ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG XE TOYOTA HILUX 2.8g 44

MỤC LỤC Phần 1 GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN THEO PHƯƠNG ÁN. 1.1Đặc điểm động cơ thiết kế....................................................................................1 1.2 Tổ chức quá trình cháy. ......................................................................................2 1.2.1 Kỳ nạp.............................................................................................................. 3 1.2.2 Kỳ nén...............................................................................................................4 1.2.3 Kỳ cháy. ............................................................................................................5 1.2.4 Kỳ xả..................................................................................................................6 1.3 Hệ thống nhiên liệu: .............................................................................................7 1.3.1 Mô tả. ................................................................................................................7 1.3.2 Nhiệm vụ và cấu tạo. .........................................................................................8 1.3.2.1 Diesel FEI loại ống phân phối. .......................................................................9 1.4 Hệ thống xả nạp ...................................................................................................10 1.4.1 Công dụng: ........................................................................................................10 1.4.2 Điều kiện làm việc:............................................................................................10 1.4.3 Yêu cầu: ............................................................................................................11 1.4.4 Phân loại: ...........................................................................................................11 1.4.4.1 Cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo: ....................................................11,12 1.4.4.2 Cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo loại trục cam bố trí trên thân máy.. ..13 1.5 Hệ thống bôi trơn. .................................................................................................14 1.5.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống bôi trơn. ...........................................14 1.5.1.1 Nhiệm vụ của hệ thống bôi trơn. ....................................................................14 1.5.1.2 Yêu cầu. ..........................................................................................................15 1.5.1.3 Phân loại. ........................................................................................................15 1.5.2 Cấu tạo. ................................................................................................ .............17 1.5.2.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống bôi trơn cưỡng bức: ................................20 1.5.3 Sửa chữa bơm dầu. .......................................................................................... 21 1.5.3.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại. .................................................................. 21 1.5.3.1.1 Nhiệm vụ. .................................................................................................21 1.5.3.1.2 Yêu cầu......................................................................................................21 1.5.3.1.3 Phân loại: ...................................................................................................21 1.5.3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động. ..................................................................21 1.5.4 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra, sửa chữa các hư hỏng của bơm dầu.....................................................................................................24 1.5.4.1 Hiện tượng hư hỏng. ................................................................................... 24 1.5.4.2 Phương pháp kiểm tra. ................................................................................. 25 1.5.4.3 Quy trình ráp. ............................................................................................... 25 1.5.5 Sửa chữa bơm dầu. .......................................................................................... 25 1.5.5.1 Tháo bơm dầu. .............................................................................................. 25 1.5.5.2 Kiểm tra bơm dầu. ........................................................................................ 25 1.5.5.3 Sửa chữa bơm dầu. ...................................................................................... 26 1.5.5.4 Lắp bơm dầu: ( ngược lại với các bước tháo ) ............................................. 26 1.5.5.5 Điều chỉnh áp suất bơm dầu. ........................................................................ 26 Phần 2 TÍNH CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG. .......................................................................... 27 2.1 Tính môi chất công tác. ...................................................................................... 27 2.1.1 Lượng không khí cần thiết để đốt 1 kg nhiên liệu lỏng. ................................. 27 2.1.2 Lượng không khí cần thiết để đốt 1 kg nhiên liệu khí. ................................... 28 2.1.3 Sản vật cháy đối với trường hợp cháy không hoàn toàn. ............................... 29 2.1.4 Thay đổi số phân tử môi chất khi cháy. .......................................................... 30 2.2 Chu trình làm việc của động cơ. ........................................................................ 31 2.2.1 Quá trình nạp xả. ............................................................................................. 31 2.2.2 Quá trình nén. .................................................................................................. 33 2.2.3 Quá trình giãn cháy. ........................................................................................ 33 2.2.4 Quá trình giãn nở. ............................................................................................ 35 2.3 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cơ bản của chu trình. ..........................................36 2.3.1 Áp suất chỉ thị trung bình (p_i), Nm2................................................................ 36 2.3.2 Áp suất có ích trung bình ( p_e ), Nm2 . ........................................................... 36 2.3.3 Hiệu suất chỉ thị ( _t ). .................................................................................... 36 2.3.4 Hiệu suất có ích (_e ). ..................................................................................... 36 2.3.5 Suất tiêu thụ nhiên liệu chỉ thị (g_t),gKw.h .................................................... 36 2.3.6 Suất tiêu thụ nhiên liệu chỉ thị (g_e), gKw.h …............................................... 36 2.3.7 Lượng tiêu thụ nhiên liệu giờ (G_e), gKw.h. .................................................... 36 2.4 Cân bằng nhiệt. ................................................................................................... 37 Phần 3 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHÁT LỰC ....................................................................... 39 A . XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI ĐỘNG CƠ………………………….40,41 B. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN…………42 3.1 Phân tích động học của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền. ................................. 42 3.2 Động học của Piston ........................................................................................... 42 3.3 Chuyển vị của Piston. ......................................................................................... 43 3.4 Tốc độ dịch chuyển động của piston. ................................................................. 44 3.5 Gia tốc piston. .................................................................................................... 46 3.1 Mục đích và nội dung. ........................................................................................ 47 3.2 Sơ đồ lực và momen tác động lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền. .................. 48 3.3 Các lực và momen tác động lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền. ..................... 49 3.3.1 Lực khí thể. ..................................................................................................... 49 3.3.2 Lực quán tính. ................................................................................................. 49 3.3.3 Lực quán tính chuyển động tịnh tiến P_j. .......................................................... 50 3.3.4 Lực quán tính chuyển động quay P_k ............................................................... 52 3.3.5 Lực tổng hợp tác dụng lên đỉnh piston. ........................................................... 53 3.3.6 Lực tác dụng dọc trục thanh truyền S. ............................................................ 55 3.3.6.1 Thành phần lực tiếp tuyến T. ...................................................................... 57 3.3.6.2 Thành phần lực pháp tuyến Z. ...................................................................... 58 3.3.7 Lực tác dụng ngang N. ................................................................................... 59 3.3.8 Momen tác dụng lên động cơ. ......................................................................... 61 3.3.8.1 Momen quay trục khuỷa động cơ M_k.........................................,,,............... 61 3.3.8.2 Momen lật động cơ M_n. ............................................................................... 62 C. TÍNH TOÁN VÀ NGHIỆM BỀN CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ………………………………………………………………………………………….64 3.1. Nhóm piston. ..................................................................................................... 64 3.1.1 Bề dày đỉnh piston. .......................................................................................... 65 3.1.2 Kiểm tra bền theo phương pháp Back. ............................................................ 65 3.1.3 Kiểm tra bền theo phương pháp Orliu. ............................................................ 66 3.1.4 Kiểm tra sức bền chốt pittông. ........................................................................ 66 3.2 Nhóm thanh truyền. ............................................................................................ 68 3.2.1 Kết cấu thanh truyền. ...................................................................................... 68 3.3.2 Tính toán đầu nhỏ thanh truyền. ..................................................................... 69 3.3.3 Tính toán thân thanh truyền. .......................................................................... 70 3.3.4 Tính toán đầu to thanh truyền. ........................................................................ 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 71 PHẦN 1 GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN THEO PHƯƠNG ÁN Đặc điểm động cơ thiết kế. Động cơ thiết kế là động cơ diesel 2.8L(1GDFTV). Động cơ thiết kế được trang bị tăng áp biến thiên, trục cam kép, 16 van DOHC. Dung tích xi lanh 2755 cc. Đường kính và hành trình 92 x 103,6 mm. Công suất cực đại đạt được (130kw)1743400 vgph. Mô men xoắn cực đại 4502400 Nm. Tiêu chuẩn khí thải EURO 4. Hệ thống truyền động, 2 cầu ,4 x 4,4 bánh bán thời gian,gài cầu điện tử. Gài cầu tự động không cần dừng xe. Động cơ đựơc thiết kế trang bị hiện đại nhất trên xe ô tô toyota hilux động cơ diesel 2.8L (1GDFTV).

