston – xylanh bơm cao áp, lắp  khít nhau. Khi làm việc, piston được cam đẩy lên thơng qua con đội và vít điều chỉnh.   Hành trình đi xuống của piston là nhờ lò xo bơm cao áp và đĩa lò xo. Ngạnh chữ thập ở  đi piston được ngàm trong rãnh dọc của ống xoay, vành răng được bắt chặt trên ống  xoay, ăn khớp với thanh răng. Khi dịch chuyển thanh răng thì sẽ làm xoay piston     Phần đầu piston có xẻ một rãnh nghiêng, khơng gian bên dưới rãnh nghiêng đó thơng  với khơng gian phía trên đỉnh piston nhờ rãnh dọc Cấu tạo một nhánh bơm cao áp được thể hiện ở hình 4­1 c) Ngun tắc hoạt động:    Piston đi xuống nhờ lực lò xo, van cao áp đóng kín. Nhờ độ chân khơng tạo ra trong  khơng gian phía trên đỉnh piston, khi piston mở các lỗ a, b thì nhiên liệu được nạp đầy  vào khơng gian này cho đến khi piston ở vị trí thấp nhất    Piston đi lên nhờ cam đội, lúc đầu, nhiên liệu bị đẩy qua các lỗ a, b thốt ra ngồi; khi  đỉnh piston che kín 2 lỗ a và b thì nhiên liệu trong khơng gian phía trên đỉnh piston sẽ bị  nén làm tăng áp suất. Khi đạt giá trị áp suất nhất định, nhiên liệu đẩy van cao áp mở ra,  nhiên liệu vào đường cao áp và đến vòi phun. Q trình cấp nhiên liệu cứ diễn ra cho  đến khi rãnh nghiên trên đầu piston mở lỗ xả b. Từ lúc ấy, nhiên liệu từ khơng gian  phía trên đỉnh piston theo rãnh dọc, qua lỗ xả b thốt ra ngồi khiên áp suất trong  xylanh giảm đột ngột và van cao áp đóng lại SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 55 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong 1- Trục cam và cam đội 2- Con đội con lăn 14 13 3- Đai ốc hãm 4- Vít điều chỉnh 5- Đĩa dưới chặn lò xo 12 11 6- Lò xo bơm cao áp b 7- Piston bơm  cao áp a 10 8- Ống xoay 9- Đĩa trên chặn lò xo 10-  Xylanh bơm cao áp 11- Đế van cao áp 12- Van cao áp 13- Lò xo van cao áp 14- Nắp chụp van cao áp a- Lỗ hút b- Lỗ xả  Do hiện tượng tiết lưu của lỗ hút a và lỗ xả b, do tính  chịu nén của nhiên liệu và do tính đàn hồi của đường ống  cao áp, nên thời điểm bắt đầu và kết thúc q trình cấp  nhiên liệu thực tế có thể sai khác chút ít so với thời điểm  đóng mở theo kích thước hình học của lỗ và của piston    Mép trên của đầu piston quyết định thời điểm bắt đầu cấp nhiên liệu, còn mép rãnh  xiên ở đầu piston quyết định thời điểm kết thúc cấp nhiên liệu . Với bơm Bosch động  cơ Yanmar 4JH­DTE, đỉnh piston bằng và rãnh chéo nằm phía dưới, nên thời điểm bắt  đầu cấp nhiên liệu ln ln khơng thay đổi. Muốn thay đổi lượng nhiên liệu của chu  SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 56 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong trình, cần phải thay đổi hành trình có ích Se, tức là thay đổi thời điểm kết thúc cấp  nhiên liệu. Trên xylanh bơm cao áp của động cơ này, chỉ bố trí 1 lỗ cho cả xả và hút Hình 4­1: Cấu tạo một nhánh bơm cao áp Hình 4­2: Kết cấu đầu  piston bơm Bosch động cơ Yanmar 4JH­DTE 3.4.1.2 Đặc điểm cấu tạo các cụm chi tiết chính trong bơm Bosch a) Bộ đơi piston và xylanh bơm cáo áp: Để có thể tạo áp suất cao và hoạt động lâu bền, piston và xylanh bơm cao áp cần phải  được chế tạo chính xác và dùng vật liệu có độ chống mòn tốt. Cụ thể: ­ Vật liệu chế tạo là thép hợp kim dùng