Tiểu luận: Thiết kế hệ thống động THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ DR4-0619 Phân tích lựa chọn sơ đồ hệ thống bơi trơn - Hệ thống bôi trơn cưỡng loại đại làm việc chắn phức tạp Nguyên nhân việc dẫn dầu cưỡng đảm bảo có lớp dầu cần thiết đảm bảo việc dẫn nhiệt từ bề mặt làm việc tốt - Vì loại hệ thống thường ứng dụng động xăng động có số vịng quay cao, lực quán tính phận chuyển động qua lại lực qn tính ly tâm có trị số cao - Khi bôi trơn cưỡng bức, dầu dẫn đến gối đỡ với số lượng dư rửa cặn bẩn mạt kim loại, tạo điều kiện thuận lợi cho làm việc gối đỡ Do bơi trơn cưỡng bức, dầu tiếp xúc với chi tiết máy khơng khí nên dầu bị ơxy hố chậm hơn, mức tiêu thụ dầu nhờn thấp - Sau phân tích ưu nhược điểm hệ thống bôi trơn, với việc tham khảo số động tương tự thực tế em lựa chọn phương án thiết kế hệ thống bôi trơn cho động DR4-0619 hệ thống bơi trơn cưỡng cácte ướt Hình 1: Sơ đồ hệ thống bôi trơn cưỡng Trang Trần a – 15C4B Tiểu luận: Thiết kế hệ thống động Nguyên lý làm việc hệ thống bôi trơn cưỡng bức: Dầu các-te (1) bơm dầu (3) hút qua lọc dầu (5) dầu lọc tạp chất đến đường dầu (10) thân động Từ dầu vào đường dầu thân máy nắp xy lanh bôi trơn ổ đỡ trục khuỷu, trục cam, bạc đầu nhỏ truyền sau tự rơi lại các-te Van an toàn (4) bơm dầu có nhiệm vụ giữ cho áp suất dầu bôi trơn bơm dầu bôi trơn cung cấp cho hệ thống ln khơng đổi Khi hệ thốngbơi trơn có phận bị tắc, van tự động mở cho dầu bôi trơn trở các-te đảm bảo cho áp suất dầu bôi trơn hệ thống giá trị cần thiết Két làm mát dầu (6) có nhiệm vụ giảm nhiệt độ dầu giữ cho dầu bôi trơn mức nhiệt độ cần thiết Trang Trần a – 15C4B Tính tốn thiết kế bơm lọc dầu 2.1 Phân tích chọn loại bơm Hình 2: Kết cấu bơm bánh ăn khớp 1- Bánh chủ động; 2- Bánh bị động; 3- Đường dầu vào 4- Xẹc lip; 5- Van an toàn; 6- Đường dầu - Trong hệ thống bôi trơn động 2KD-FTV sử dụng bơm bánh ăn khớp : + Động lắp xe du lịch nên yêu cầu chi tiết nhỏ gọn bơm dầu + Mặc dù bơm bánh ăn khớp đắt song lại làm việc tin cậy 2.2 Tính bơm dầu Việc tính tốn bơm dầu nhằm mục đích xác định thông số bơm : + Lưu lượng bơm dầu Vb + Các thông số bánh chủ động bị động bơm: mođun, số vịng quay, chiều dày bánh răng, đường kính vịng đỉnh, chân + Áp suất đầu vào, đầu bơm: Pv, Pr + Công suất bơm: Nb Để xác định thơng số, kích bơm dầu bôi trơn, ta phải xác định lưu lượng dầu bôi trơn cần thiết để bôi trơn bề mặt ma sát Vd, từ xác định lưu lượng bơm dầu cần cung cấp Vb Từ lưu lượng bơm ta sử dụng cơng thức tính liên quan để xác định kích thước chi tiết bơm 2.2.1 Lượng nhiệt dầu mang - Lưu lượng dầu dùng để bôi trơn bề mặt ma sát xác định phương pháp cân nhiệt động theo tài liệu [2], nhiệt lượng dầu nhờn tải phụ thuộc nhiều vào trạng thái nhiệt ổ trục tổng nhiệt lượng nhiên liệu cháy xilanh sinh Qt - Theo số liệu thực nghiệm, loại động đốt ngày nay, nhiệt lượng dầu đem Qd thường chiếm khoảng 1,5÷2% tổng nhiệt lượng nhiên liệu cháy xylanh sinh Qt Vì xác định Qd theo cơng thức sau: Qd = (0,015÷0,02).Qt [kcal/h] [3] Chọn : Qd = 0,016.Qt Qt : Lượng nhiệt nhiên liệu cháy sinh trình cháy phụ thuộc vào công suất động Ne hiệu suất động ηe xác định theo phương trình sau: Qt = 632.N e ηe [kcal/h] [3] Với ηe – Hiệu suất có ích động đốt trong: ηe = (0,25 ÷ 0,35), Chọn ηe = 0,3 Suy : Qd =0,016.632.80/0,3= 2696,5[kcal/h] 2.2.2 Lượng dầu cần thiết để bôi trơn bề mặt ma sát - Lưu lượng dầu cần thiết để bôi trơn bề mặt ma sát phụ thuộc vào nhiệt lượng dầu bôi trơn mang Qd, khối lượng riêng dầu bôi trơn ρ, tỷ nhiệt dầu Cd, xác định thông qua công thức sau : Vd = Với: Qd ρ C d ∆t [l/h] ∆t = (10÷15) [0C] [3] : Khoảng chênh nhiệt độ [3] Cd = 0,5 [kcal/kg0C] : Tỷ nhiệt dầu [3] ρ ≈ 0,85 [kg/l] [3] : Khối lượng riêng dầu => Vd=2696,5/(0,85.0,5.12)= 528.7 [l/h] 2.2.3 Xác định lưu lượng bơm dầu - Để đảm bảo cung cấp lượng dầu bôi trơn tới bề mặt ma sát nói bơm dầu cần phải cung cấp lưu lượng Vb’ dầu lớn gấp vài lần Do lưu lượng Vb’ [lít/h] bơm dầu xác định theo công thức kinh nghiệm : Vb’ = (2÷3,5).Vd [2] Đối với động xăng : Vb’ = (14÷20).Ne [3] Ta chọn : Vb’ = 19.Ne [l/h] Vb’ = 19.139 = 2641 [l/h] Lưu lượng dầu bôi trơn bơm cung cấp Vb’ phụ thuộc vào lưu lượng lý thuyết bơm Vb hiệu suất thủy lực bơm theo công thức : Vb = ηb Vb ' ηb Vb’ = Vb => [l/h] [3] Vì ta sử dụng bơm bánh nên bơm có hiệu suất thủy lực là: ηb = 0,7 ÷ 0,8 [2] Vb = Vb’/ηb = 2641/0,7= 3772,8[l/h] 2.2.4 Xác định kích thước bơm dầu - Gồm thông số: + Môdun bánh : m [mm] + Số vòng quay bánh chủ động : n [vg/ph] + Chiều dày bánh : b [mm] + Đường kính vịng trịn lăn : Do + Đường kính vịng đỉnh : De [mm] + Chiều cao : [mm] + Đường kính chân : Dc [mm] + Áp suất đầu bơm : Pr [MN/m2] + Áp suất đầu vào bơm : Pv [MN/m2] + Công suất bơm : Nb [kW] h [mm] - Sau xác định lưu lượng lý thuyết bơm V b thơng số tính tốn ta thiết kế cho kích thước bơm nhỏ mà đảm bảo lưu lượng dầu cần thiết cung cấp cho bề mặt ma sát , V b bơm phụ thuộc vào thông số chi tiết như: mođun, số vòng quay, chiều dày, số bánh chủ động, xác định theo công thức sau : π Vb = .m2.Z.b.nb.60.10-6 [l/h] [3] Trong : + Z : Số [mm] Chọn số bánh chủ động z1 = 20; bánh bị động z2 = 22 + m : Modun bánh [mm], theo tiêu chuẩn chọn m = mm + nb : số vòng quay bơm dầu [vg/ph] + b : độ dày bánh [mm], chọn b = 10 [mm] + nb : số vòng quay bơm [vg/ph] , chọn nb = 3000 [vg/ph] => Vb = 52.20.10.3000.60.10-6 = 5654,8[l/h] > 3772,8 [l/h] - Xác định kích thước bánh : (thỏa mãn) + Đường kính vịng chia bánh chủ động : D1 = z1.m = 10.5 = 50 [mm] + Đường kính vòng chia bánh bị động : D2 = z2.m = 11.5 = 55 [mm] 2.2.5 Xác định công suất dẫn động bơm dầu - Lưu lượng bơm phụ thuộc nhiều vào công suất bơm, công suất bơm dầu lại thay đổi theo thông số: + Lưu lượng lý thuyết bơm : Vb [l/h] : Pv [kg/cm2] + Áp suất đầu vào + Áp suất đầu bơm : Pra [kg/cm2] + Hiệu suất giới : ηm - Cơng suất dẫn động bơm tính theo cơng thức sau : Nb = 1 Vb ( pr − pv ) ηm 27000 ( HP) [3] - Trong đó: ηm : hiệu suất giới bơm dầu dầu nhờn, xét đến tổn thất ma sát thủy động lấy: ηm = 0,85÷ 0,9; chọn : ηm = 0,85 pr : áp suất đầu Chọn pr = pv : áp suất đầu vào Chọn pv = 1,1 [3] kg/cm2 [3] kg/cm2 [3] Vb = 3772,8 [l/h] Vậy công suất bơm : Nb=1/(0,85.27000).3772,8.(4-1,1)=0,476(HP)=0,356(kW) 2.3 Tính lọc dầu 2.3.1 Phân tích chọn loại bầu lọc Thiết bị lọc dầu loại động đốt ngày chia làm loại chính: - Bầu lọc khí: dùng phần tử lọc khí, loại dùng - Bầu lọc thấm: bầu lọc thấm dùng rộng rãi, nguyên lý làm việc bầu lọc thấm cụ thể sau : Dầu nhờn có áp suất cao thấm qua khe hở nhỏ ( khe hở nhỏ đến 0,1µm) phần tử lọc Do phần tử có đường kính lớn kích thước khe hở bị giữ lại dầu nhờn lọc Bầu lọc thấm thường dùng loại lõi lọc : kim loại, giấy, len dạ, hàng dệt Ưu điểm bầu lọc thấm khả lọc tốt, lọc sạch, sử dụng rộng rãi Nhưng nhược điểm thời gian sử dụng ngắn - Bầu lọc ly tâm: năm gần đây, bầu lọc ly tâm dùng rộng rãi chúng có ưu điểm sau: + Do khơng dùng lõi lọc nên bảo dưỡng không cần thay phần tử lọc + Tính lọc phụ thuộc vào mức độ cặn bẩn lắng đọng bầu lọc + khả lọc tốt nhiều so với loại lọc thấm dùng lõi lọc - Lọc từ tính: lọc từ tính chủ yếu dùng để lọc mạt sắt dầu nhờn, loại lọc thường dùng nam châm lắp nút dầu đáy cacte,do hiệu cao nên dùng rộng rãi - Lọc hóa chất: loại chủ yếu dùng hóa chất cácbon hoạt tính, phèn chua để hấp thu tạp chất, không dùng loại 2.3.2 Tính tốn bầu lọc Tính tốn bầu lọc dùng lõi giấy khó thường khơng xác định xác khả thơng qua bầu lọc Khi thiết kế ta tham khảo bầu lọc động có cơng suất tương đương Căn vào dung tích cơng tác động 1.597 lít nên ta chọn bầu lọc có kích thước sau : Đường kính lõi lọc : 116 [mm] Chiều cao lõi lọc : 126 [mm] 2.4 Tính lượng dầu chứa các-te - Lưu lượng dầu các-te Vct xác định theo công thức kinh nghiệm sau: Đối với động Diesel : Vct = (0,1÷0,15)Ne Chọn Vct = 0,13.Ne = 0,13.139 = 18,07 (lít) Vậy lượng dầu chứa các-te 18,07 (lít) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tài liệu động 2KD-FTV tài liệu liên quan [2] Nguyễn Bốn, Hoàng Ngọc Đồng “Nhiệt kỹ thuật” Nhà xuất giáo dục, năm 1999 [3] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến “Kết cấu tính tốn Động đốt trong, Tập 1” Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, năm 1979 ... cho dầu bôi trơn mức nhiệt độ cần thiết Trang Trần a – 15C4B Tính tốn thiết kế bơm lọc dầu 2.1 Phân tích chọn loại bơm Hình 2: Kết cấu bơm bánh ăn khớp 1- Bánh chủ động; 2- Bánh bị động; 3- Đường... cho hệ thống ln khơng đổi Khi hệ thốngbơi trơn có phận bị tắc, van tự động mở cho dầu bôi trơn trở các-te đảm bảo cho áp suất dầu bôi trơn hệ thống giá trị cần thiết Két làm mát dầu (6) có nhiệm...Tiểu luận: Thiết kế hệ thống động Nguyên lý làm việc hệ thống bôi trơn cưỡng bức: Dầu các-te (1) bơm dầu (3) hút qua lọc dầu (5) dầu lọc tạp chất đến đường dầu (10) thân động Từ dầu vào