Với sự hướng dẫn tận tình của thầy Th.s LMP .Thầy đã nhiệt tình

giảng giải và phân tích cho chúng em hiểu rõ về những vấn đề thắc mắc của chúng

em đặt ra trong quá trình làm bài và những giờ lên lớp

Thư viện trường đã tạo điều kiện cho chúng em mượn tài liệu tham khảo và họctập đạt kết quả cao trong suốt quá trình làm bài

Mặc dù rất cố gắng nhưng do thời lượng môn học và trình độ có giới hạn , nêntrong quá trình làm đồ án không thế tránh thiếu sót Rất mong nhận được sự góp ý ,nhận xét , đánh giá về nội dung cũng như hình thức trình bày của thầy để đồ án của nhóm chúng e được hoạn thiện hơn và tốt hơn

Chúng em xin trân thành cảm ơn thầy

Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí.

Vì vậy, động cơ đốt trong đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, là nguồn động lực cho các phương tiện vận tải như ô tô, máy kéo, xe máy, tàu thủy, máy bay và

các máy công tác như máy phát điện, bơm nước… Động cơ đốt trong là nguồn cungcấp 80% năng lượng hiện tại của thế giới Chính vì vậy việc tính toán và thiết kế đồ

án môn học động cơ đốt trong đóng vai trò hết sức quan trọng đối với các sinh viên chuyên ngành động cơ đốt trong Đồ án tính toán thiết kế đồ án môn học động cơ

