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).

ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI KHOA : CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG XE TOYOTA HILUX 2.8G AT MLM 44 Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực Lớp Khóa Đồng Nai , ngày 30 tháng năm 2019 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD LỜI CẢM ƠN Sau khoảng thời gian làm đồ án hoàn thành Chúng em xin trân thành cảm ơn: Trường Đại Học Công Nghệ Đồng Nai tạo điều kiện tốt cho chúng em học tập làm tập Với hướng dẫn tận tình thầy Th.s LMP Thầy nhiệt tình giảng giải phân tích cho chúng em hiểu rõ vấn đề thắc mắc chúng em đặt trình làm lên lớp Thư viện trường tạo điều kiện cho chúng em mượn tài liệu tham khảo học tập đạt kết cao suốt trình làm Mặc dù cố gắng thời lượng mơn học trình độ có giới hạn , nên q trình làm đồ án khơng tránh thiếu sót Rất mong nhận góp ý , nhận xét , đánh giá nội dung hình thức trình bày thầy để đồ án nhóm chúng e hoạn thiện tốt Chúng em xin trân thành cảm ơn thầy ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Vì vậy, động đốt đóng vai trò quan trọng kinh tế, nguồn động lực cho phương tiện vận tải ô tô, máy kéo, xe máy, tàu thủy, máy bay máy công tác máy phát điện, bơm nước… Động đốt nguồn cung cấp 80% lượng giới Chính việc tính tốn thiết kế đồ án môn học động đốt đóng vai trò quan trọng sinh viên chuyên ngành động đốt Đồ án tính tốn thiết kế đồ án mơn học động đốt đồ án đòi hỏi người thực phải sử dụng tổ hợp nhiều kiến thức chuyên ngành kiến thức môn học sở Trong q trình hồn thành đồ án giúp cho chúng em củng cố nhiều kiến thức chuyên ngành kiến thức mơn học sởvà giúp chúng em mở rộng hiểu sâu kiến thức chuyên ngành kiến thức tổng hợp khác Đồ án bước luyện tập quan trọng cho chúng em trước tiến hành làm đồ án tốt nghiệp sau Được giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy Th.s LMP cán giảng dạy môn Đồ Án Động Cơ Đốt Trong, đến đồ án môn học em hoàn thành Mặc dù cố gắng nhiều để hoàn thành đồ án cách tốt nhất, nhiên việc thiết kế đồ án với hạn chế kiên thức kinh nghiệm thực tế nên trình làm đồ án khơng tránh sai xót, chúng em mong bảo thầy góp ý bạn để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy LMP giúp đỡ em hồn thành cơng việc giao Đồng Nai , ngày tháng năm 2019 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD NHÂN XET CUA GIAO VIÊN HƯƠNG DÂN ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD MỤC LỤC Phần GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN THEO PHƯƠNG ÁN 1.1Đặc điểm động thiết kế 1.2 Tổ chức trình cháy 1.2.1 Kỳ nạp 1.2.2 Kỳ nén .4 1.2.3 Kỳ cháy 1.2.4 Kỳ xả ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD 1.3 Hệ thống nhiên liệu: .7 1.3.1 Mô tả 1.3.2 Nhiệm vụ cấu tạo .8 1.3.2.1 Diesel FEI loại ống phân phối 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 thân máy 13 1.5 Hệ thống bôi trơn .14 1.5.1 Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại hệ thống bôi trơn .14 1.5.1.1 Nhiệm vụ 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 hệ thống bôi trơn cưỡng bức: 20 1.5.3 Sửa chữa bơm dầu 21 1.5.3.1 Nhiệm vụ, yêu cầu 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 nguyên lý hoạt động 21 1.5.4 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra, sửa chữa hư hỏng bơm dầu 24 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD 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 bước tháo ) 26 1.5.5.5 Điều chỉnh áp suất bơm dầu 26 Phần TÍNH CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG 27 2.1 Tính mơi chất cơng tác 27 2.1.1 Lượng khơng khí cần thiết để đốt kg nhiên liệu lỏng 27 2.1.2 Lượng không khí cần thiết để đốt kg nhiên liệu khí 28 2.1.3 Sản vật cháy trường hợp cháy khơng hồn tồn 29 2.1.4 Thay đổi số phân tử môi chất cháy 30 2.2 Chu trình làm việc động 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 tiêu kinh tế - kỹ thuật chu trình 36 2.3.1 Áp suất thị trung bình (), Nm2 36 2.3.2 Áp suất có ích trung bình ( ), Nm2 36 2.3.3 Hiệu suất thị ( ) 36 2.3.4 Hiệu suất có ích ( ) 36 2.3.5 Suất tiêu thụ nhiên liệu thị (),gKw.h 36 2.3.6 Suất tiêu thụ nhiên liệu thị (), gKw.h … 36 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD 2.3.7 Lượng tiêu thụ nhiên liệu (), gKw.h 36 2.4 Cân nhiệt 37 Phần TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHÁT LỰC 39 A XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGỒI ĐỘNG CƠ………………………….40,41 B TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN…………42 3.1 Phân tích động học cấu trục khuỷu- truyền 42 3.2 Động học Piston 42 3.3 Chuyển vị Piston 43 3.4 Tốc độ dịch chuyển động piston 44 3.5 Gia tốc piston 46 3.1 Mục đích nội dung 47 3.2 Sơ đồ lực momen tác động lên cấu trục khuỷu truyền 48 3.3 Các lực momen tác động lên cấu trục khuỷu 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 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 61 3.3.8.1 Momen quay trục khuỷa động ,,, 61 3.3.8.2 Momen lật động 62 C TÍNH TỐN VÀ NGHIỆM BỀN CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ………………………………………………………………………………………….64 ĐƠ AN ĐƠNG CƠ ĐƠT TRONG GVHD 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 truyền 68 3.2.1 Kết cấu truyền 68 3.3.2 Tính tốn đầu nhỏ truyền 69 3.3.3 Tính tốn thân truyền 70 3.3.4 Tính tốn đầu to truyền 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD PHẦN GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN THEO PHƯƠNG ÁN 1.1 Đặc điểm động thiết kế - Động thiết kế động diesel 2.8L(1GD-FTV) - Động thiết kế trang bị tăng áp biến thiên, trục cam kép, 16 van DOHC - Dung tích xi lanh 2755 cc - Đường kính hành trình 92 x 103,6 mm - Công suất cực đại đạt (130kw)174/3400 vg/ph - Mô men xoắn cực đại 450/2400 Nm - Tiêu chuẩn khí thải EURO - Hệ thống truyền động, cầu ,4 x 4,4 bánh bán thời gian,gài cầu điện tử - Gài cầu tự động không cần dừng xe - Động đựơc thiết kế trang bị đại xe ô tô toyota hilux động diesel 2.8L (1GD-FTV) 1.2 Tổ chức trình cháy - Loại nhiên liệu sử dụng xe diesel gồm có thành phần sau: - Phân tích chọn loại buồng cháy: chọn buồng cháy thống có ưu điểm: tổn thất nhiệt ít, hiệu suất cao, ứng suất nhiệt nắp xylanh đỉnh piston nhỏ, dễ khởi động yêu cầu áp suất phun lớn để phun sương, vòi phun nhiều lỗ nên dễ bị nghẹt góc kẹp tia nhiên liệu phải xác, tỷ số nén đòi hỏi phải cao - Buồng đốt gồm có buồng xốy hình cầu buồng đốt Những buồng nối thơng với Dòng khơng khí xốy tạo buồng xốy hành trình nén, đốt cháy phần lớn nhiên liệu Sau phần nhiên liệu lại cháy buồng đốt ĐƠ AN ĐƠNG CƠ ĐƠT TRONG GVHD Lực S sau dời xuống tâm chốt khuỷu lại phân thành phân lực lực tiếp tuyến T, sinh momen quay lực pháp tuyến Z, gây uốn trục khuỷu Chúng đuợc tính các quan hệ sau: lực tiếp tuyến : T=S lực pháp tuyến: S 3.3.6.1 Thành phần lực tiếp tuyến T P=4650,96 (độ) T (N) 0 54 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD Đồ thị lực tiếp tuyến T 3.3.6.2 Thành phần lực pháp tuyến Z P=4650,96 -2700,37 (N) 55 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD (độ) Z (N) Đồ thị lực pháp tuyến Z -2700,37 3.3.7 Lực tác dụng ngang N P=4650,96 56 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD (N) tg(=1604,90 (N) (N) tg(=-1604,90 (N) (N) (độ) N (N) 1604,90 Đồ thị lực tác dụng ngang N 57 -1604,90 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD 3.3.8 Momen tác dụng lên động 3.3.8.1 Momen quay trục khuỷa động R=46 (mm) = (Nm) = 3118,35(46143,44 (Nm) = (Nm) = 3118,35(46143,44 (Nm) = (Nm) (độ) (Nm) 143,44 Đồ thị momen quay trục khuỷu đông 58 143,44 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD 3.3.8.2 Momen lật động = (Nm) 59 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD =1604,90(Nm) = (Nm) = 1604,90(Nm) = (Nm) (độ) (Nm) 147,83 Đồ thị momen lât đơng 147,83 C TÍNH TOAN VÀ NGHIỆM BỀN CAC CHI TIẾT CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐƠT TRONG 3.1 Nhóm piston.l 60 ĐƠ AN ĐƠNG CƠ ĐƠT TRONG GVHD Kết cấu piston Nhóm piston gồm có piston, chốt piston, xecmăng chi tiết hãm Trong trình làm việc nhóm piston có nhiệm vụ : ♦ Truyền chuyển động tịnh tiến xuống trục khuỷu chuyển động quay ♦ Bao kín buồng cháy, khơng cho khí cháy xuống cácte ngăn dầu từ cácte lên buồng đốt ♦ Hút nén hòa khí ♦ Đẩy khí thải ngồi ♦ Thu nhiệt khí cháy truyền xylanh ♦ Đối với động kỳ không xuppap nhóm piston có tác dụng nhu van truợt phân phối khí ( đóng mở lỗ nạp, cửa qt cửa thải ) Tính tốn sức bền đỉnh piston Piston chịu lực khí thể, tải trọng cơ, tải trọng nhiệt, ma sát ăn mòn hóa học Khi tính toán bền đỉnh piston phải giả thiết các lực phân bố chiều dày đỉnh piston có giá trị không đổi 3.1.1 Bề dày đỉnh piston 61 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD Chọn 0,07 3.1.2 Kiểm tra bền theo phương pháp Back Sơ đồ tính toán bền đỉnh piston theo Back Coi đỉnh piston đĩa tròn có chiều dày đồng s đặt gối tựa hình trụ rỗng Coi áp suất khí thể pz phân bố đỉnh sơ đồ Ứng suất uốn đỉnh piston : 0,7 (MN/) : đường kính trung bình: =