Đồ án khảo sát hệ thống làm mát và kiểm tra nhiệt độ động cơ DE12TIS

Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS LỜI MÓI ĐẦU Sau thời gian học tập tập vừa qua chúng em trang bị kiến thức chuyên ngành động lực, sinh viên chúng em giao nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp, nhằm giúp cho chúng em tổng hợp khái quát lại kiến thức học, từ kiến thức sở đến kiến thức chuyên ngành Qua trình thực đồ án sinh viên tự rút nhận xét kinh nghiệm cho thân trước bước vào công việc thực tế Em nhận đề tài tốt nghiệp: “KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÀM MÁT VÀ TÍNH TỐN KIỂM TRA KÉT LÀM MÁT CỦA ĐỘNG CƠ DAEWOODE12TIS” Trong phạm vi đồ án này, em giới hạn tìm hiểu cách tổng quát phương pháp làm mát động cơ, cấu hệ thống động DAEWOO-DE12TIS , sâu vào tính toán kiểm tra két làm mát Do kiến thức cịn hạn chế, tài liệu tham khảo cịn điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp em khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy mơn bảo để đồ án em hoàn thiện Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn cô giáo KS Nguyễn Thị Băng Tuyền, thầy giáo TS Huỳnh Văn Hoàng, thầy cô giáo môn bạn giúp em hoàn thành đồ án Đà Nẵng, ngày tháng năm 2007 Sinh viên thực VÕ VĂN HIỀN SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS 1.MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA ĐỀ TÀI Một động hoạt động đạt hiệu cao,chính nhờ hỗ trợ làm việc tốt hệ thống như: hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống khởi động, hệ thống làm mát… Vì cơng suất, sức bền, tuổi thọ, hiệu suất làm việc động phụ thuộc lớn vào làm việc hệ thống Hệ thống làm mát hệ thống quan trọng động Mục đích đề tài là: - Nắm vững kiến thức hệ thống làm mát cho động động đốt - Khảo sát hệ thống làm mát động DAEWOO-DE12TIS Phương pháp kiểm tra sửa chữa hệ thống làm mát - Vận dụng lý thuyết truyền nhiệt, tính tốn kiểm tra nhiệt két làm mát theo thông số thực tế rút nhận xét Với mục đích đề tài có ý nghĩa lớn sinh viên ngành động lực Thơng qua việc làm đề tài góp phần cho sinh viên chúng em củng cố lại kiến thức học thực tập, giúp cho sinh viên chúng em cách nghiên cứu, làm việc cách độc lập Từ đó, tạo điều kiện thuận lợi cho công việc sau người kỹ sư tương lai SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS 2.GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ DAEWOO-DE12TIS 2.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ DAEWOO-DE12TIS 2.1.1 giới thiệu chung Động DE12TI động Diesel bốn kỳ, sáu xilanh thẳng hàng đại sử dụng rộng rải Động lắp xe bus DAEWOO 49 chỗ Xe DAEWOO có cơng thức lốp 4x2 loại dùng chở khách, chủ yếu chạy đường thành thị Xe có kết cấu cứng vững, độ bền độ tin cậy cao, đầy đủ tiện nghi cho người sử dụng đảm bảo an toàn, kết cấu, hình dáng bên ngồi nội thất có tính mỹ thuật tương đối cao Được nhập sử dụng phổ biến Việt Nam năm gần Với trình độ kỹ thuật sản xuất tiên tiến hãng DAEWOO cho đời loại động DE12TIS Hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn trang bị đầy đủ tối ưu Với hệ thống làm mát nước cưỡng vịng tuần hồn kín hệ thống bơi trơn cưỡng Động hãng DAEWOO Hàn Quốc sản xuất nhà máy sản xuất lắp ráp ôtô Chu Lai Trường Hải nhập lắp xe Bus 49 chỗ ngồi 2.1.2.Nguyên lý làm việc kết cấu động DAEWOO-DE12TIS Động DAEWOO-DE12TIS hoạt động chia làm bốn kỳ rõ ràng: + Kỳ nạp: Khơng khí hút vào xilanh kỳ nạp Như động xăng, piston từ điểm chết (ĐCT) xuống điểm chết (ĐCD) tạ độ chân không xilanh, xupáp nạp mở cho phép khơng khí vào xylanh Xupáp xả đóng kỳ nạp SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS + Kỳ nén: Trong kỳ nén, piston từ điểm chết (ĐCD) lên điểm chết (ĐCT) Lúc hai xupáp nạp xả đóng Khơng khí hút vào xilanh kỳ nạp bị nén lại áp suất tăng lên xấp xỉ 30 (kg/cm 2) nhiệt độ tăng lên khoảng 500 đến 800oC + Kỳ cháy giãn nở sinh công: Kỳ xảy piston từ điểm chết (ĐCT) xuống (ĐCD) hai xupáp xả nạp đóng kín, gồm q trình cháy q trình giãn nở Khơng khí xilanh nén vào buồng cháy xoáy lốc đặt đỉnh buồng cháy Ở cuối kỳ nén, vòi phun phun nhiên liệu dạng sương mù vào buồng cháy hỗn hợp khơng khí-nhiên liệu bắt cháy nhiệt độ tạo nén Cả áp suất nhiệt độ tăng lên đột ngột phần nhiên liệu cịn lại buồng cháy xốy lốc phun ngược trở lại vào buồng cháy nằm piston Điều xé nhiên liệu thành hạt nhỏ làm cho hồ trộn với khơng khí bên buồng cháy để bốc cháy nhanh Năng lượng cháy nhanh chóng giãn nở đẩy piston xuống Lực đẩy piston thông qua truyền trục khuỷu chuyển hoá thành chuyển động quay tạo lượng cho ô tô + Kỳ xả: Khi piston ấn xuống đến điểm chết (ĐCD), xupáp xả mở khí cháy theo ngồi piston lên Khí cháy hồn toàn piston lên đến điểm chết chu kỳ lại bắt đầu Khi động hoàn thành kỳ trục khuỷu quay vòng tạo cơng suất Đó chu kỳ làm việc động Diesel SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS Kết cấu động DAEWOO-DE12TIS + Mặt cắt ngang: 10 11 12 13 14 Hình 2.1: Mặt cắt ngang động DE12TIS 1- Lọc dầu; 2- Khối xilanh; 3- Bơm nhiên liệu; 4- Máy phát điện; 5- Làm mát dầu; 6- Nước làm mát đường ống thải; 7- Vòi phun nhiên liệu; 8- Cò mỗ; 9- Nắp đậy; 10- Nắp máy; 11- Đường ống thải; 12- Xecmăng; 13- Tuabin tăng áp; 14- Sọt hút dầu bôi trơn SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS + Mặt cắt dọc: 10 11 12 13 14 15 16 17 22 21 20 19 18 Hình 2.2: Mặt cắt dọc động DE12TIS 1- Bơm nước; 2- Piston; 3- Xupap nạp; 4- Xupap xả; 5- Máy nén khơng khí; 6- Bình lọc khơng khí; 7- Nắp dậy giàn cị mổ; 8- Nắp máy; 9- Đũa đẩy;10- Thân máy; 11- Vỏ bánh đà; 12- Con đội; 13- Trục cam; 14- Bánh đà; 15- Trục khuỷu; 16- Phớt dầu; 17- Vành bánh đà; 18- Cácte; 19- Ống hút dầu; 20- Bơm dầu; 21- Bộ giảm rung; 22- Puly dẫn động SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS 2.2 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ DE12TIS: Ký hiệu - Loại động Giá trị DAEWOO - Cách bố trí xi lanh Thẳng hàng - Số xi lanh - Thứ tự nổ 1-5-3-6-2-4 Đơn vị - Đường kính xi lanh D 123 mm - Hành trình piston S 155 mm - Dung tích xi lanh Vh 11,051 cc - Tỉ số nén ε 16,8 - Công suất cực đại Ne 250 kW 2100 vòng/ph 1421 N.m 1260 vịng/ph - Số vịng quay ứng với cơng nđm suất cực đại - Momen cực đại Memax nM - Tốc độ ứng với momen cực đại - Tiêu chuẩn khí xả ge Suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ Europe II 186 g/kW.h đầy tải - Chiều quay động -Ngược chiều kim đồng hồ - Hệ thống bôi trơn -Cưỡng kết hợp với vung té - Hệ thống làm mát - Hệ thống khởi động -Bằng nước kiểu tuần G hoàn cưỡng Lxbxh -Bằng điện - Trọng lượng 950 Kg - Dài x rộng x cao (1368 x932 x 1151) mm SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS 2.3.CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN 2.3.1 Trục khuỷu: Trục khuỷu chi tiết máy quan trọng nhất, cường độ làm việc lớn động đốt 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 cơng suất ngồi (dẫn động máy công tác khác), 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 Ngồi lực tác dụng nói cịn gây hao mịn lớn bề mặt ma sát cổ trục chốt khuỷu.Tuổi thọ khuỷu trục, truyền chủ yếu phụ thuộc vào tuổi thọ trục khuỷu Có sức bền lớn, độ cứng vững lớn, trọng lượng nhỏ mịn, có độ xác cao Khơng xảy tượng dao động Kết cấu trục khuỷu phải đảm bảo tính cân đồng đều, dể chế tạo Đó nói chung cho động đốt cịn xe DAEWOO nói riêng có thành phần sau: Trục khuỷu động DE12TIS chế tạo gồm khối liền, vật liệu chế tạo thép cácbon có thành phần cácbon trung bình loại thép 40÷50, bề mặt gia cơng đạt độ bóng cao Thứ tự làm việc xi lanh 1-5-3-6-2-4 Hình 2.3: Kết cấu trục khuỷu động DE12TIS 1- Cổ trụ khuỷu , 2- Chốt khuỷu, 3-Má khuỷu SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS 2.3.2 Thanh truyền: Thanh truyền chi tiết nối piston với trục khuỷu guốc trượt piston (trong động tỉnh tốc độ thấp) Nó 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 quán tính chuyển động tịnh tiến nhóm piston, lực qn tính truyền Ngoài truyền động DE12TIS chế tạo thép cácbon thép hợp kim, thép cácbon dùng nhiều giá thành rẻ dể gia cơng, đặc biệt gồm có thành phần Mn, Ni,Vơnphram, Tiết diện truyền có dạng chữ I, đầu to truyền có khoan lỗ dầu để bôi trơn xilanh, bạc đầu to truyền chế tạo hai lắp ghép lại với nắp đầu to truyền lắp với truyền nhờ hai bulơng Hình 2.4: Kết cấu truyền động DE12TIS 1,2-Thân truyền, 3- Nắp đầu to, 4- Bulông đầu to, 5- Bạc đầu nhỏ, 6- Lỗ dẫn dầu bôi trơn, 7- Hai nửa bạc 2.3.3 Piston: SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS Piston chi tiết quan trọng động đốt Trong trình làm việc động cơ, piston chịu lực lớn, 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, cịn mài mịn thiếu dầu bơi trơn mặt ma sát piston với xilanh chịu lực Piston có nhiệm vụ quan trọng sau: Đảm bảo bao kín buồng cháy, giữ khơng cho khí cháy buồng cháy lọt xuống cácte ngăn không cho dầu bôi trơn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy Tiếp nhận lực khí thể truyền lực 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 q trình nạp Trong động hai kỳ, nhóm piston có tác dụng van trượt làm nhiệm vụ phối khí (đóng mở cửa nạp cửa thải) Từ giới thiệu phần động chung ta nói phần tương tự piston động xe DAEWOO sau: Hình 2.5 Kết cấu piston động DE12TIS 1- Chốt piston; 2- Vòng chặn chốt piston; 3- Xecmăng dầu; 4- Xecmăng kh; 5- Xecmăng lửa Piston động DE12TIS chế tạo hợp kim nhôm Do điều kiện làm việc piston trên, nên vật liệu dùng để chế tạo piston có độ bền cao, phải đảm bảo yêu cầu sau SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang 10 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS F3’’ = P1.n δ’.m [7.46] δ’ - Độ dày cánh tản nhiệt Theo thông số thực tế δ’ = 0,2 (mm) m - Số lớp cánh tản nhiệt, m = 330 F3’’ = P1.n δ’.m = 32,28.240.0,2.330 = 511315,2 (mm2) F3’’ = 0.5113152 (m2) Vậy F3 = F3’ –F3’’ =7,7472 – 0,5113152 = 7,2358848 (m2) - Tính F4: F4 = 330.b’.l.i.k [7.47] k - số cánh tản nhiệt Thực tế xe k = 45 b’ - bề rộng cánh tản nhiệt Thực tế xe b’= 11,22 l - chiều dài cánh tản nhiệt.Tính theo bề dày két l = B = 130 (mm) i – số bề mặt tiếp xúc khơng khí cánh tản nhiệt i = F4= 330.b’.l.i.k = 330.11,22.130.2.45 = 43320420 (mm2) Hay F4 = 43,32042 (m2) Vậy diện tích két nước tiếp xúc với khơng khí là: F2 = F3 + F4 = 7,2358848 + 43,32042 = 46,154 (m2) 7.4 TÍNH TỐN NHIỆT CỦA ĐỘNG CƠ DAEWOO-DE12TIS 7.4.1 Xác định lượng nhiệt động truyền cho nước làm mát Nhiệt lượng từ động truyền cho nước làm mát coi gần số nhiệt lượng đưa qua két làm mát truyền vào khơng khí Lượng nhiệt truyền cho hệ thống làm mát động diesel DE12TIS chiếm khoảng 15 ÷ 35% tổng số nhiệt lượng nhiên liệu tỏa Nhiệt lượng từ động truyền cho nước làm mát xác định phương trình cân nhiệt động SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang 83 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS Theo [1] trang 214, ta có: Qo = Qlm + Qe + Qth + Qch + Qd + Qcl [ 7.48] Trong đó: Qo - nhiệt lượng tổng cộng đưa vào động động làm việc trạng thái phụ tải cho (J/s) Qe - nhiệt lượng tương đương với cơng có ích động cơ.(J/s) Qth - nhiệt lượng khí thải đem ngồi.(J/s) Qch - nhiệt lượng tổn thất cháy khơng hồn tồn.(J/s) Qd - nhiệt lượng truyền cho dầu bôi trơn.(J/s) Qcl - nhiệt lượng tương ứng với tổn thất nhiệt lượng khác không tính thành phần nói phương trình cân nhiệt.(J/s) + Nhiệt lượng tổng cộng Q0 tiêu hao đơn vị thời gian Qo = QH.Gnl (J/s) [7.49] QH - nhiệt trị thấp nhiên liệu (J/kg) Động khảo sát động điezel Theo [1] trang 51, có QH = 42,5.106 (J/kg) Gnl - lượng nhiên liệu tiêu thụ giây (kg/s) Gnl = ge.Ne (kg/s) [7.50] Ne – Công suất định mức động Ne = 250 (kw) ge - suất tiêu hao nhiên liệu Theo [5] có ge = 186 (g/kw.h) Gnl = ge.Ne = 250.186 = 46500 (g/h) = 12,9.10-3 (kg/s) Nhiệt lượng tổng cộng đưa vào động động làm việc phụ tải cho (xét công suất định mức) Q0 = QH.Gnl = 42,5.106.12,9.10-3 = 548250 (J/s) SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang 84 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS + Nhiệt lượng từ động truyền cho nước làm mát Q lm, tính theo phần trăm toàn nhiệt lượng đưa vào động Theo [1] ta có: qe = Qe 100% Q0 qth = Q th 100% Q0 qcc = Q cc 100% Q0 qd = Qd 100% Q0 qcl = Q cl 100% Q0 [7.51] Theo [1] trang 215, ta có: qlm + qe + qth + qcc + qd + qcl = 100% [ 7.52] Động khảo sát động tăng áp đường ống thải nên có q lm cao Từ [1] trang 217, ta chọn: qlm= 30%; qe= 30%; qth=30%; qcc= 2%; qd= 5%; qcl= 3% Từ [7.51] ta tính được: Qe = Qo.qe.100% ; Qth = Qo.qth.100% Qcc = Qo.qcc.100%; Qd = Qo.qd.100% [ 7.53] Qcl = Qo.qcl.100% Suy ra: Qlm = Qo – (Qe + Qth + Qcc + Qd + Qcl) Qlm = Qo(1 - qe - qth- qcc - qd - qcl) =548250.(1 – 0,3 – 0,02 – 0,05 – 0,03) = 164475 (J/s) Glm: Lượng nước làm mát tuần hoàn hệ thống đơn vị thời gian Theo [2] trang 259, ta có: SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang 85 Đồ án tốt nghiệp Glm = Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS Qlm C n  tn (kg / s) [7.54] Trong đó: cn - Tỷ nhiệt nước làm mát (J/kg.độ) ứng với nhiệt độ 700C Theo [2] trang 259, ta có: cn = 4,187(J / kg.độ)  tn - Hiệu nhiệt độ nước vào sau qua két làm mát Với động ô tô máy kéo  tn = ÷ 100C Chọn  tn = 70C Suy ra: Glm = Qlm 164475 3175,6 (g / s) = 3,1756 (kg/s) = C n  tn 4,187.7 7.4.2.Xác định lượng nhiệt két làm mát truyền môi trường bên Việc xác định nhiệt lượng két làm mát truyền môi trường nhằm kiểm nghiệm khả tản nhiệt két nước thông qua thông số thực tế két nước Xác định kích thước mặt tản nhiệt dựa sở lý thuyết truyền nhiệt Quá trình truyền nhiệt tản nhiệt chủ yếu tiếp xúc đối lưu, truyền nhiệt xạ bé không đáng kể, két nước mặt tiếp xúc với nước nóng từ động vào, mặt tiếp xúc với khơng khí Do đó, truyền nhiệt từ nước ngồi khơng khí truyền nhiệt từ môi chất đến môi chất khác qua thành mỏng Như vậy, trình truyền nhiệt hệ thống phân thành ba giai đoạn ứng với ba phương trình truyền nhiệt, theo [2] ta có sau: + Giai đoạn một: truyền nhiệt từ nước nóng đến thành ống bên Q’lm = α1.F1.(tn - tδ1) (J / s) [7.55] + Giai đoạn hai: truyền nhiệt từ bề mặt thành ống thành ống SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang 86 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS  F1.(tδ1 – tδ2)  Q’lm = ( J/s) [7.56] + Giai đoạn ba: truyền nhiệt từ mặt thành ống ngồi khơng khí Q’lm = α2.F2.(tδ2 - tδkk) ( J/s) [7.57] Giải phương trình [7.57], [7.58], [7.59] ta được: F2 (t n  t kk ) Q’lm = 1.F2   F2  = k.F2.(tn - tkk);  F1 .F1  [7.58] Trong đó: k – hệ số truyền nhiệt két k = 1.F2   F2   F1 .F1  [7.59] Trong đó: Q’lm - Nhiệt lượng truyền cho nước làm mát nhiệt lượng nước dẫn qua két nước làm mát - tản nhiệt ( J / s) F1 - Diện tích tiếp xúc với chất lỏng F1 = 7,44576 (m2) F2 - Diện tích két nước tiếp xúc với khơng khí F2 = 46,154 (m2) λ – Hệ số dẫn nhiệt vật liệu làm ống tản nhiệt Ống tản nhiệt làm đồng thau 60% Cu, 40% Zn, theo [2] trang 261, ta được: λ = 120 (W/ m2.độ) δ - Chiều dày thành ống Theo số liệu thực tế, ta có δ = 0,2.10-3 (m) tδ1 - Nhiệt độ trung bình bề mặt thành ống tδ2 - Nhiệt độ trung bình bề mặt ngồi thành ống  - Hệ số tản nhiệt từ nước làm mát đến thành ống két làm mát (W/ m2.độ) Việc xác định hệ số tản nhiệt từ nước α1 phức tạp khó xác Xác định 1 sau: Theo [3] trang 99, ta có: SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang 87 Đồ án tốt nghiệp Từ: Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS Nu =  l  1 Từ phương trình [7.62] ta có: [7.60] α1 = Nu.1 l* Trong đó: λ1 - hệ số dẫn nhiệt nước làm mát két ứng với nhiệt độ t n = 800C Theo [3] trang 224 có λ1 = 6740 (W/m độ) l* - chiều cao làm việc tổng ống (m) l*= n.h = 240 1000 = 240000 (mm) = 240 (m2) Nu - tiêu chuẩn Nusself Từ [3] trang 99, ta có hệ số tỏa nhiệt đối lưu Nu = 0,33 Re Pr [7.61] Trong đó: Re– tiêu chuẩn Reynolds Từ [3], trang 99, ta có: .l  Re = [7.62]  - tốc độ dòng chảy ống, (m/s) = Glm 3,1756.10  = = 0,058 (m/s) 0,05474304 S l - chiều cao làm việc ống, (m) l = 1000 (mm)  - độ nhớt động học, (m2/s) Theo [3], trang 224, ta có:  = 0,365.10-6 (m2/s) 800C Do đó: Re = 0,058.1000.10  = 15890,4 0,365.10  Re = 15890,4 > 2320 Dòng chảy ống dòng chảy rối SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang 88 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS Pr – tiêu chuẩn Prandtl, theo [3], trang 224, ta có: Pr = 2,21 Do đó: Nu = 0,33 Re Pr = 0,33 15890,4 2,21 = 54,185 Vậy α1= Nu.1 54,185.6740 = = 1521,7 (W/m2 độ) 240 l* α2 - Hệ số tản nhiệt từ thành ống két làm mát vào khơng khí; (W/ m 2.độ) Hệ số phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ lưu động khơng khí ω kk Khi thay đổi ωkk từ ÷ 60 m/s hệ số α2 thay đổi đồng biến từ 40,6 ÷ 303 (W/ m2 độ) Bên cạnh tốc độ lưu động khơng khí ω kk phụ thuộc vào tốc độ xe v xe tốc độ hút khơng khí quạt gió (đối với loại quạt khảo sát vận tốc gió quạt tạo theo chiều hướng trục vht = Cm = 49,27 m/s) Khi ta tính tốn thiết kế hay tính tốn kiểm nghiệm hệ thống làm mát ta thường tính chế độ cơng suất cực đại động Ứng với động làm việc với công suất cực đại vận tốc xe vxe = 120 km/giờ = 33,33 m/s Tuy nhiên,do động đặt phía sau xe, nên vận tốc khơng khí lưu động qua két phụ thuộc hoàn toàn vào tốc độ gió hướng trục quạt gió tạo (khả hút gió quạt) Vì vậy, ta chọn tốc độ lưu động khơng khí ωkk vht quạt gió ωkk = vht = 49,27 (m/s) Theo [2] trang 216, ta có: α2 = 11,38.ωkk0,8 (W/ m2 độ) [7.63] thay ωkk = 49,27(m/s) α2 = 11,38 49,270,8 = 257,16 (W/ m2 độ) Vậy hệ số truyền nhiệt két k = 1.F2   F2   F1 .F1  SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang 89 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS  1.46,154 0,2.10  3.46,154 k= 125,58 (W/ m2 độ)   1521,7 7,44576 120.7,44576 257,16 tn - Nhiệt độ trung bình nước làm mát két làm mát tn = t nv  t nr [7.64] Trong đó, tnv, tnr nhiệt độ nước vào két nước lấy nhiệt độ nước nước vào động Theo [1] trang 216, ta có: tn = 75 ÷ 850C tkk - Nhiệt độ trung bình khơng khí qua tản nhiệt tkk = t kkv  t kkr [7.65] Trong đó, nhiệt độ khơng khí vào (tkkv) phía trước tản nhiệt ta lấy tkkv = 400C Chênh lệch nhiệt độ khơng khí qua tản nhiệt t kk = 20 ÷ 300C Chọn t kk = 250C Với tkkr = tkkv + t kk [7.66] tkkr = 40 + 25 = 65 (0C); tkk = t kkv  t kkr 40  65 = = 52,5 (0C) 2 Mặt khác, khả tản nhiệt két làm mát Q’ lm tỉ lệ thuận với nhiệt độ trung bình tn nước làm mát két Do đó, ta kiểm nghiệm khả tản nhiệt két làm mát ta lấy giá trị cận biên trái tn (tức lấy giá trị giới hạn nhỏ thơng số đó) để tính Q’lm Chọn tn = 830C, SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang 90 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS Nếu như, Q’lm nhận có giá trị lớn Q lm nhiệt lượng động truyền cho nước làm mát két tản nhiệt đảm bảo khả tản nhiệt cho nước làm mát Thay giá trị thông số k, tn, tkk, F2 vào công thức [7.58] Ta được: Q’lm = 125,58.46,154(83 – 52,5) = 176779 (J/s) + NHẬN XÉT: Nhiệt lượng tối đa tỏa cho nước làm mát động số vòng quay định mức là: Qlm = 164475 (J/s) Trong khả tản nhiệt két làm mát tối thiểu môi trường bên là: Q’lm = 176779 (J /s) Vậy két làm mát có thừa khả đảm bảo làm mát cho động động hoạt động số vòng quay định mức Điều cho biết thừa khả đảm bảo cho động làm mát tốt chế độ làm việc động SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang 91 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS KẾT LUẬN Sau khảo sát tính tốn kiểm tra nhiệt két làm mát hệ thống làm mát động DAEWOO-DE12TIS trang bị xe Bus 49 chỗ em nhận thấy rằng: Các cụm chi tiết hệ thống làm mát làm việc đảm bảo cho động làm mát tốt chế độ làm việc Công suất tiêu tốn cho việc dẫn động bơm quạt gió tương đối nhỏ khả cung cấp nước làm mát bơm khơng khí với quạt gió cho hệ thống đảm bảo Tuy nhiên, động bố trí phía sau xe nên khơng tận dụng dịng khơng khí xe tạo chuyển động, nên tốc độ lưu động dòng khơng khí qua két giới hạn khả hút khơng khí quạt gió Do đó, tạo thêm cấu (bản) hướng gió từ ngồi vào két, nhằm tăng tốc độ lưu động khơng khí qua két, tăng khả tản nhiệt két lúc ta có giảm kích thước két làm mát kích thước quạt gió SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang 92 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS 9.TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]- GS.TS Nguyễn Tất Tiến Nguyên lý động đốt Nhà xuất giáo dục - 2000 [2] - Hồ Tấn Chuẩn - Nguyễn Đức Phú - Trần Văn Tế - Nguyễn Tất Tiến Kết cấu tính tốn động đốt tập Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp [3] - PGS.TS Đặng quốc Phú - PGS TS Trần Sơn – PGS.TS Trần Văn Phú Truyền nhiệt Nhà xuất giáo dục – 1999 [4] - Nguyễn Văn May Bơm, quạt , máy nén Nhà xuất khoa học kỹ thuật - 2001 [5]- Catalogue động DAEWOO-DE12TIS SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang 93 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS MỤC LỤC LỜI MÓI ĐẦU 1.MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA ĐỀ TÀI 2.GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ DAEWOO-DE12TIS 2.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ DAEWOO-DE12TIS 2.1.1 giới thiệu chung 2.1.2.Nguyên lý làm việc kết cấu động DAEWOO-DE12TIS 2.2 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ DE12TIS: 2.3.CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN .8 2.3.1 Trục khuỷu 2.3.2 Thanh truyền 2.3.3 Piston 10 2.4.CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ 11 2.5 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DAEWOO-DE12TIS 12 2.6 HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ DAEWOO-DE12TIS 14 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ 15 3.1 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG LÀM MÁT 15 3.1.1 Mục đích hệ thống làm mát 15 3.1.2 Yêu cầu hệ thống làm mát .15 3.2 NHIỆM VỤ CỦA HỆ THỐNG LÀM MÁT 16 3.2.1 Làm mát động máy nén khí 16 3.2.2 Làm mát dầu bôi trơn 16 3.3.HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC 17 3.3.1 Hệ thống làm mát kiểu bốc 17 3.3.2 Hệ thống làm mát nước kiểu đối lưu tự nhiên .18 3.3.3 Hệ thống làm mát nước tuần hoàn cưỡng 19 3.3.3.1.Hệ thống làm mát cưỡng tuần hồn kín vịng 20 SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang 94 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS 3.3.3.2 Hệ thống làm mát cưỡng tuần hồn hai vịng 21 3.3.3.3 Hệ thống làm mát vòng hở 23 3.3.4 Hệ thống làm mát nước nhiệt độ cao 24 3.3.4.1 Hệ thống làm mát cưỡng nhiệt độ cao kiểu bốc bên 24 3.3.4.2 Hệ thống làm mát cưỡng nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt nước nhiệt khí thải 25 3.4 HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ BẰNG KHƠNG KHÍ (GIĨ) 26 3.4.1 Hệ thống làm mát khơng khí kiểu tự nhiên 27 3.4.2 Hệ thống làm mát khơng khí kiểu cưỡng .27 KẾT CẤU CÁC CỤM CHI TIẾT CHÍNH CỦA HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC 29 4.1 KẾT CẤU KÉT LÀM MÁT 29 4.2 KẾT CẤU CỦA BƠM NƯỚC .34 4.2.1 Bơm ly tâm 34 4.2.2 Bơm piston 35 4.2.3 Bơm bánh 36 4.2.4.Bơm cánh hút .38 4.2.5.Bơm guồng 39 4.3 KẾT CẤU QUẠT GIÓ 40 4.4 VAN HẰNG NHIỆT 41 SO SÁNH ƯU KHUYẾT ĐIỂM CỦA KIỂU LÀM MÁT BẰNG NƯỚC VÀ KIỂU LÀM MÁT BẰNG KHƠNG KHÍ .44 KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ DAEWOO-DE12TIS 46 6.1 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LÀM MÁT 46 6.2 CÁC CỤM CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG LÀM MÁT BẰNG NƯỚC ĐỘNG CƠ DAEWOO-DE12TIS .47 SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang 95 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS 6.2.1 Két làm mát 47 6.2.1.1 Công dụng yêu cầu 47 6.2.1.2 Kết cấu nguyên lý làm việc: 48 6.2.1.3 Các dạng hư hỏng cách khắc phục sửa chữa .49 6.2.2 Nắp két 50 6.2.2.1 Công dụng yêu cầu 50 6.2.2.2 Kết cấu nguyên lý làm việc 50 6.2.1.3 Các dạng hư hỏng cách khắc phục sửa chữa .52 6.2.3 Bơm nước 52 6.2.3.1 Công dụng yêu cầu 52 6.2.3.2 Kết cấu nguyên lý làm việc 53 6.2.3.3 Các dạng hư hỏng cách khắc phục sửa chữa .55 6.2.4 Quạt gió .55 6.2.4.1 Công dụng yêu cầu 55 6.2.4.2.Kết cấu nguyên lý làm việc 56 6.2.4.3 Các dạng hư hỏng cách khắc phục sửa chữa .56 6.2.5 Van nhiệt .57 6.2.5.1 Công dụng yêu cầu: .57 6.2.5.2 Kết cấu nguyên lý hoạt động .57 6.2.5.3 Các dạng hư hỏng cách khắc phục sửa chữa 58 6.2.6 Dung môi làm mát .59 6.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA HƯ HỎNG HỆ THỐNG LÀM MÁT 59 6.3.1 Kiểm tra bổ sung nước làm mát 59 6.3.2 Kiểm tra tượng rò rỉ nước hệ thống làm mát 60 6.3.3 Kiểm tra tượng tắc két nước 61 6.3.4 Kiểm tra van nhiệt 62 6.3.5 Kiểm tra, điều chỉnh truyền đai 63 SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang 96 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS 6.3.6 Thông rửa hệ thống làm mát: 63 6.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP CẤP, XẢ NƯỚC TRONG HỆ THỐNG LÀM MÁT 65 6.4.1 Cấp nước làm mát 65 6.4.2 Xả nước làm mát 65 TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM NHIỆT KÉT LÀM MÁT CỦA ĐỘNG CƠ DAEWOO-DE12TIS 66 7.1 TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT TRUYỀN NHIỆT QUA VÁCH CÓ CÁNH .66 7.2 CÁC THÔNG SỐ CỦA KÉT NƯỚC, BƠM NƯỚC VÀ QUẠT GIĨ 71 7.2.1 Quạt gió 71 7.2.2 Két nước 72 7.2.3 Bơm nước 72 7.3 TÍNH KIỂM NGHIỆM QUẠT GIĨ, BƠM NƯỚC VÀ KÉT NƯỚC 73 7.3.1 Tính kiểm nghiệm quạt gió 73 7.3.2 Tính kiểm nghiệm bơm nước 78 7.3.3 Tính thơng số két nước 80 7.4 TÍNH TỐN NHIỆT CỦA ĐỘNG CƠ DAEWOO-DE12TIS 84 7.4.1 Xác định lượng nhiệt động truyền cho nước làm mát 84 7.4.2.Xác định lượng nhiệt két làm mát truyền mơi trường bên ngồi .87 KẾT LUẬN .94 9.TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 SVTH: Võ Văn Hiền Lớp : 02C4 Trang 97 ... 02C4 Trang 45 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ DAEWOODE12TIS Động DAEWOO -DE12TIS làm mát hệ thống làm mát. .. mà nhiệt độ nước hệ thống hở dao động lớn Điều khơng có lợi cho chế độ làm mát 3.3.4 Hệ thống làm mát nước nhiệt độ cao Hệ thống làm mát nhiệt độ cao bao gồm hai hệ thống làm mát hệ thống làm mát. .. 02C4 Trang 14 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống làm mát tính kiểm tra nhiệt két nước động DE12TIS GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ 3.1 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG LÀM MÁT 3.1.1