làm ổ bi hoặc làm dụng cụ cắt gọt kim  loại như X15, 25X5M. Nếu bộ đơi làm bằng thép X15 thì sẽ có hình dạng và  kích thước ổn định vì cấu trúc tế vi của nó ổn định. Nếu dùng thép 24X5M thì  phải thấm nitơ ­ Nhiệt luyện để các bề mặt ma sát đạt độ cứng khơng nhỏ hơn HRC58, các mặt  đầu khơng nhỏ hơn HRC55 ­ Điều kiện kỹ thuật của bộ đơi piston và xylanh bơm cao áp như sau: + Độ bóng các bề mặt ma sát khơng nhỏ hơn , mặt đầu xylanh khơng nhỏ hơn  + Các mép gờ đỉnh, gờ rãnh nghiêng, gờ lỗ thốt, lỗ hút phải sắc cạnh + Sai lệch hình dạng hình học đối với đỉnh và gờ xả của piston khơng q 0,02 trên  chiều dài làm việc + Độ cơn của piston và xylanh khơng q 0,0006 trên chiều dài 20mm mặt làm việc + Độ ovan khơng q 0,0005mm SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 57 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong + Khơng được có vết xước trên bề mặt làm việc của bộ đơi + Khe hở của bộ đơi được xác định nhờ thiết bị thủy lực đo độ kín + Khi hỏng thì phải thay cả cặp bộ đơi Một số hình ảnh bộ đơi piston và xylanh bơm cao áp động cơ Yanmar 4JH­DTE B B B­B Hình 4­3: Bộ đơi piston và xylanh khi lắp ghép và piston khi tháo rời b) Bộ đơi van cao áp và đế van:   Van cao áp và đế van cao áp là cặp chi tiết chính xác thứ hai của bơm cao áp, có  nhiệm vụ sau: ­ Ngăn khơng cho khí thể từ buồng cháy vào xylanh bơm cao áp (nếu dùng loại  vòi phun hở) ­ Giúp q  trình cung cấp nhiên liệu được ổn định (nếu dùng vòi phun kín) ­ Giảm áp và dập tắn dao động áp suất trên đường ống cao áp sau khi kết thúc  cấp nhiên liệu ­ Hiệu chỉnh đặc tính cung cấp tốc độ của bơm cao áp SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 58 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong Hình 4­4: Bộ đơi van cao áp và đế van  Điều kiện kỹ thuật bộ đơi van cao áp và đến van: ­ Vật liệu chế tạo: dùng hợp kim X15 ­ Độ cứng sau nhiệt luyện: mặt van đạt HRC 56­62, đế van đạt HRC 60­64 ­ Van và đế van phải mài rà với nhau ­ Kiếm tra độ kín khít của van: thường dùng khí nén có áp suất dư 0,4­0,5Mpa để  thử, khi nhúng vào thùng dầu hỏa khơng được sủi bọt khí ­ Khi hỏng phải thay cả cặp c) Trục cam bơm cao áp: Quy luật cung cấp nhiên liệu của bơm cao áp thể hiện qua hàm lưu lượng thay đổi  theo góc quay trục khuỷu, phụ thuộc chính vào biên dạng cam. Đối với động cơ  Yanmar 4JH­DTE, vấu cam bơm cao áp có biên dạng cam lồi  nhiều cung tròn (biên  dạng tạo nên từ nhiều cung tròn giao nhau). Cụ thể như hình 4­5: Ø20 Ø24 19 R50 R6 o R19 28 SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 59 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong Hình 4­5: Biên dạng cam trục cam bơm cao áp động cơ Yanmar 4JH­DTE Trục cam bơm cao áp được dẫn động bởi bánh răng, truyền momen nhờ then bán  nguyệt A A A­A Hình 4­6: Rãnh then bán nguyệt trên trục cam bơm cao áp d) Thay đổi lượng nhiên liệu cấp cho một chu trình cơng tác: Muốn thay đổi lượng nhiên liệu chu trình gct của bơm Bosch thì cần phải dịch chuyển  thanh răng bơm cao áp, làm quay ống xoay. Vì ngạnh chữ thập của piston bơm cao áp  được ngàm trong rãnh của ống xoay nên khi ống này bị thanh răng kép xoay đi, thì kéo  theo piston bơm