HTKD

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG GVHD: Hồng Đức Thông Sinh viên thực hiện: Lê Hà Thanh Sơn Đỗ Tuấn Quốc Ngụy Phú Quý Võ Thanh Phú Huỳnh Hải Long Trịnh Trung Kiên THIẾT KẾ HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG CHO ĐỘNG CƠ 1NZ-FE THÔNG SỐ KỸ THUẬT Tên thơng số Ký hiệu Thứ ngun Gía trị Cơng suất có ích Tỷ số nén Số vịng quay Đường kính xy lanh Hành trình piston Số xy lanh Số kỳ Góc mở sớm xupap nạp Góc đóng muộn xupap nạp Góc mở sớm Ne Kw n D Vịng/phút mm 81 10.5 6000 75 S mm 84.7 Độ 4 -7~35 Độ 52~-8 Độ 42 I xupap thải Góc đóng muộn xupap thải Độ 1)ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC- YÊU CẦU THIẾT KẾ Điều kiện làm việc: +Mòn bánh khởi động +Chịu momen xoắn ban đầu lớn +Mòn khớp chiều mòn rãnh xoắn +Gãy giảm độ cứng lị xo khớp khởi động + Có thể khơng khởi động hết bình acquy (Khởi động động điện) + Có thể khơng khởi động hết xăng (Khởi động động xăng phụ) Yêu cầu làm việc: -Máy khởi động phát tác dụng lực lên trục khuỷu động với tốc độ thấp mà động nổ hay khởi động -Momen truyền động phải có đủ để khởi động động Phải khởi động lại nhiều lần -Nhiệt độ phải đảm bảo không giới hạn cho phép -Trục lắp bánh khởi động đủ cứng vững,chịu momen xoắn tốt -Bánh khởi động đủ cứng vững,chịu mài mòn tốt -Nhẹ nhỏ gọn -Chịu ăn mịn tốt ,thích ứng với nhiệt độ động làm việc Yêu cầu chung: + Tuổi thọ + Dễ chế tạo: phụ thuộc vào công nghệ chế tạo + Dễ bảo dưỡng: có khả sửa chữa để tiết kiệm chi phí + Mức độ tin cậy + Có phụ tùng thay + Mẫu mã đẹp + Giá thành thấp 2) Đưa phương án Phân tích ưu nhược Chọn phương án Khởi động động điện Ưu: + Dễ điều khiển, dễ khởi động khởi động nhanh + Tiện lợi ổn định dùng điện từ bình acquy sau acquy sạc từ máy phát động dẫn động từ trục khủy + An toàn, thuận tiện kích thước tồn thiết bị khởi động nhỏ + Sử dụng nguồn điện chiều không phụ thuộc vào nguồn xoay chiều Nhược: + Thời gian ấn nút khởi động ngắn, điện dung acquy lại nhỏ nên khởi động nhiệt độ thấp điện bình điện giảm nhiều + Tiêu hao cơng động để sạc cho acquy + Cấu tạo phức tạp + Dẽ hỏng phần điện bất tiện hết bình, yếu bình hỏng bình phương tiện lưu thông, vận hành + Cấu tạo phức tạp 1.a Máy khởi động dùng cấu tách nối cưỡng kiểu khí 1.b Máy khởi động dùng cấu tách nối tự động kiểu khí 1.c Máy khởi động dùng cấu tách nối tự động kiểu điện từ Khởi động khơng khí nén Ưu: + Có cơng suất lớn dùng để khởi động động cỡ lớn tốc độ thấp, tốc độ trung bình tốc độ cao + Khởi động chắn Nhược: + Cấu tạo phức tạp + Cồng kềnh 2.a Sơ đồ hệ thống khởi động khơng khí nén: - Thiết bị khởi động có phân phối khí vào van khởi động + Sơ đồ đơn giản, dùng cho động có kích thước xilanh khơng lớn (< 300mm) - Thiết bị khởi động có phân phối khí vào van khởi động có thêm đường đẫn khơng khí đưa khí nén đến van khởi động + Dùng cho động Diesel cỡ lớn + Đảm bảo có tiết diện lưu thơng lớn cung cấp đầy đủ lượng khí nén cho động khởi động 2.b Kiểu van khởi động chính: Van khởi động điều khiển khí + Dùng cho trường hợp áp suất khơng khí nén tương đối thấp kích thước van tương đối nhỏ - Van khởi động điểu khiển khí nén + Dùng cho trường hợp áp suất khơng khí nén kích thước van tương đối lớn, cần có lực điểu khiển lớn - 2.c Van khởi động xilanh kiểu van khởi động tự động 2.d Van phân phối khởi động Khởi động động xăng phụ Ưu: + Khởi động chắn dùng để khởi động động diesel cỡ lớn (vd: máy xúc, máy ủi, máy kéo, ) + Năng lượng khởi động lớn cơng suất dự trữ máy khởi động lớn + Có thể dùng nhiệt lượng khí thải máy xăng khởi động để động khởi động + Số lần khởi động khơng hạn chế thời gian khởi động kéo dài Nhược: + Kết cấu phức tạp có kèm động xăng phụ cấu truyền động + Phải bảo hành cho hai động Khởi động tay quay Ưu: + Tiện lợi, giá thành thấp, dùng cho động tàu thủy cỡ nhỏ (công suất xilanh 7,5kW công suất thiết bị 20kW) Vd: máy cày, công nông, máy bơm nước cỡ nhỏ, … + Có thể làm phương án dụ phịng động điện bị hỏng + Cấu tạo đơn giản dễ chế tạo Nhược: + Không an tồn vận hành + Khơng thể dùng để khởi động động cỡ lớn + Dùng nhiều sức người để khởi động động cơ, muốn dùng phương pháp moment cản động lớn moment quay cánh tay cần lắp thêm thiết bị khởi động quán tính + Muốn khởi động động diesel có cơng suất đến 50 mã lực cần có bánh đà lớn cấu giảm áp Khởi động động thủy lực Ưu: + Dùng môi trường nhiệt độ thấp nước xứ lạnh Nhược: + Cấu tạo phức tạp Cơ cấu điều khiển khởi động phương pháp mồi xăng Ưu: + Khởi động chắn Nhược: + Kết cấu phức tạp + Phải lắp thêm thiết bị điện đánh lửa, thêm hệ thống nhiên liệu động xăng, … Thiết bị khởi động quán tính Ưu: + Giảm bớt lực tay quay giảm bớt công suất động điện Nhược: + Làm kết cấu động thêm phức tạp nặng nề 7.a Thiết bị khởi động quán tính quay động điện 7.b Thiết bị khởi động quán tính quay tay Thiết bị hổ trợ trình khởi động Ưu: + Làm cho động dễ khởi động Nhược: + Kết cấu phức tạp 8.a Đèn sấy nóng động 8.b Thiết bị làm nóng khơng khí qt *Chọn động điện thiết kế nhỏ gọn, hiệu suất cao, dễ khởi động nhanh chóng Tối ưu với động xăng 1NZ-FE nhà đầu tư 3)Thiết kế bố trí chung: Hình 23 Hệ thống khởi động điện CT130 - A31- tiếp điểm rơle điều khiển; 3- tiếp điểm đóng mạch điển trở bổ sung; 3- cuộn rơle điều khiển; 4- phần ứng rơle điều khiển; 5- kéo điều chỉnh; 6- vỏ bảo vệ cần đẩy; 7- cần đẩy; 8- vít điều chỉnh khoảng chạy bánh răng; 9- nắp máy khởi động điện; 10- vòng tựa; 11-bánh dẫn động; 12- khớp chiều; 13- lò xo; 14- khớp nối dẫn động; 15thân máy khởi động điện; 16- phần ứng máy khởi động điện; 17- vít kéo; 18- cổ góp THIẾT KẾ KĨ THUẬT: Cho động xăng 1NZ-FE ( dung tích 1,5 lít) 1) Tính tốn Momen cản (Mc) động a) Theo tổn thất giới gồm: tổn thất ma sát(phụ thuộc vào độ nhớt dầu bôi trơn) - tổn thất dẫn động cấu cấu phụ (quạt, bơm nước, máy phát điện…) - Tổn thất mát q trình thay đổi khí - Tổn thất lọt khí * Momen trung bình lực cản giới () tính sau : (1) Với áp suất tổn thất giới trung bình xác định theo cơng thức kinh nghiệm sau: - Đối với 50 vịng/phút : (1.2) Vì động xăng, điều kiện làm việc nhiệt độ môi trường , nên r=0.0513 mcv=a+ T=19.806+T => a=19.806 = mcv’’=a’’+T=()+0.5().10-5T=> a’’=23.31 =3.0637x10-3 mcv’= a’+T== a’+T =>a’==19.977 b’/2= =2.142x10-3 Chỉ số nén đa biến trung bình n1-1= Thay a’ b’ vào giải phương trình => =1.375 Pc=Pa.=0,1.10,51.375=2.156 ) Ta có: Thế số ta được: c) Momen để tăng tốc chi tiết chuyển động động từ trạng thái tĩnh đến số vòng quay khởi động: Coi tốc độ góc trục khuỷu tăng theo quy luật gia tốc đều, momen Mj xác định sau: Với momen quán tính khối lượng vận động động quy trục khuỷu Có thể coi = (1,1-1,32) + Khối lượng bánh đà 56kg + Đường kính quán tính bánh đà =0,14 ( =0,14m) + Vì động xăng, cơng suất trung , dung tích xi lanh nhỏ nên chọn hệ số 1,2 Do đó, = 1,2=1,3171(kg.) + + Vì ta giả thiết tốc độ quay trục khuỷu tuần theo quy luật gia tốc => =2 Giả sử (chọn lúc khởi động piston ĐTC vào lúc đầu kì nạp) KHI ĐĨ, ta tính tốn Mc động 0,2388+192+1,84 Từ đó, ta tính tốn công suất cần thiết cho thiết bị khởi động Do cơng suất khởi động cần thiết :=1164W 2)TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ KĨ THUẬT CẦN THIẾT ĐỂ ĐẢM BẢO KHỞI ĐỘNG ỔN ĐỊNH : + Ta chọn động khởi động có cơng suất 1,2 kW; điện áp 12 V + Số khớp truyền động : Chọn =9 + Tỉ số truyền : (10 động xăng, có cơng suất nhỏ nên ta chọn u=14 + Tính tốn đường kính bánh khớp truyền động: 3) TÍNH TỐN ACCU CUNG CẤP NGUỒN CHO MÁY KHỞI ĐỘNG - Dòng điện khởi động: - Dung lượng ắc quy phụ thuộc lớn vào dịng phóng Phóng dịng lớn dung lượng giảm, tn theo định luật: - Trong đó: Q [Ah] : Dung lượng ắc quy khởi động Ip [A] : Dòng điện phóng ắc quy - n : Hằng số tùy thuộc vào loại ắc quy Đối với ắc quy chì n = 1,4 [giờ] : Thời gian phóng điện ắc quy Với 20 lần khởi động, thời gian khởi động lần khoảng [s], ta có: = 100 s - Với 20 lần khởi động dung lượng ắc quy giảm 50%, dung lượng ắc quy cần thiết khởi động động là: - Do chọn accu có : U=12 V, Q=35 Ah 5) Thiết kế công nghệ: *Bước 1: Chế tạo – Gia công – Đặt mua - Mua máy khởi động 1,2 kW; U=12V; số bánh rang khớp truyền động Mã sản phẩm 2-1764-BO + Hình thức mua: Đặt online trang mua hàng điện tử Alibaba + Nhà cung cấp: Cangzhou Tieqiang Auto Parts Co., Ltd + Chi phí : 67 $ + Thơng số kĩ thuật : - Mua accu: 12V-35Ah + Mua accu: trang AcquyHaNoi.com + Xuất xứ : Thái Lan + Thông số kĩ thuật: Bước 2: Kiểm tra + Cần người kĩ sư có đủ lực chun mơn để kiểm tra + Đề danh mục thứ cần kiểm tra, dụng cụ để kiểm tra, xem xét dụng cụ có xác hay khơng +Xem xét thơng số có xác theo u cầu đặt hay không + Lắp ráp vận hành thử với động + Nếu vận hành khơng ổn định, phải tính tốn lại thiết kế kĩ thuật Thiết kế kinh tế: Xem xét mặt để đưa giá thành sản phẩm + Vật tư, nguyên liệu sản xuất + Thời gian lao động vấn đề sức khỏe công nhân + Thuế, chi phí phân phối, chi phí quảng cáo + Khấu hao thiết bị sản xuất, tiền điện nước + Chi phí thiết kế dự án, nghiên cứu thị trường, thiết kế sản phẩm + Chi phí bán hàng (thường chiếm 10-15% giá thành sản phẩm) + Chi phí cho máy điều hành nhân lực