đốt trong là một đồ án đòi hỏi người thực hiện phải sử dụng tổ hợp rất nhiều kiến

thức chuyên ngành cũng như kiến thức của các môn học cơ sở Trong quá trình

hoàn thành đồ án không những đã giúp cho chúng em củng cố được rất nhiều kiến thức chuyên ngành cũng như kiến thức của các môn học cơ sởvà còn giúp chúng em

mở rộng và hiểu sâu hơn về các kiến thức chuyên ngành của mình cũng như các

kiến thức tổng hợp khác Đồ án này cũng là một bước luyện tập rất quan trọng cho chúng em trước khi tiến hành làm đồ án tốt nghiệp sau này

Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy Th.s LMP cán bộ giảng dạy bộmôn Đồ Án Động Cơ Đốt Trong, đến nay đồ án môn học của em đã hoàn thành

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều để hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất, tuy nhiên trong việc thiết kế đồ án với những hạn chế về kiên thức cũng như những kinh

nghiệm thực tế nên trong quá trình làm đồ án không tránh được những sai xót,

chính vì vậy chúng em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy và sự góp ý của các bạn để đồ án này được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy LMP đã giúp đỡ em hoàn thành công việc

được giao

Đồng Nai , ngày tháng 9 năm 2019

NH N XET CUA GIAO VIÊN HƯƠNG DÂNÂ

MỤC LỤC Phần 1 GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN THEO PHƯƠNG ÁN. 1.1Đặc điểm động cơ thiết kế 1

1.2 Tổ chức quá trình cháy .2

1.2.1 Kỳ nạp 3

1.2.2 Kỳ nén 4

1.2.3 Kỳ cháy .5

1.2.4 Kỳ xả 6

1.3 Hệ thống nhiên liệu: 7

1.3.1 Mô tả .7

1.3.2 Nhiệm vụ và cấu tạo .8

1.3.2.1 Diesel FEI loại ống phân phối .9

1.4 Hệ thống xả nạp 10

1.4.1 Công dụng: 10

1.4.2 Điều kiện làm việc: 10

1.4.3 Yêu cầu: 11

1.4.4 Phân loại: 11

1.4.4.1 Cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo: 11,12 1.4.4.2 Cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo loại trục cam bố trí trên thân máy 13

1.5 Hệ thống bôi trơn .14 1.5.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống bôi trơn .14 1.5.1.1 Nhiệm vụ của hệ thống bôi trơn .14 1.5.1.2 Yêu cầu .15 1.5.1.3 Phân loại .15 1.5.2 Cấu tạo .17

1.5.2.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống bôi trơn cưỡng bức: 20

1.5.3 Sửa chữa bơm dầu 21

1.5.3.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại 21

1.5.3.1.1 Nhiệm vụ .21

1.5.3.1.2 Yêu cầu 21

1.5.3.1.3 Phân loại: 21

1.5.3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động .21 1.5.4 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra, sửa chữa các hư

1.5.4.3 Quy trình ráp 25

1.5.5 Sửa chữa bơm dầu 25

1.5.5.1 Tháo bơm dầu 25

1.5.5.2 Kiểm tra bơm dầu 25

1.5.5.3 Sửa chữa bơm dầu 26

1.5.5.4 Lắp bơm dầu: ( ngược lại với các bước tháo ) 26

1.5.5.5 Điều chỉnh áp suất bơm dầu 26

Phần 2 TÍNH CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG 27

2.1 Tính môi chất công tác 27

2.1.1 Lượng không khí cần thiết để đốt 1 kg nhiên liệu lỏng 27

2.1.2 Lượng không khí cần thiết để đốt 1 kg nhiên liệu khí 28

2.1.3 Sản vật cháy đối với trường hợp cháy không hoàn toàn 29

2.1.4 Thay đổi số phân tử môi chất khi cháy 30

2.2 Chu trình làm việc của động cơ 31

2.2.1 Quá trình nạp xả 31

2.2.2 Quá trình nén 33

2.2.3 Quá trình giãn cháy 33

2.2.4 Quá trình giãn nở 35

2.3 Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật cơ bản của chu trình .36

2.3.1 Áp suất chỉ thị trung bình (), Nm2 36

2.3.2 Áp suất có ích trung bình ( ), Nm2 36

2.3.3 Hiệu suất chỉ thị ( ) 36

2.3.4 Hiệu suất có ích ( ) 36

2.3.5 Suất tiêu thụ nhiên liệu chỉ thị (),gKw.h 36

2.3.6 Suất tiêu thụ nhiên liệu chỉ thị (), gKw.h … 36

2.3.7 Lượng tiêu thụ nhiên liệu giờ (), gKw.h 36 2.4

Cân bằng nhiệt 37

Phần 3 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHÁT LỰC 39

A XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI ĐỘNG CƠ……….40,41 B TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN…………42