cao áp xoay theo. Qua đó, khoảng cách giữa mép rãnh nghiêng với đầu  piston tại vị trí lỗ xả bị thay đổi theo. Khoảng cách này thực chất chính là hành trình có  ích của piston bơm cao áp b b I) b II) b III) IV) Hình 4­7: Vị trí tương đối của rãnh nghiêng so với lỗ nạp (xả) I) Piston ở vị trí bất kì SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 60 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong II) Vị trí piston khi tăng tải III) Vị trí piston khi giảm tải IV) Vị trí piston khi khơng tải 3.4.2  Bầu lọc nhiên liệu  Bầu lọc nhiên liệu cho hệ thống nhiên liệu động cơ diesel là bầu lọc đã được tiêu  chuẩn hóa. Thường thì chọn bầu lọc theo khả năng thơng qua của nó, sao cho lượng  nhiên liệu có khả năng thơng qua bầu lọc sẽ bằng khoảng hai lần lượng nhiên liệu  thực tế đi qua bầu lọc khi làm việc Trong động cơ Yanmar 4JH­DTE, bầu lọc thơ được thay thế bằng lưới lọc, đặt ngay  trong bình nhiên liệu của hệ thống. Còn bầu lọc tinh kiểu thấm, được đặt trên đường  ống, nối từ bơm chuyển nhiên liệu đến bơm cao áp Hình 4­7 và 4­8, giới thiệu ví trí lưới lọc và bình lọc tinh trong hệ thống nhiên liệu Hình 4­7: Lưới lọc bố trí trong thùng nhiên liệu động cơ diesel  SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 61 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong Hình 4­8: Bầu lọc tinh nằm giữa bơm chuyển và bơm cao áp Với động cơ Yanmar, nhiên liệu được lọc sạch khi đi qua lõi lọc bằng giấy, do đó, sau  một thời gian làm việc của lõi lọc là 300 giờ thì phải thay mới lõi lọc, để đảm bảo  khả năng thơng qua của bầu lọc. Để giữ cố định  lõi lọc giấy, người ta dùng 2 vành kim loại ở trên  và dưới để đỡ lõi lọc. Bên trong lõi  lọc có ống thép mỏng, đục nhiều lỗ  để làm giá đỡ lõi lọc, tạo khơng gian  lưu thơng cho nhiên liệu bên trong lõi  lọc Hình dạng thực tế và cấu tạo lõi lọc  được thể hiện ở hình 4­9  3 4 SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 62 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong Hình 4­9: Hình dạng thực tế và cấu tạo bầu lọc tinh 1- Cửa vào của nhiên liệu chưa lọc 2- Cửa ra của nhiên liệu đã được lọc 3- Lỗ để nhiên liệu chưa lọc đi vào thân bầu lọc 4- Lỗ mà nhiên liệu đã lọc từ thân bầu lọc đi ra 5- Lõi lọc bằng giấy 6- Giá đỡ bên trong lõi lọc 7- Van an tồn Trong trường hợp lõi lọc bị tắc, khơng đảm bảo khả năng thơng qua u cầu, thì van  an tồn bố trí trong bầu lọc sẽ hoạt động. Khi lõi lọc bị tắc, áp suất chênh lệch giữa  bên ngồi và bên trong lõi lọc sẽ tăng lên, khi độ chênh áp này đủ để thắng lò xo van an  tồn, thì van bị đội lên, cho phép nhiên liệu chưa lọc đi qua, đảm bảo cho động cơ hoạt  động bình thường SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 63 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong MỤC LỤC SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 64 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong PHẦN I:  XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CƠNG, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC  ĐỘNG CƠ D1 V4­0415 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CƠNG 1.1  Các thơng số cho trước 1.2  Các thơng số chọn: 1.3 Vẽ đồ thị công: 1.3.1 Xây dựng đường nén: 1.3.2 Xây dựng đường giãn nở: 1.3.3 Lập bảng xác định các điểm trên đường nén và đường giãn nở: 1.3.4 Xác định các điểm đặc biệt: 2. Xây dựng đồ thị động học và động lực học: 2.1  Xây dựng đồ thị động học: 2.1.1  Xây dựng đồ thị chuyển vị S=f(α) 2.1.2 Xây dựng đồ thị vận tốc v=f(α) 2.1.3 Xây dựng đồ thị gia tốc j=f(x) 2.2 Xây dựng đồ thị động lực học: 2.2.1 Xây dựng đồ thị lực quán tính Pj 2.2.2 Xây dựng đồ thị Pkt, Pj và P1          2.2.2.1 Đồ thị khai triển Pkt­α         2.2.2.2 Đồ thị Pj­α         2.2.2.3 Đồ thị P1­α 2.2.3 Xây dựng đồ thị T, Z, N­α 2.2.4 Xây dựng đồ thị ΣT­α SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 65 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong 2.2.5 Xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt  khuỷu: 2.2.6 Xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền 2.2.7 Xây dựng đồ thị khai triển Qch­α 2.2.8 Xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu PHẦN II   PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 2.1 CHỌN ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 2.2  ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA MỘT SỐ CƠ CẤU, HỆ THỐNG CỦA  ĐỘNG CƠ 2.2.1 Cơ cấu piston, thanh truyền, trục khuỷu 2.2.3 Cơ cấu phân phối khí 2.2.3 Hệ thống bơi trơn, làm mát 2.2.4  Hệ thống nhiên liệu PHẦN III THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ D1 V4­0415 3.1  NHIỆM VỤ VÀ U CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ  DIESEL 3.1.1 Nhiệm vụ 3.1.2 Yêu cầu 3.2  SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ  DIESEL 3.2.1  Sơ đồ nguyên lý 3.2.2  Nguyên lý hoạt động SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 66 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong 3.3 TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG 3.3.1 Lượng nhiên liệu cung cấp cho 1 xylanh trong 1 chu trình cơng tác của động cơ: 3.3.2  Lưu lượng nhiên liệu theo lý thuyết bơm phải cung cấp để đảm bảo cho động  cơ hoạt động 3.3.3 Xác định đường kính piston bơm cao áp: 3.3.4  Hành trình có ích của piston 3.4 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÁC CỤM CHI TIẾT ĐƯỢC GIAO 3.4.1 Cụm bơm cao áp: 3.4.1.1 Nhiệm vụ, cấu tạo chung và ngun tắc hoạt động của cụm BCA 3.4.1.2 Đặc điểm cấu tạo các cụm chi tiết chính trong bơm Bosch 3.4.2  Bầu lọc nhiên liệu SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 67 ... Hình 1:  Đồ thị cơng động cơ D1 V4­0415 Xây dựng đồ thị động học và động lực học: 2.1  Xây dựng đồ thị động học: SVTH: Nguyễn Văn Tường Trang 7 16Vc b b'' a V[dm3] 17.4Vc Đồ án thiết kế động cơ đốt trong. .. + Thể tích cơng tác:  [dm3] + Thể tích buồng cháy:  [dm3] SVTH: Nguyễn Văn Tường Giá trị  chọn Trang 3 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong + Thể tích tồn phần:  [dm3] 1.3 Vẽ đồ thị cơng: Để vẽ đồ thị cơng, ta cần xác định đường nén và đường giãn nở.. .Đồ án thiết kế động cơ đốt trong PHẦN I XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CƠNG, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ D1 V4­0415 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CƠNG: 1.1  Các thơng số cho trước: