ĐQH

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ HYUNDAI CRDI D4FA 1.1 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ Dựa vào thông số kỹ thuật động đề cho, qua thời gian tìm kiếm tra cứu thơng số kỹ thuật nhiều động cơ, em tìm động HYUNDAI CRDI D4FA có thơng số kỹ thuật gần giống với động đề yêu cầu Hình 1.1: Động HYUNDAI CRDI D4FA 1.2 THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ KÝ CHỌN THÔNG 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 HIỆU HYUNDAI D4FA Diesel i/ τ / 4/ 4/ In-line 1-3-4-2 17.8 75x 84.5 mm) Công suất cưc đại/ Số vịng quay DxS (kW/vg/ph) Góc Ne / n α1 α2 α3 α4 81/4000 Mở sớm xupap nạp Đóng muộn xupap nạp phối khí Mở sớm xupap thải Đóng muộn xupap thải (độ) Hệ thống nhiên liệu Hệ thống bôi trơn 34 46 CRDI Cưỡng cácte ướt Cưỡng bức, sử Hệ thống làm mát dụng môi chất lỏng Turbo Charger Hệ thống nạp Intercooler 16valve -,DOHC Hệ thống phối khí Động HYUNDAI D4FA lắp xe Hyundai Getz, Hyundai Accent, loại xe Hyundai, hãng sản xuất xe Hàn Quốc Động HYUNDAI D4FA động xi lanh bố trí thẳng hàng, cấu phân phối khí sử dụng trục cam kép đặt nắp máy (DOHC) với 16 xupap, gồm bốn xupap cho xylanh, hai xupap nạp hai xupap thải Đây loại động điesel tăng áp sử dụng hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp dùng ống dẫn chung Commonrail điều khiển ECU Động có tổng dung tích xilanh 1.5l, cơng suất cực đại 81kw vòng tua máy 4000v/ph Hình 2.1 Cấu tạo chung động HYUNDAI D4FA 1-Vịi phun; 2-Giá kẹp vịi phun; 3-Nắp đậy; 4-Roan làm kín; 5-Máy phát điện; 6-Puly bơm nước; 7-Giá đở động cơ; 8-Căng đai; 9-Puly trục khuỷu ; 10-Then puly; 11-Cátte; 12-Lọc dầu bôi trơn; 13-Bơm nước làm mát; 14-Bơm cao áp; 15-Vỏ đậy xích cam 1.3 CÁC CƠ CẤU CỦA ĐỘNG CƠ HYUNDAI D4FA 1.3.1 CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ Cơ cấu phân phối khí dùng để thực q trình thay đổi khí Thải khí thải khỏi xilanh nạp đầy khí hỗn hợp khơng khí vào xilanh để động làm việc liên tục Để đảm bảo công suất cực đại động cơ, cần phải hút nhiều hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu vào xilanh thải khí cháy tốt Vì thế, hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu quán tính khí cháy tính đến trình thiết kế tăng tối đa thời gian mở xupap Động D4FA sử dụng cấu phân phối kiểu DOHC gồm có trục cam nằm nắp máy dẫn động từ trục khuỷu thông qua xích bánh để điều khiển việc đóng mở xu páp nạp xu páp xả Hình 2.2 Cơ cấu phân phối khí 1-Nắp cổ trục cam; 2-Truc cam; 3-Bánh trục cam; 4-Cị mổ; 5-Móng ngựa; 6-Chén chặn trên; 7-Lò xo xupap; 8- Chén chặn dưới; 9-Xupap; 10-Con đội; 11-Đường nạp; 12- Roan làm kín 1.4 PISTON - THANH TRUYỀN Hình 2.3 Piston truyền HYUNDAI D4FA Piston; 2.Thanh truyền; 3.Bạc lót đầu to truyền; 4.Nắp đầu to; 5.Bu lơng đầu to 1.4.1 NHĨM PISTON Piston chi tiết quan trọng động đốt Trong q trình làm việc, ngồi chức dẫn hướng, piston chi tiết trực tiếp tiếp nhận lực khí thể sinh q trình đốt cháy nhiên liệu, làm việc mơi trường có nhiệt độ cao ma sát mài mòn lớn, lực tác dụng nhiệt độ cao khí thể lực quán tính sinh gây nên ứng suất học ứng suất nhiệt piston, làm việc mơi trường có nhiệt độ cao nên piston dễ bị mài mịn khơng bơi trơn đầy đủ Piston có nhiệm vụ quan trọng sau: Tiếp nhận lực khí thể truyền cho truyền (trong trình cháy giản nở), để làm quay trục khuỷu nén khí q trình nén, đẩy khí thải khỏi xilanh q trình thải hút khí nạp vào buồng cháy trình nạp Trong động hai kỳ, piston có tác dụng van trượt làm nhiệm vụ đóng mở lỗ lỗ quét lỗ thải Ngồi ra, piston cịn có chức dẫn hướng chuyển động xylanh Trên piston cịn có xéc măng, nhiệm vụ xéc măng đảm bảo bao kín buồng cháy, giữ khơng cho khí cháy buồng cháy lọt xuống te ngăn không cho dầu nhờn từ te sục lên buồng cháy Khe hở cho phép secmăng cho bảng: Secmăng Điều kiện tiêu chuẩn số 0,20 đến 0,35mm số 0,35 đến 0,50mm dầu 0,20 đến 0,40mm Dưới cấu tạo piston động Hyundai D4FA Hình Piston động HYUNDAI D4FA Xéc măng khí 2.Xéc măng dầu 3.Piston Piston làm hợp kim nhơm có kết cấu đặc biệt đỉnh piston lõm Piston có rãnh xéc măng gồm xéc măng khí xéc măng dầu Trên đỉnh piston có đánh đấu để khỏi nhầm lẫn trình lắp ráp 1.4.2 THANH TRUYỀN Thanh truyền chi tiết nối piston với trục khuỷu, có tác dụng truyền lực tác dụng piston xuống trục khuỷu, để làm quay trục khuỷu Khi động làm việc truyền chịu tác dụng lực sau: Lực khí thể xi lanh, lực qn tính chuyển động tịnh tiến nhóm piston, lực quán tính truyền chức truyền nói chung Cịn truyền động Hyundai D4FA Thanh truyền động D4FA chế tạo thép bon thép hợp kim thép bon Tiết diện truyền có dạng chữ I, đầu nhỏ truyền có khoan lỗ dầu để bơi trơn xilanh chốt piston, đầu to truyền chế tạo hai nửa lắp ghép lại với Nắp đầu to truyền lắp với truyền nhờ hai bu lông Hình 2.5 Kết cấu truyền 1-Đầu nhỏ truyền; 2-Thân truyền; 3-Đầu to; 4-Bạc lót đầu to 1.5 TRỤC KHUỶU- BÁNH ĐÀ 5 Hình 2.6 Kết cấu trục khuỷu bánh đà 1-Chốt khuỷu; 2-Lỗ dầu; 3-Má khuỷu; 4-Cổ trục chính;5-Bánh đà; 6-Bạc lót cổ trục Trục khuỷu chi tiết máy quan trọng nhất, thường gọi cốt máy Công dụng trục khuỷu tiếp nhận lực tác dụng piston truyền qua truyền biến chuyển động tịnh tiến piston thành chuyển động quay trục khuỷu để đưa công suất Trạng thái làm việc trục khuỷu nặng Trong trình làm việc, trục khuỷu chịu tác dụng lực khí thể, lực quán tính (quán tính chuyển động tịnh tiến quán tính chuyển động quay) lực có trị số lớn thay đổi theo chu kỳ định nên có tính chất va đập mạnh Việc cân trục khuỷu quan trọng Ngoài lực tác dụng nói cịn gây hao mịn lớn bề mặt ma sát cổ trục chốt khuỷu Trục khuỷu động D4FA trục khuỷu chế tạo liền truc, dạng trục khuỷu đủ với cổ trục chính, cổ khuỷu, má khuỷu Kết cấu trục khuỷu gồm có : Cổ trục khuỷu, chốt khuỷu, má khuỷu, đối trọng Ngoài trục khuỷu cịn có đường ống dẫn dầu bơi trơn, chốt định vị, bánh dẫn động trục cam, bơm đầu bôi trơn puly dẫn động quạt gió, máy nén khí Đầu trục khuỷu lắp giảm dao động xoắn bánh dẫn động bơm dầu bôi trơn, bơm cao áp puly dẫn động cấu phụ quạt gió, máy nén Bộ giảm dao động xoắn có tác dụng thu lượng sinh mơmen kích thích hệ trục khuỷu dập tắt dao động gây mơmen Chốt khuỷu phận dùng để nối với đầu to truyền Để giảm độ mài mòn, tăng tuổi thọ cho chốt khuỷu người ta dùng bạc lắp chốt khuỷu với đầu to truyền Cổ trục khuỷu dùng để lắp trục khuỷu thân máy cho phép trục khuỷu chuyển động quay Khi lắp cổ trục vào hộp trục khuỷu người ta dùng bạc lót để giảm mài mịn Má khuỷu phận nối liền cổ trục chốt khuỷu Trên má khuỷu người ta có gắn đối trọng có tác dụng cân mơmen qn tính cho trục khuỷu Đuôi trục khuỷu lắp với bánh đà Để tránh dầu bơi trơn cácte động rị ngồi đầu trục khuỷu người ta có lắp phớt chặn dầu Bạc trục khuỷu doa tinh đạt khe hở dầu tối ưu Do cải thiện trạng thái khởi động lạnh giảm rung động động Nửa bạc có rãnh dầu dọc theo lịng chu vi 1.6 CÁC HỆ THỐNG CỦA ĐỘNG CƠ D4FA 1.6.1 HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG Hệ thống khởi động điện với phương pháp điều khiển gián tiếp rơle điện từ Để tránh khả không kịp tách bánh động nổ, người ta làm kiểu truyền động chiều khớp truyền động hành trình tự loại cấu cóc Khi người lái đóng khóa điện, dịng điện vào cuộn đẩy mà lõi thép nối với cần gạt Cuộn dây có điện trở thành nam châm hút lõi thép sang phải, đồng thời làm quay cần gạt dịch chuyển bánh truyền động vào ăn khớp với bánh đà Khi bánh khớp truyền động vào ăn khớp với bánh đà, vành tiếp điểm nối tiếp điểm, đưa dòng điện vào cuộn dây máy khởi động Máy khởi động quay, kéo trục khuỷu động quay theo Khi động nổ người lái nhả khóa điện, chi tiết trở trạng thái ban đầu tác dụng lò xo hồi vị Hình 2.7 Kết cấu máy khởi động 1-Moto khởi động; 2-Rơle khởi động Hình 2.8 Kết cấu bên máy khởi động 1-cuộn solenoid ; 2-Bộ góp; 3-Lõi thép;4-Khớp li hợp CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG LÀM MÁT 2.1 HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ HYUNDAI CRDI D4FA Động D4FA có hệ thống làm mát nước kiểu vịng kín.Tuần hồn cưỡng bao gồm: Áo nước xi lanh, nắp máy, két nước, bơm nước, van nhiệt, quạt gió đường ống dẫn nước Hệ thống làm mát sử dụng nước nguyên chất có pha chất phụ gia chống gỉ Két làm mát lắp phía đầu xe, két làm mát có 10 Hình 3.3: Bầu lọc li tâm 1- đường dầu ra; 2- đường dầu vào; 3- thân bầu lọc li tâm; 4- đệm làm kín; 5- thân rô to; 6- ống dẫn dầu;7- trục rô to; 8, 9- đai ốc lắp ghép; 10- đệm gập; 11- bạc lót; 12- chi tiết cố định ống dẫn dầu; 13- cốc dầu; 14- ổ bi tì; 15- nắp rơ to; 16nắp bầu lọc; 17- đường dầu ra; 18- vòi phun Thân bầu lọc li tâm bắt vào thành bên động để rãnh dẫn vào rãnh dẫn 17 trùng với rãnh tương ứng khối động Vỏ bầu lọc làm kín với khơng gian bên ngồi nắp bầu lọc 16 Thân rô to cố định với nắp số 15 đai ốc Bạc lót 11và ổ bi tì 14 có tác dụng giảm ma sát bề mặt làm việc nắp rô to 15 trục Ống dẫn dầu số dùng để dẫn dầu tới vịi phun làm quay rơ to 3.3.2.2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC: Dầu nhờn vào bầu lọc qua đường dầu số vào bầu lọc nhờ có cốc 13 vận tốc dịng dầu giảm xuống dầu sau vào thân rô to ống dẫn dẫn dầu bầu lọc qua vòi phun số 18 Tia dầu phun qua lỗ sinh mô men quay 20 làm quay rô to Rô to quay tạo lực li tâm làm li tâm hạt mài bám dính lên thành bên nắp rơ to số Dầu phía bên gần trục ro to lọc tiếp tục theo ống dânc dầu phun qua vòi phun 18 qua đường dẫn dầu rơi xuống te Đối với loại bầu lọc li tâm tượng tắc bầu lọc không xảy đồng thời trình phun tia dầu khỏi lỗ phun tạo mơ men quay rơ to với vận tốc n >4500 (vịng /phút) lực li tâm lớn có tác dụng lọc hiệu dầu nhờn hiệu Trở lực bầu lọc li tâm không đáng kể 3.3.2.3 Lọc dầu Bộ lọc dầu sử dụng động D4FA thuộc loại lọc giấy, lắp đáy thân làm mát dầu, làm nhiệm vụ lọc thô lọc tinh với nguyên lý làm việc sau: 12 13 14 11 10 Hình 3.3.1 Kết cấu bầu lọc tồn phần 1-Vỏ bầu lọc 2- Phần lọc tinh 3- Thân van ổn áp 4- Tấm đệm có lỗ 5- Tấm đệm van ổn áp 6- Lỗ dầu khỏi van 7- Phần lọc thơ 8- Ống kim loại có lỗ 9- Van chiều 10- Tấm đệm có lỗ dầu vào 11- Nắp bầu lọc 12- Đệm kín 13- Lỗ dầu vào bầu lọc 14- Lỗ dầu khỏi bầu lọc - Van chiều có tác dụng cho dầu theo chiều không cho dầu theo chiều ngược lại Mặt khác động không hoạt động tạo áp suất dư đường dầu chính, van chiều làm cao su co giãn 21 - Vật liệu lõi lọc giấy cát-tơng, loại lọc thấm giấy cịn gọi lọc bề mặt Đối với phần lọc thô để tăng diện tích bề mặt lọc, người ta dùng giấy dày 0,6 mm gấy lại để đạt diện tích bề mặt ÷ 12 cm2/cm3 (so với dung tích bầu lọc) Đối với phần lọc tinh sức cản lớn dầu lọc để giảm bớt mài mòn bề mặt ma sát NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC: Dầu bơm dầu hút từ cácte qua lưới lọc đến đường dầu Dầu vào bầu lọc qua lỗ 13 lúc dầu có áp suất cao bơm tạo tác dụng lên van làm cho van mở dầu đưa vào bầu lọc sau dầu qua phần lọc thô phần lọc tinh 2, qua phần lọc thơ lọc tinh dầu lọc Dầu lọc theo lỗ 14 khỏi bầu lọc đến đường dầu để bơi trơn bề mặt ma sát Phần kích thước bầu lọc tinh nhỏ phần lọc thô sức cản lớn nên lượng dầu qua lọc tinh chiếm từ 15 ÷ 20% lượng dầu bơm cung cấp dầu qua lọc tinh lọc phần lọc thô, làm việc áp suất cần thiết áp suất dầu khơng thắng lực lị xo van an tồn nên van đóng Nhưng phần lọc thơ tinh bị tắc sức cản lớn làm cho áp suất dầu tăng cao, lúc áp suất dầu thắng lực lị xo van an tồn làm cho van mở cho dầu qua van để đảm bảo lượng dầu bôi trơn bề mặt ma sát dầu khơng qua phần lọc thơ tinh nên bầu lọc khơng cịn tác dụng mà ta cần phải thay bầu lọc - Ưu điểm bầu lọc lọc cận bn cú kớch thc t 0.3 ữ 0.5 àcm nờn dầu lọc sạch, đảm bảo chất lượng dầu bơi trơn mà độ mịn xilanh, ổ trục khuỷu, bạc lót, cổ chốt khuỷu giảm xuống nhiều dẫn đến tăng tuổi thọ động cơ, nhiên bầu lọc có kích thước lớn, cồng kềnh 3.4 BƠM DẦU NHỜN: 3.4.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU CỦA DẦU NHỜN 3.4.1.1 CÔNG DỤNG Bơm dầu nhờn có nhiệm vụ cung cấp lượng dầu nhờn liên tục áp suất cao tới bề mặt ma sát để bôi trơn, làm mát, tẩy rửa bề mặt ma sát 22 3.4.1.2 YÊU CẦU - Phải cung cấp lưu lượng dầu thích hợp tới bề mặt ma sát - Bơm phải cung cấp lượng dầu nhờn đồng theo thời gian - Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ bảo dưỡng sửa chữa, có độ bền cao, chịu mài mịn rung xóc, tính kinh tế cao.96 Hình 3.4 bánh dùng động D4FA 1- Bánh chủ động; 2- Bánh bị động Bơm dầu nhờn sử dụng động D4FA loại bơm bánh cấp với nguyên lý làm việc sau: Bơm bánh làm việc nhờ vào bánh dẫn động trục chủ động Bánh chủ động lắp cố định trục khuỷu nhờ mối ghép then Khi trục khuỷu quay, bánh chủ động trục khuỷu dẫn động nên quay theo, bánh chủ động quay nên bánh bị động quay theo Dầu nhờn từ đường dầu áp suất thấp hai bánh guồng sang tạo nên áp suất cao cho dòng dầu Trên mặt đầu bơm có rãnh triệt áp để tránh chèn dầu bánh ăn khớp với Áp suất dầu bôi trơn phải đảm bảo tính ổn định Do đó, bơm dầu có thêm van an toàn Nếu áp suất đường dầu vượt giới hạn cho phép, van an toàn mở nhờ áp suất dầu Dầu chảy phần đường dầu áp suất thấp 3.5 KÉT LÀM MÁT DẦU 3.5.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU 3.5.1.1 CÔNG DỤNG Trong trình làm việc động nhiệt độ dầu nhờn tăng lên không ngừng dầu nhờn phải làm mát ổ trục, tải nhiệt lượng sinh trình ma sát ổ trục Dầu nhờn tiếp xúc với chi tiết máy có nhiệt độ cao, 23 lượng dầu nhờn phun để làm mát đỉnh piston Để đảm bảo nhiệt độ làm việc dầu nhờn ổn định, giữ cho độ nhớt dầu không đổi, đảm bảo khả bôi trơn, người ta dùng két làm mát dầu nhờn để làm mát dầu nhờn 3.5.1.2 YÊU CẦU - Làm mát dầu nhờn hiệu - Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ bảo dưỡng sửa chữa, độ bền cao, tính kinh tế cao 3.5.2 KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Hình 3.5: Két làm mát dầu nhờn Dầu nhờn vào két làm mát thông qua ống dẫn sau chảy vào ống đồng cắm vào phiến tản nhiệt Két làm mát đặt phía trước két làm mát nước quạt gió hút gió qua phiến tản nhiệt đưa nhiệt lượng dầu nhờn ngồi mơi trường 24 CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM AVL BOOST 4.1 Giới thiệu phần mềm AVL boot 4.1.1 Giới thiệu chung Phần mềm AVL BOOST bắt đầu phát triển từ năm 1992, qua giai đoạn phát triển từ đến nay, phần mềm ngày phát triển Phiên phần mềm AVL BOOST AVL BOOST 2009 Gói phần mềm Boost bao gồm tiền xử lý tương tác hỗ trợ với xử lý liệu đầu vào cho chương trình tính tốn Q trình phân tích kết hỗ trợ hậu vi xử lý tương tác Công cụ tiền xử lý AVL Workspace Graphical User Interface đặc trưng mơ hình xếp dẫn liệu đầu vào cấn thiết Mơ hình tính toán động thiết kế cách lựa chọn phần tử cần thiết từ thư mục hiển thị bẵng cách kích đúp chuột kết nối chúng phần tử đường ống Theo cách động kết cấu phức tạp mơ hình hóa cách đơn giản Chương trình cung cấp thuật tốn mơ tối ưu hóa cho tất phần tử Dòng chảy ống coi dịng chiều Theo áp suất, nhiệt độ vận tốc dòng chảy thu từ phương trình khí động học biểu diễn giá trị trung bình qua mặt cắt đường ống Tổn thất dòng chảy hiệu ứng ba chiều, vị trí cụ thể động cơ, xét đến hệ số cản thích hợp Trong trường hợp hiệu ứng ba chiều cần xét đến chi tiết hơn, liên kết nối với mơ hình dịng chảy chiều AVL mã hiệu FIRE tồn Điều có nghĩa mơ hình đa chiều dịng chi tiết quan trọng động kết hợp với mơ hình chiều chi tiết khác Đặc trưng có lợi ích riêng cho mơ chuyển động xylanh, q trình qt khí động kì hay mơ chuyển động phức tạp phần tử giảm Công cụ hậu xử lý IMPRESS CHART PP3 phân tích nhiều kết liệu khác từ mô hình hóa Tất kết đem so sánh với điểm đo kết tính tốn trước Ngồi ra, phần mếm cịn cho phép trình diễn kết dạng hình động Điều góp phần cho việc phát triển giải pháp tối ưu với vấn đề người dùng 4.1.2 Tính Phần mềm AVL BOOST bao gồm tính sau : - Mơ động kỳ, kỳ, động không tăng áp, động tăng áp 25