3.1 Phân tích động học của cơ cấu trục khuỷu- thanh truyền 42

3.2 Động học của Piston 42

3.3 Chuyển vị của Piston 43

3.4 Tốc độ dịch chuyển động của piston 44

3.5 Gia tốc piston 46

3.1 Mục đích và nội dung 47

3.2 Sơ đồ lực và momen tác động lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền 48

3.3 Các lực và momen tác động lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền 49

3.3.1 Lực khí thể 49

3.3.2 Lực quán tính 49

3.3.3 Lực quán tính chuyển động tịnh tiến 50

3.3.4 Lực quán tính chuyển động quay 52

3.3.5 Lực tổng hợp tác dụng lên đỉnh piston 53

3.3.6 Lực tác dụng dọc trục thanh truyền S 55

3.3.6.1 Thành phần lực tiếp tuyến T 57

3.3.6.2 Thành phần lực pháp tuyến Z 58

3.3.7 Lực tác dụng ngang N 59

3.3.8 Momen tác dụng lên động cơ 61

3.3.8.1 Momen quay trục khuỷa động cơ ,,, 61

3.3.8.2 Momen lật động cơ 62

65 3.1.2 Kiểm tra bền theo phương pháp Back .

65 3.1.3 Kiểm tra bền theo phương pháp

Orliu 66 3.1.4 Kiểm tra sức bền chốt

pittông 66 3.2 Nhóm thanh

truyền 68 3.2.1 Kết cấu thanh truyền 68 3.3.2 Tính toán đầu nhỏ thanh truyền 69 3.3.3 Tínhtoán thân thanh truyền 70 3.3.4 Tính toán đầu to thanh truyền 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

PHẦN 1

GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN THEO

PHƯƠNG ÁN

1.1 Đặc điểm động cơ thiết kế.

- Động cơ thiết kế được trang bị tăng áp biến thiên, trục cam kép, 16 van DOHC

- Dung tích xi lanh 2755 cc

- Đường kính và hành trình 92 x 103,6 mm

- Công suất cực đại đạt được (130kw)174/3400 vg/ph

- Mô men xoắn cực đại 450/2400 Nm

- Tiêu chuẩn khí thải EURO 4

- Hệ thống truyền động, 2 cầu ,4 x 4,4 bánh bán thời gian,gài cầu điện tử

- Gài cầu tự động không cần dừng xe

- Động cơ đựơc thiết kế trang bị hiện đại nhất trên xe ô tô toyota hilux động cơ diesel 2.8L (1GD-FTV)

1.2 Tổ chức quá trình cháy

- Loại nhiên liệu được sử dụng trên xe là diesel gồm có các thành phần sau:

- Phân tích chọn loại buồng cháy: chọn buồng cháy thống nhất vì có các ưu

điểm: tổn thất nhiệt ít, hiệu suất cao, ứng suất nhiệt của nắp xylanh và đỉnhpiston nhỏ, dễ khởi động nhưng yêu cầu áp suất phun lớn để phun sương, vòiphun nhiều lỗ nên dễ bị nghẹt và góc kẹp của tia nhiên liệu phải chính xác, tỷ

số nén đòi hỏi phải cao

- Buồng đốt này gồm có buồng xoáy hình cầu và buồng đốt chính Những

buồng này được nối thông với nhau Dòng không khí xoáy được tạo ra trong

trong buồng xoáy giảm vì nắp quy lát hấp thụ nhiệt Do đó, tính dễ khởi độngkém hơn so với loại đốt cháy trực tiếp Điều này giải thích tại sao phải sử dụng bugi sấy trong hệ thống sấy nóng sơ bộ

- Mô tả: Động cơ Diesel

Hình 1: Mô tả hệ thống phun của buồng xoáy lốc

Động cơ diesel sử dụng dầu diesel

Một động cơ diesel 4 kỳ hoạt động với chu trình 4 kỳ như động cơ xăng: nạp nhiên liệu, nén, đốt cháy và xả

Một ưu điểm của động cơ diesel là tiêu thụ nhiên liệu ít hơn động cơ chạy xăng do hao hụt bơm nhiên liệu ít hơn và tỷ lệ nén cao

Ngược lại có những nhược điểm như độ rung và ồn trong quá trình hoạt động

lớn hơn Đồng thời số chất độc hại trong khí xả lớn hơn so với động cơ xăng

Tính kinh tế nhiên liệu tốt hơn so với động cơ xăng

1.2.1Kỳ nạp

Chỉ có không khí được hút vào trong xi-lanh

1.2.2 Kỳ nén.

1.2.3 Kỳ cháy

Píttông nén khí nạp và làm tăng nhiệt độ đủ để cho nhiên liệu cháy

Tỷ số nén của động cơ diesel cao hơn tỉ số nén của động cơ xăng

Tỷ số nén:

1.3 Hệ thống nhiên liệu:

1.3.1 Mô tả.

Hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel phun nhiên liệu có áp suất cao vào trong buồng cháy, ở đó có không khí đã được nén lại với áp suất cao Điều này cần thiết bị đặc biệt không giống như động cơ xăng

+ Sử dụng hệ thống cung cấp nhiên liệu phun dầu điều khiển điện tử (Common Rail), lý

do động cơ được điều khiển bởi bộ vi sử lý để tối ưu hóa về lượng, thời điểm và áp suất phun nhiên liệu So với động cơ diezen cũ động cơ Common Rail có công suất lớn hơn, giảm lượng tiêu hao nhiên liệu, ít ô nhiễm và hoạt động êm dịu hơn

+ Nhiên liệu được cung cấp theo hình thức (Common Rail – phun liên tục) Quá trình phun (thời điểm phun và lượng nhiên liệu được phun) được tính toán bằng ECU dựa trên các biểu đồ đã lưu trong bộ nhớ của nó Sau đó ECU sẽ điều khiển các kim phun tại mỗi xylanh động cơ để phun nhiên liệu

1 Động cơ

2 Bình nhiên liệu (nhiên liệu diesel)

3 Lọc nhiên liệu có bộ lắng nước

4 Bơm cao áp

5 Vòi phun

1.3.2 Nhiệm vụ và cấu tạo.

1 Bơm xả

2 Lọc nhiên liệu

3 Bộ lăng nước + Bơm cao áp :

Bơm cao áp nén nhiên liệu và bơm nó đến các vòi phun

Lượng phun nhiên liệu và thời điểm phun nhiên liệu được điều khiển bằng cơ khí tùy theo mức độ đạp chân ga và tốc độ động cơ

1.3.2.1 Diesel FEI loại ống phân phối.

1 Bơm cung cấp nhiên liệu

Thải sạch khí thải khỏi xy lanh và nạp đầy không khí mới vào trong xy lanh động cơ

Để động cơ làm việc đƣợc liên tục, ổn định, phát huy hết công suất thiết kế Việc nạpkhông khí và làm sạch xy lanh động cơ 4 kỳ thực hiện thông qua xupap nạp và

thải…

1.4.2 Điều kiện làm việc:

1) Tải trọng cơ học cao

3) Đóng kín xupap thải không tự mở trong quá trình nạp

4) Ít mòn, tiếng ồn nhỏ, dễ dàng điều chỉnh sửa chữa, giá thành chế tạo thấp

1.4.4.1 Cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo:

Cơ cấu phân phối khí loại trục cam bố trí trên nắp máy:

Hình 1.1 cơ cấu phân phối khi dùng xupap treo

- Nguyên lý làm việc.

Khi động cơ làm việc thông qua cơ cấu truyền động đến trục cam làm cho trục cam quay Khi bề mặt làm việc của cam tác động vào con đội làm cho nó chuyển động đi xuống, tác động vào đuôi xupap làm cho xupap chuyển động đi xuống dẫnđến dẫn thông qua cửa nạp với bên trong xi lanh nếu nhƣ ở xupap nạp và bên trong xi lanh với bên ngoài cửa xả nếu như ở xupap xả lúc này lò xo bị nén lại Khi bề mặt làm việc của cam không tác động vào con đội lúc này nhờ lực đẩy lò

xo làm cho xupap chuyển động đi lên và đóng kín không cho thông giữa bên trong

xi lanh với bên ngoài cửa nạp hoặc cửa xả

Ưu điểm

o Kết cấu buồng đốt gọn do vậy tỷ lệ nén có thể lớn

o Làm việc ít tiếng ồn, có độ chính xác cao

o Khả năng thải khí cháy nhanh, ít gây kích nổ

Nhược điểm

o Cơ cấu dẫn động trục cam phức tạp, yêu cầu độ chính xác chế tạo và lắp ghép

o Số lượng chi tiết nhiều

o Khoảng cách truyền động cam dài, hoặc dẫn động xu páp xa

o Dễ bị xảy ra hiện tượng xupap chạm đỉnh pittong (do tuột cá hay điều chỉnh cam sai)

1.4.4.2 Cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo loại trục cam bố trí trên thân máy.

 Sơ đồ cấu tạo

Hình 1.2 Xupap treo bố trí trên thân máy

1 Ống dẫn hướng 5 Xubap 9.Đũa đẩy

2.Lò xo xupap 6 Đòn bẩy 10.Con đội

3.Đĩa lò xo 7.Vít chỉnh xupap 11.Cam

11 không tác động vào con đội nữa lúc này lò xo 2 giãn ra và làm cho xupap 5

đóng lại, kết thúc quá trình húthoặc quá trình thải của đọng cơ Quá trình này diễn

ra liên tục trong suốt quá trình của động cơ

o Ưu điểm:

- Buồng cháy nhỏ gọn, diện tích truyền nhiệt nhỏ, giảm được tổn thất nhiệt

- Dễ tăng tỉ số nén, đường nạp, đường thải thông thoáng, tăng hệ số nạp, giảm

1.5.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống bôi trơn

1.5.1.1 Nhiệm vụ của hệ thống bôi trơn

Vấn đề bôi trơn động cơ:

Trong quá trình động cơ làm việc, ở các bề mặt ma sát các chi tiết có sự chuyển động tương đối nên sinh ra ma sát, gây cản trở sự chuyển động của chúng, đồng thời tại các bề mặt làm việc đó nhiệt độ sẽ tăng lên, các chi tiết máy bị mài mòn, có thể bị bó kẹt Dẫn đến tuổi thọ của động cơ giảm Vì những lí do đó trên động cơ đốt phải có hệ thống bôi trơn

Sự hình thành màng dầu bôi trơn trong quá trình làm việc của bạc và trục:

Dầu được bơm tới khoảng khe hở của trục và bạc với một áp suất nhất định Khi trục quay sẽ cuốn dầu bôi trơn theo tạo nên một cái nêm dầu giũa khe hở của trục vàbạc có xu hướng nâng trục lên Tốc độ quay của trục càng cao, áp lực của nêm dầu càng lớn thắng được trọng lượng của trục sẽ có xu hướng đẩy trục lên đồng tâm với bạc Nhờ vậy trục sẽ được quay trên đệm dầu và giảm được ma sát tối đa Vùng làmviệc tối ưu khi trục quay tạo được nêm dầu nâng trục lên đồng tâm với bạc

Dầu bôi trơn đúng độ nhớt, đúng chất lượng.

1.5.1.3 Phân loại.

o Căn cứ theo phương pháp bôi trơn:

1) Bôi trơn bằng phương pháp vung té

2) Bôi trơn bằng phương pháp pha dầu trong nhiên liệu

3) Bôi trơn bằng phương pháp cưỡng bức

o Tùy theo tính chất bôi trơn cho các bề mặt ma sát mà ta có phương án bôi trơn tích hợp

 Bôi trơn ma sát khô

Bề mặt lắp ghép của hai chi tiết có chuyển động tương đối với nhau mà không

có chất bôi trơn Ma sát khô sinh ra nhiệt làm nóng các bề mặt ma sát khiến chúng nhanh mòn hỏng, có thể gây ra mài mòn dính

 Bôi trơn ma sát ướt:

Là giữa hai bề mặt của cặp lắp ghép luôn luôn được duy trì bằng một lớp dầu bôitrơn ngăn cách

 Bôi trơn ma sát nửa ướt

Là giữa hai bề mặt của cặp lắp ghép được duy trì bằng một lớp dầu bôi trơn ngăn cách không liên tục, mà chủ yếu là nhờ độ nhớt của dầu để bôi trơn

o Dầu bôi trơn trong hệ thống bôi trơn được bơm dầu đẩy đén các bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định Do đó có thể đảm bảo được yêu cầu bôi trơn, làm mát, tẩyrửa các bề mặt ma sát Thông thường tùy theo vị trí chứa dầu.Hệ thống bôi trơn cưỡngbức chia ra làm hai loại là hệ thống bôi trơn cacte ướt và và hệ thống bôi trơn cacte khô

1.5.2 Cấu tạo.

Hệ thống bôi trơn trên động cơ V8

Hệ thống bôi trơn trên động cơ 4 xy lanh

Các chi tiết quang trọng chịu tải lớn cần ưu tiên bôi trơn như bạc cổ chính và bạc đầu to thanh truyền, các bạc trục cam, các bạc cần bẩy (cò mổ ) của cơ cấu phối khí… được bôi trơn bằng phương pháp vung tóe nhờ các chi tiết chuyển động trong quá trình làm việc của: thanh truyền, trục khuỷu, bánh răng…

o Hệ thống bôi trơn cacte ướt

3 Bơm 10 Đường dầu bôi trơn trục cam

4 Van an toàn bơm dầu 11 Bầu lọc tinh

5 Bầu lọc thô 12 Két làm mát dầu

6 Van an toàn lọc dầu 13 Van khống chế lưu lượng dầu qua két làm mát

7 Đồng hồ báo áp suất dầu 14 Đồng hồ báo nhiệt độ dầu

8 Đường dầu chính 15.Nắp rót dầu

9 Đường dầu bôi trơn trục khuỷu 16.Que(thước) thăm dầu

Ưu điểm: Cung cấp khá đầy đủ dầu bôi trơn cả về số lượng và chất lượng, độ tin cậy làm việc của hệ thống bôi trơn tương đối cao

Nhược điểm: Do dùng cácte ướt (chứa dầu trong cácte) nên khi động cơ làm việc ở độ nghiêng lớn, dầu nhờn dồn về một phía khiến phao hút dầu bị hẫng

Vì vậy lưu lượng dầu cung cấp sẽ không đảm bảo đúng yêu cầu.

 Hệ thống bôi trơn cacte khô :

3 Thùng dầu 10 Đường dầu bôi trơn trục cam

4 Lưới lọc sơ bộ 11 Bầu lọc tinh

5 Bơm dầu đi bôi trơn 12 Đồng hồ báo nhiệt độ dầu (nhiệt kế)

6 Bầu lọc dầu 13 Két làm mát dầu

thân máy đến bôi trơn các cổ trục chính và các cổ trục cam Từ các cổ chính dầu đi vàocác lỗ xiên trên trục khuỷu đến không gian rỗng trong chốt khuỷu rồi từ đó dầu sạch đi vào bôi trơn bạc đầu to thanh truyền và chốt khuỷu

Từ đường dầu chính còn một đường dẫn tới trục rỗng của giàn cò, từ đó dầu đi đến bôi trơn các bạc của cần đẩy, mặt cầu của vít điều chỉnh khe hở xupap, sau đó tự chảy dọc theo đũa đẩy xuống bôi trơn cho con đội và vấu trục cam

Mặt gương xi lanh, mặt píttông và mặt các bánh răng phân phối được bôi trơn bằng dầu vung tóe nhờ các chi tiết chuyển động trong quá trình làm việc như: thanh truyền, trục khuỷu, bánh răng…

1.5.3 Sửa chữa bơm dầu.

1.5.3.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại.

1.5.3.1.1 Nhiệm vụ.

Hút dầu từ thùng chứa qua phao lọc và đẩy qua các bầu lọc với một áp suất nhấtđịnh để đi bôi trơn các chi tiết trong động cơ

1.5.3.1.2 Yêu cầu.

- Bơm phải cung cấp đủ lƣợng dầu bôi trơn đến vị trí các chi tiết trên động cơ.

- Bơm đúng áp suất dầu bôi trơn ứng với mỗi chế độ hoạt động của động cơ 1.5.3.1.3 Phân loại:

- Bơm bánh răng

- Bơm cánh gạt.

- Bơm pít-tông

- Bơm roto

1.5.3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động.

o Bơm dầu kiểu bánh răng ăn khớp ngoài:

1 Thân bơm 7 Đệm làm kín.

2 Bánh răng bị động 8 Nắp van điều chỉnh

3 Rãnh giảm áp 9 Tấm đệm điều chỉnh

4 Bánh răng chủ động 10 Lò xo

5 Đường dầu ra 11 Van bi

6 Đường dầu vào

o Bơm dầu kiểu bánh răng ăn khớp trong:

 Bơm bánh răng ăn khớp trong: Khi động cơ làm việc, dẫn động bánh răng trong ( chủ động ) bánh răng ngoài ( bị động ) quay theo Dầu được hút từ cửa 2 ( như hình vẽ ) qua khe hở giữa hai bánh răng và phần khoang lưỡi liềm được đẩy ra cửa

4 Van ổn áp ở đây có nhiệm vụ điều hòa áp suất cửa đẩy bằng một giá trị nhất định khi động cơ làm việc ở nhiều tốc độ khác nhau

 Bơm cánh gạt

Sơ đồ cấu tạo:

1 Thân bơm

2 Đường dầu vào

 Bơm roto

Sơ đồ cấu tạo:

Bơm roto

của bơm dầu

1.5.4.1 Hiện tượng hư hỏng

 Những hư hỏng thường gặp ở hệ thống bôi trơn

Dầu không lên bôi trơn được cho giàn cò do mạch dầu chuyển tới giàn cò mổ bị tắc bẩn hoặc hở mạch làm áp suất dầu không có

Dầu không bôi trơn được cho trục khủy do mạch dầu chuyển tới giàn cò bị tắc bẩn hoặc hở mạch làm áp suất dầu khồn có

Bơm dầu không làm việc do hở gioang đệm, mòn hỏng thân bơm và bánh răng hoặc cánh gạt gãy hỏng

Áp suất dầu bôi trơn yếu ngay cả khi động cơ làm việc ở tốc độ cao do hở mạch dầu

có áp suất hoặc bản thân bơm yếu

1.5.4.2 Phương pháp kiểm tra

 Dùng đồng hồ kiểm tra áp suất mạch dầu kiểm tra áp lực bơm

 Cho động cơ làm việc

 Kiểm tra áp suất tối thiểu ở ga căng ti và áp suất tối đa khi ở tốc độ cao

 Kiểm tra van an toàn và van điều áp ( bi và lò xo )

 Phương pháp sửa chữa:

 Tháo lắp bơm dầu, van an toàn, van điều áp

 Thông rửa sạch các mạch dầu bôi trơn rtong thân máy

 Sửa chữa bơm dầu: mài rà mặt phẳng nắp bơm, thân bơm

 Chế tạo thay thế gioang đệm cũ

1.5.4.3 Quy trình ráp.

Thay thế các gioang đệm mới, phải đảm bảo độ kín và đảm bảo khe hở dầu bánh răng và nắp bơm

1.5.5 Sửa chữa bơm dầu

+ Kẹp bơm lên ê tô và tháo rời bơm:

- Tháo nắp và thân bơm.

- Tháo bánh răng chủ động và bị động

+ Tháo van an toàn và van điều áp

 Quan sát bằng mắt xem các gioang đệm, kiểm tra các bánh răng, kiểm tra nắp bơm và lòng thân bơm để phát hiện các hư hỏng xem có bị sứt mẻ, gờ hay rạn nứt…

 Khe hở bánh răng chủ đọng và bị động

 Khe hở giữa bánh răng với thân bơm

 Khe hở giữa các bánh răng với nắp bơm

 Trục dẫn động bơm

- Mài rà mặt phẳng nắp bơm và thân bơm

- Thay thế gioăng đệm cũ

- Bạc và trục bơm bị mòn phải sửa chữa lại

- Bơm dầu sau khi sửa chữa phải đạt yêu cầu sau:

 Khe hở đầu bánh răng và nắp là 0,12  0,20 mm

 Khe hở giữa đỉnh răng và lòng bơm là 0,10  0,17 mm

 Khe hở giữa hai bánh răng là 0,14  0,20 mm Nếu khe hở ăn khớp của hai bánh răng không đạt tiêu chuẩn trên thì thay thế cặpbánh răng mới

Thay thế gioang đệm mới, phải đảm bảo độ kín và đảm bảo khe hở dầu bánh răng và nắp bơm

Bằng cách điều chỉnh độ cứng lò xo, van điều áp, áp suất dầu phải đạt đúngquy định 2  6 KG/cm

Môi chất công tác (MCCT) là những chất tham gia vào quá trình đốt cháy nhiên liệu,

sau đó tiếp nhận nhiệt năng sinh ra trong quá trình nhiên liệu cháy và dãn nở để tạo ra

cơ năng Tính MCCT là một trong những công đoạn đầu tiên trong quy trình tính toánchu trình nhiệt động của ĐCĐT Thông thường, người ta xác định số lượng MCCT cần thiết tương ứng với 1 đơn vị số lượng nhiên liệu - 1 kg nhiên liệu lỏng hoặc 1 kmol (hoặc 1 ) nhiên liệu khí

2.1.1 Lượng không khí cần thiết để đốt 1 kg nhiên liệu lỏng.

Không khí được đưa vào không gian công tác của ĐCĐT nhằm 2 mục đích: đốt

cháy nhiên liệu và quét buồng đốt

Lượng không khí cần thiết để đốt cháy một đơn vị số lượng nhiên liệu được xác

định trên cơ sở cân bằng khối lượng các phương trình phản ứng hoá học mô tả quá trình cháy nhiên liệu

Khi đốt 1kg nhiên liệu lỏng , các thành phần c của C và H của sẽ chuyển thành

và theo các phương trình phản ứng sau :

Trường hợp nhiên liệu lỏng tính bằng kg sẽ được:

Nếu lượng không khí thực tế đưa vào để đốt 1 kg nhiên liệu là Lđể đốt 1 hoặc

1kmol tiêu chuẩn nhiên liệu Để đảm bảo cho nhiên liệu đốt cháy hoàn toàn thì lượng không khí thực tế nạp vào không gian công tác của xy lanh phải bằng hoặc lớn hơn lượng lý thuyết

L = = 0,9  14,32 =12,888

M =

2.1.2 Lượng không khí cần thiết để đốt 1 kg nhiên liệu khí

Số kg hỗn hợp cháy ứng vói 1 kg nhiên liệu (

= 1 +

=1+0,9 12,88 + 12,5992 ( kg / kg )

Số kmol hỗn hợp cháy với 1 đơn vị số lượng nhiên liệu (

diesel chạy bằng nhiên liệu lỏng người ta thường bỏ qua thể tích của nhiên liệu Vớigiả định như vậy số kmol hỗn hợp cháy ứng với 1 kg nhiên liệu lỏng ở động cơ diesel đưuợc coi như bằng số kmol không khí:

2.1.3 Sản vật cháy đối với trường hợp cháy không hoàn toàn.

Thành phần của sản vật cháy gồm , ,, ,, phân tích sản vật cháy tỏng trường hợp λ1

thấy rằng tỷ số giữa và hầu như không đổi và không phụ thuộc vào λ Gọi K là giátrị của tỷ số trên ta có :

= 0,79 0,9 0,5 = 0,3555 kmol

Tổng lượng cháy trong trường hợp cháy không hoàn toàn

= + +

= 0,0725 + 0,063 + 0 , 3555 =0,491 Kmol /kg Tổng lượng hàm lượng các chất khí trong trường hợp cháy không hoàn toàn :

2.1.4 Thay đổi số phân tử môi chất khi cháy.

số Kmol môi chất thay đổi khi cháy,ta có: