Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động cơ duratorq 2 4l

LỜI NÓI ĐẦU Trong xu hội nhập nay, công nghiệp Việt Nam đứng hội đầy tiềm ngành công nghiệp ô tô Việt Nam không ngoại lệ Ở nước ta số lư ợng ô tô đại lưu hành ngày tăng Các loại ô tô đượ c cải tiến theo hướng tăng công suất, tốc độ, giảm suất tiêu hao nhiên liệu, điện tử hoá trình điều khiển hạn chế mức thấp thành phần nhiễm khí xả động Với phát triển mạnh mẽ tin học vai trò dẫn đường, q trình tự động hóa sâu vào ngành sản xuất sản phẩm chúng, số tơ Nhờ giúp đỡ máy tính để cải thiện q trình làm việc nhằm đạt hiệu cao chống ô nhiểm mơi trường, tối ưu hố q trình điều khiển dẫn đến kết cấu độn g ô tô thay đổi phức tạp, làm cho người sử dụng cán công nhân kỹ thuật ngành ô tơ nước ta cịn nhiều lúng túng sai sót nên cần có nghiên cứu cụ thể hệ thống điện tử động tơ Vì sinh viên nghành động lực trường, em chọn đề tài: "Kh ảo sát hệ thống nhiên liệu Common Rail động Duratorq 2.4l" làm đề tài tốt nghiệp Em mong với đề tài em củng cố tốt kiến thức để trường em đóng góp vào ngành cơng nghiệp tơ nước ta, để góp phần vào phát triển chung ngành Cuối em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn Dương Việt Dũng bảo em tận tình, giúp em vượt qua khó khăn vướng mắc hồn thành đồ án Bên cạn h em cảm ơn thầy khoa tạo điều kiện để em hoàn thành thật tốt đồ án tốt nghiệp Sinh viên thực TRẦN VĂN HỊA 1 Mục đích ý nghĩa đề tài Hiện phương tiện giao thông vận tải phần thiếu sống người Cũng sản phẩm cơng nghiệp nay, tơ tích hợp hệ thống tự động lên dòng xe sản xuất với chiều hướng ngày tăng Hệ thống nhiên liệu common rail số hệ thống khách hàng quan tâm mua xe tơ lợi ích mà mang lại sử dụng như: tiết kiệm nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường, công suất lớn, giảm tiếng ồn động Việc nghiên cứu hệ thống nhiên liệu common rai giúp nắm bắt kiến thức để nâng cao hiệu sử dụng, khai thác, sửa chữa cải tiến chúng Ngồi cịn góp phần xây dựng nguồn tài liệu tham k hảo phục vụ nghiên cứu q trình học tập cơng tác Các dịng xe đời với bước đột phá nhiên liệu tiêu chuẩn khí thải đựợc chấp thuận ngành sản xuất ô tô nhằm bảo vệ môi trường bên cạnh cơng nghệ sản xuất khơng ngừng ngà y nâng cao, công nghệ điều khiển vi điều khiển ngày ứng dụng rộng rãi việc địi hỏi phải có kiến thức vững vàng tự động hóa cán kỹ thuật ngành phải nâng lên tương ứng mong nắm bắt sản phẩm sản x uất dây chuyền kèm, có có cơng việc vững vàng sau trường Khi xem xe ô tô nước sản xuất em không ngỡ ngàng thán phục công nghiệp sản xuất ô tô giới mà em tự hỏi: Bao V iệt Nam sản xuất xe thế? Đây câu hỏi em hy vọng hệ trẻ chúng em trả lời giúp đỡ tận tình Thầy bậc đàn anh trước Vì lý em chọn đề tài " Khảo sát hệ thống nhiên liệu Common Rail động Duratorq 2.4l " để làm đề tài tốt nghiệp 2 Tổng quan đông Duratorq 2.4l Động Duratorq 2.4L hãng FORD loại động kỳ xylanh đặt thẳng hàng làm việc theo thứ tự nổ -3-4-2 Động có cơng suất lớn 74 KW/ 3500 v/ph, hệ thống phối khí xupáp dẫn động trực tiếp từ trục cam thông qua đội thuỷ lực, sử dụng đội thuỷ lực cách bố trí xupáp xylanh (2 xupáp nạp, xupáp thải) tạo đươc chất lượng nạp thải (nạp đầy, thải sạch), nhằ m tăng công suất động cơ, giảm lượng khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường Với hệ thống phun nhiên liệu diesel điều khiển điện tử hệ thống tuần hồn khí xả tạo cho động ln làm việc chế độ an toàn hiệu cao 2.1 Các thông số kỹ thuật động Duratorq 2.4l Bảng 2-1 Bảng thông số kỹ thuật động Thông số Giá trị Đơn vị Số kỳ Số xy lanh xy lanh xếp thẳng hàng Thứ tự làm việc 1-3-4-2 Hành trình piston 94,6 [mm] Đường kính xilanh 89,9 [mm] Tổng dung tích 2402 [cm3] Kiểu buồng cháy Tỷ số nén Buồng cháy thống Công suất cực đại 74[kW] / 3500[v/ph] Momen xoắn cực đại 285 Nm / 1600[v/ph] Góc phun sớm 210/ĐCT 19:1 2.2 Đặc điểm nhóm chi tiết cấu đơng Duratorq 2.4l 2.2.1 Nhóm piston Nhóm piston gồm piston, xécmăng, chốt piston, xécmăng khí, xécmăng dầu chi tiết hãm chốt piston Piston chi tiết quan trọng động cơ, với xylanh nắp xylanh tạo thành buồng cháy Trong trình làm việc động đốt trong, nhóm piston có nhiệm vụ sau: - Đảm bảo bao kín buồng cháy, giữ cho khơng khí cháy buồng cháy khơng lọt xuống cácte ngăn không cho dầu nhờn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy - Tiếp nhận lực khí thể sinh trình cháy nổ truyền tới truyền để làm quay trục khuỷu, nén khí q trình nén, đẩy khí thải q trình thải hút khí nạp q trình nạp Kết cấu nhóm piston thể hình -1 Hình 1-1 Kết cấu tổng thể nhóm piston động Duratorq 2.4L 1- Chốt p iston ; 2- Vòng hãm ; 3- Xécmăng dầu ; 4- Xécmăng khí thứ hai ; 5- Xécmăng khí thứ Piston Piston đúc hợp kim nhơm, khối lượng piston tương đối nhẹ Trên piston có bố trí rãnh để lắp xéc măng, có hai xéc măng khí xéc măng dầu Đường kính piston: D = 89,9 [mm] Hành trình piston: S = 94,6 [mm] Hình 1-2 Kết cấu piston 1- Đỉnh piston; 2- đầu piston ; 3- thân piston ; 4- rãnh lắp xé cmăng khí ; 5- rảnh lắp xéc măng dầu Đỉnh piston có dạng lõm hình omega nh ằm tăng dung tích buồng cháy Dịng khí nạp vào có mức độ xốy lốc cao tạo điều kiện tốt cho q trình hồ trộn nhiên liệu Khi động làm việc đầu piston nhận phần lớn nhiệt lượng khí cháy truyền cho nhiệt lượng truyền vào xécmăng thông q ua rãnh xécmăng, đến nước làm mát động Ngồi q trình làm việc piston làm mát cách phun dầu vào phía đỉnh piston Kết cấu piston thể hình -2 Thân piston làm nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động xylanh, nơi chịu lực ngang N nơi để bố trí bệ chốt piston Xéc măng Để bao kín khơng gian buồng cháy xilanh (dùng xécmăng khí) ngăn không cho dầu nhờn sục vào buồng cháy (dùng xéc măng dầu) Xéc măng chế tạo gang hợp kim Tiết diện xécmăng khí có dạng hình chữ nhật, miệng xécmăng cắt Tiết diện xéc măng khí thể hình 1-3 Hình 1-3 Tiết diện xécmăng khí Trong rãnh xémăng dầu có khoang lỗ thoát dầu Kết cấu xéc măng dầu thể hình -4 Hình 1-4 kết cấu xécmăng dầu Chốt piston Chốt piston chế tạo thép hợp kim Mặt bên chốt pittơng có dạng hình trụ rỗng Chốt piston lắp tự bệ chốt đầu nhỏ truyền Sử dụng hai vịng khố để hãm hai đầu chốt pittơng nhằm chố ng chuyển động dọc trục Chốt piston chi tiết dùng để nối piston với đầu nhỏ truyền, truyền lực khí thể từ piston qua truyền để làm quay trục khuỷu Trong trình làm việc chốt piston chịu lực khí thể lực quán tính lớn, lực n ày thay đổi theo chu kỳ có tính chất va đập mạnh Khi làm việc chốt piston xoay tự bệ chốt piston bạc lót đầu nhỏ truyền Kết cấu chốt piston thể hình -5 Hình 1-5 Kết cấu chốt piston 2.2.2 Thanh truyền Thanh truyền chi tiết dùng để nối piston với trục khuỷu biến chuyển động tịnh tiến piston thành chuyển động quay trục khuỷu Khi làm việc truyền chịu tác dụng của: Lực khí thể xylanh, lực qn tính nhóm piston lực qn tính thân truyền Thanh truyền có cấu tạo gồm phần: Đầu nhỏ, thân đầu to Đầu nhỏ truyền dùng để lắp với chốt piston có dạng hình trụ rỗng, đường kính đầu nhỏ: 26 mm Khi làm việc chốt piston xoay tự đầu nhỏ truyền Thân truyền có tiết diện chữ I Chiều rộng thân truyền tăng dần từ đầu nhỏ lên đầu to mục đích để phù hợp với quy luật phân bố lực quán tính tác dụng thân truyền mặt phẳng lắc Kết cấu truyền thể hình 1-6 Ø2 A A-A 140 A Ø6 Hình 1-6 Kết cấu truyền 1- Đầu nhỏ; 2- Thân ; 3- Đầu to ; 4- Nắp đầu to; 5- Bulông truyền Đầu to truyền có dạng hình trụ rỗng Đầu to chia thành hai nửa, nhằm giảm kích thước đầu to truyền mà tăng đường kính chốt khuỷu, nửa đúc liền với thân, nửa rời làm thành nắp đầu to truyền Hai nửa liên kết với bulơng truyền Trên đầu to tr uyền có lắp bạc lót để giảm độ mài mịn cho chốt khuỷu, bạc lót đầu to truyền làm thành hai nửa, bạc lót bị mịn thay bạc lót Đầu to truyền chế tạo thành hai nửa lắp ghép vào chốt khuỷu hai bulông tha nh truyền, hai nắp truyền có chốt định vị để tăng tính ổn định lắp ráp Bạc lót đầu to truyền chế tạo gộp thép tráng lớp kợp kim chịu mịn, bạc lót có lỗ rãnh để dẫn dầu bôi trơn vấu chống xoay, lắp ghép vấu bám vào rãnh đầu to, thuận tiện cho việc lắp ráp Kết cấu bạc lót đầu to thể hình -7 B B-B 32 Låïp chäúng mi mn B Hình 1-7 Cấu tạo bạc lót đầu to truyền động Duratorq 2.2.3 Trục khuỷu Trục khuỷu chi tiết quan trọng nhất, có cường độ làm việc lớn giá thành cao động Trục khuỷu động Duratorq bao gồm cổ khuỷu (đường kính cổ khuỷu: 62 mm) chốt khuỷu (đường kính chốt khuỷu: 58 mm) đối trọng chế tạo liền khối, vật liệu chế tạo thép hợp kim, bề mặt làm việc gia công đạt độ bóng cao Đầu trục khuỷu có phay hai rãnh then để lắp bánh dẫn động puly dẫn động bơm nước, máy phát bơm dầu trợ lực Bánh đà lắp đuôi trục khuỷu bulông Kết cấu trục khuỷu thể hình -8 Hình 1-8 Kết cấu trục khuỷu 1- Cổ khuỷu; 2, - Nút ren; 4- Chốt khuỷu; – Đường dầu bôi trơn 2.2.4 Hệ thống làm mát Hệ thống làm mát thực trình truyền nhiệt từ khí cháy qua thành buồng cháy đến mơi chất l àm mát để đảm bảo cho chi tiết không bị q nóng khơng bị q nguội Hệ thống làm mát động Duratorq 2.4l hệ thống làm mát chất lỏng Ở hệ thống này, nhiệt độ từ xylanh truyền qua chất lỏng chứa áo nước bao quanh xylanh, sau nước qua két nước có diện tích thích ứng Ở có dịng khơng khí tuần hồn qua bề mặt ngồi két nước để làm mát nước Dịng khơng khí cung cấp quạt gió chuyển động xe, mang theo nhiệt tỏa ngồi khoảng khơng Sơ đồ cấu tạo sơ đồ nguyên lý hệ thống làm mát động sau: Hình 1-9 Hệ thống làm mát Két nước, Quạt gió, Bình nước Van nhiệt, Đồng hồ, Nước làm mát Bảng 1-2 Các thông số kỹ thuật hệ thống làm mát Kiểu làm mát Làm mát cưỡng Kiểu tỏa nhiệt Tỏa nhiệt chéo qua luồng Kiểu bơm nước Cưỡng Bắt đầu mở: 800C Mở toàn bộ: 115 0C Khi động làm việc, bơm nước hoạt động bơm nước tuần hoàn từ két nước vào áo bao quanh xy lanh làm mát cho động cơ, nắp máy Khi động cịn nguội (chưa đạt 800C) van nhiệt mở để nước qua lò sưởi điện hâm nóng nước làm mát Khi nhiệt độ nước làm mát đạt 80 0C van nhiệt đóng lại, van máy điều nhiệt mở để nước qua máy điều nhiệt lại bơm Mộ t phần nước két nước qua hệ thống tỏa nhiệt để hạ nhiệt độ nước làm mát nhằm ổn định nhiệt độ Van nhiệt cho động làm việc 2.2.5 Hệ thống bôi trơn Hệ thống bôi trơn động đốt có nhiệm vụ cung cấp dầu nhờn đến mặt ma sát để làm giảm ma sát đồng thời làm mát tẩy rửa bề mặt ổ trục Hệ thống bôi trơn động Duratorq 2.4l hệ thống bôi trơn áp lực cưỡng bức, với sơ đồ cấu tạo hệ thống sau: 8 10 11 12 Hình 1-10 Sơ đồ hệ thống bơi trơn 1- Phao; 2- Cacte; 3-Bơm; 5- Lọc thô; 4,6,12- van; 8- Trục khuỷu ; 9- Vòi phun; 10- Trục cam; 11 - Lọc tinh Khi động làm việc, bơm dầu hoạt động bơm dầu từ cácte qua lọc dầu tới cổ trục khuỷu đến đầu to truyền, theo đường dầu truyền lên bôi trơn đầu nhỏ truyền chốt pisto n Một đường dầu khác lên bôi trơn cổ trục cam, đội, ống dẫn hướng xúpáp, tất phận bôi trơn áp lực Thành xylanh, piston, chốt piston bôi trơn lượng dầu văng từ truyền trục khuỷu Trên hệ thống bôi trơn cũ ng có đồng hồ đo áp suất để báo áp suất làm việc hệ thống Áp suất ổn định hệ thống 7KN/m 2, áp suất không ổn định mức cần kiểm tra sửa chữa hệ thống bôi trơn động 2.2.6 Cơ cấu phân phối khí Cơ cấu phối khí dùng để thực hiệ n q trình thay đổi khí, thải khí thải ngồi kỳ thải nạp đầy khí nạp vào xylanh động kỳ nạp Cơ cấu phân phối khí cần đảm bảo yêu cầu sau: + Đóng mở thời gian quy định + Độ mở lớn để dịng khí dễ lưu thơng + Khi đóng phải đóng kín, xupáp thải khơng tự mở q trình nạp + Ít mịn, tiếng kêu bé + Dễ điều chỉnh sửa chữa Cơ cấu phân phối khí động Duratorq 2.4l gồm hai cam dẫn động trực tiếp xupáp thông qua đội thủy lực Đặc điểm hệ thống phối khí loại khơng có phận đũa đẫy Với hệ thống phối khí phần nắp động đơn giản gọn hơn, hiệu suất làm việc cao hệ thống phối khí khơng có phận đũa đẫy khe hở nhiệt bị thay đổi Đặc biệt động có xupáp gồm xupáp nạp xupáp thải, với kết cấu trình nạp nạp nhiều trình thải thải Cơ cấu phối khí động Duratorq sử dụng phương án bố trí xupáp treo Động sử dụng 16 xupáp, gồm xupáp thải xupáp nạ p để điều khiển việc nạp thải Để dẫn động xupáp, động dùng hai trục cam bố trí nắp máy dẫn động từ trục khuỷu thông qua truyền xích Các xupáp bố trí thành hai dãy dọc theo thân máy, xupáp dẫn động từ trục cam thơng qua cị mổ, điều chỉnh khe hở xupáp tự động đội thuỷ lực Động Duratorq 2.4l dùng xupáp có đáy bằng, mặt làm việc quan trọng xupáp mặt côn Mặt làm việc gia công kỹ đuợc mài rà với đế xupáp Thân xupáp dùng để dẫn hướng cho xupáp K hi làm việc thân xupáp trượt dọc theo ống dẫn hướng xupáp, ống dẫn hướng xupáp gắn chặt với nắp máy Đi xupáp có rãnh hãm hình trụ để lắp ghép với đĩa lò xo, đĩa lò xo lắp với xupáp hai móng hãm hình cơn, mặt đuôi xupáp ng để tránh mịn Thân xupáp: Thân xupáp có đường kính thích đáng để dẫn hướng tốt chiu lực nghiêng xupáp đóng mở Phần xupáp có dạng đặc biệt để lắp ghép với dĩa lị xo Kết cấu xupáp thể hình 1-11 Hình 1-11 Kết cấu xupáp đ ộng Duratorq 1- Đuôi xupáp; 2- Thân xupáp; 3- Nấm xupáp Các thống số xupáp: Chiều dài xupáp thải xupáp nạp: 140 mm Đường kính xupáp nạp: 34 mm Đường kính xupáp thải: 30 mm Trục cam bao gồm cổ trục để lắp vào nắp xylanh Bên trục ca m có đường dầu để bơi trơn, tẩy rửa làm mát bề mặt ma sát cấu phân phối khí Từ đường dầu trục cam có đường dầu nhỏ để phân phối dầu bôi trơn đến mặt cam 10 tương ứng cới góc làm việc động cơ, Nối điểm lại ta đường cong khai triển đồ thị P -, II Khai triển đồ thị Pj-V thành đồ thị Pj-: Cách khai triển giống cách khai triển đồ thị P -V, nên ý dấu Pj, Do chuyển sang Pj- phải đổi dấu, III Cộng đồ thị P kt - đồ thị P J - thành P1 -: Từ đồ thị khai triển Pkt - với P J - ta cộng hai đồ thị the o công thức : P1 = Pkt + PJ Đồ thị T, N, Z theo  Với công thức sau : T  P1 sin(    )  MN    cos   m  (3.52) N = P1, tg Z  P1 (3.53) cos(   )  MN    cos   m  (3.54) Từ P1 đo đồ thị tính giá trị ,  tương ứng, Sau tính tốn ta giá trị T, Z, N cho bảng, Từ ta vẽ đồ thị T, Z , N theo  hệ trục toạ độ vng góc Chọn tỷ lệ xích: T = Z = N = P = 0,113128 (MN/m2,mm), =5,8921độ/1mm Giá trị lực T,Z,N thể bảng phần phụ lục T Z N µT= µZ= µN=µp=0.113128 [MN/m2.mm]  = 0,678875 âäü/mm ÂÄÖ THË T-Z-N Z T N 18 36 54 72  Hình 3-6 Đồ thị T,N,Z Tính T Ta có: T = T1 + T2 + T3 + T4 Tính giá trị Ttb tính cơng thức: 66  Ttb  30.N i 10 [MN/m2]  R FP  n (3-56) Trong đó: Ni - công suất thị động xác đ ịnh qua tính tốn nhiệt Ni = 93,98 [KW] n - Là số vòng quay động cơ; n = 3500 [Vg/ph] FP - Là diện tích đỉnh piston; F P = 0,0063 [m2] R - Là bán kính quay trục khuỷu; R = 47,3 [mm] = 0,0473 [m]  đ - Là hệ số hiệu đính đồ thị công;  đ = 0,98  Ttb  30.93,98.10 = 1,082 [MN/m2]  0,0384.0,0063.0,98.3500 Với tỷ lệ xích : T = P = 0,113128 [MN/m2.mm], =5,8921độ/1mm  T tb   Ttb 1,082 = 9,56 [mm]  T 0,113128 Giá trị T theo  thể bảng phần phụ lục  µT = 0.113128[MN/m2mm]  = 5,8921 âäü/mm ÂÄ THË TÄØNG T  10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72  Hình 3-7 Đồ thị T Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Mục đích việc xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu dùng để xác định lực tác dụng lên chốt khuỷu vị trí trục khuỷu, Sau xác định giá trị ta tính giá trị trung bình lực tác dụng lên chốt khuỷu đồng thời xác định vị trí chịu lực lớn chổ chịu lực nhỏ nhất, Từ dựa vào đồ thị ta xác định khu vực chịu lực nhỏ để xác định vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn xác định phụ tải tính sức bền ổ trục Khi vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu chưa cần xét đến lực quán tính chuyển động quay khối lượng đầu to truyền quy tâm chốt khuỷu m 2, phương trị số lực n ày khơng thay đổi, sau vẽ xong xét đến Phương pháp vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu tiến hành theo trình tự bước sau: 67 Bước : Vẽ toạ độ T -Z với gốc O1, chiều dư ơng trục Z hướng xuống Bước : Chọn tỷ lệ xích Z = T = 0,113128(MN/m2mm) Bước : Đặc giá trị T, Z tính bảng lên hệ trục toạ độ T -Z, ứng với cặp Z-T chung góc  , ta có điểm tương ứng 1, 2,,,,,72, Nối điểm lại ta có đường biểu diễn vetơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Bước : Dịch gốc toạ độ theo chiều dương trục Z khoảng P R0 (lấy điểm O); Giá trị PR0 xác định theo công thức sau : PR   m R. FP  MN     m mm  Bước : Từ tâm O ta vẽ vòng tròn tượng trưng cho chốt khuỷu, xác định phương chiều ểm đặt lực, Q     P   Ro T     Z    * Xác định giá trị, chiều điểm đặt lực vị trí đồ thị sau: giá trị lực chiều dài đoạn thẳng nối từ tâm O đến điểm đó, Chiều lực hướng vào tâm O, Điểm đặt nằm phương kéo dài củ a đường thẳng nối từ điểm qua tâm O đặt vịng trịn chốt khuỷu Trong : - Góc ứng với vị trí xác định lực Q - Hợp lực lực tác dụng lên chốt khuỷu vị trí  Giá trị T, Z theo  thể bảng phần phụ lục Triển khai đồ thị phụ tải toạ độ cực thành Q- Cách tiến hành sau: - Vẽ hệ trục Q- Chọn tỷ lệ xích  = 5,8921độ/mm; Q =0,113128 (MN/m2mm), - Trên điểm chia trục O ta lần lược đặt vetơ tương ứng với góc chia, Chẳng hạn góc chia theo thang 10 o, 20o,,,,,720o, Dùng thước cong nối mút vetơ vừa dựng ta đồ thị khai triển Q = f( ) Khi tiến hành phân tích đồ thị phụ tải ta thấy phần đuôi đồ thị phụ thuộc trị số áp suất cực đại động cơ, Dạng phần đầu đồ thị lại phụ thuộc vào giá trị lực quán tính chuyển động thẳng - Xác định giá trị Q tb, Qmax, Qmin : Qtb = 1,93(MN/m2);  Qtb = 17,08(mm) Qmax =2,94(MN/m2);  Qmax = 26(mm) Qmin = 0,54(MN/m2);  Qmin = 48(mm) 68 Trong : Qtb, Qmax, Qmin - Phụ tải trung bình, lớn phụ tải n hỏ tác dụng lên chốt khuỷu dch, lch - ường kính chiều dài chốt khuỷu t iếp xúc với đầu to truyền Trị số cho phép K tb, định độ ng vững ổ trục (hình thức kết cấu động cơ) kết cấu ổ trục Trị số cho phép K max định khả làm việc ổ trục, biến dạng ổ trục khả chịu tải màng dầu bôi trơn ổ trục, Để biểu thị mức độ va đập phụ t ải, người ta dùng hệ số va đập để đánh giá mức độ va đập, xác định :  = Kmax/Ktb Giá trị Q theo  thể bảng phần phụ lục Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to truyền Các bước tiến hành: - Trên tờ giấy bóng mờ, ta vẽ tượng trưng đầu to truy ền có đầu nhỏ hướng xuống - Vẽ hệ trục T-Z có gốc O trùng với tâm đầu to truyền, chiều dư ơng trục Z hướng xuống - Vẽ vịng trịn có tâm O, giao điểm vòng tròn trục Z (theo chiều dương) ta ghi 0o - Trên vòng tròn ta chia thành phần ứng với góc ( +) đánh dấu theo chiều kim đồng hồ ví dụ ( o+o), (1+1) (23+23), để bớt phức tạp ta cần ghi theo giá trị o góc  0o, 10o… góc  phụ thuộc vào hệ số   cho bảng phụ lục - Các bước tiến hành tờ giấy bóng, sau đem tờ giấy bóng đặt lên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu cho tâm đầu to truyền trùng với tâm O chốt khuỷu trục OZ trùng với đườ ng tâm truyền, Khi tờ giấy bóng lên điểm theo số đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, Chẳng hạn điểm o nằm đường tâm thẳng đứng vòng tròn chốt khuỷu, để xác định điểm ta xoay tờ giấy b óng theo ngược chiều kim đồng hồ cho tia 10 o, 20o,,,,lần lượt trùng với trục OZ lần xoay ta lại đánh dấu điểm lên tờ giấy bóng , sau tiến hành nối điểm chấm theo thứ tự ta đường cong biểu diễn vectơ phụ tải tác dụng lên đầu to truyền 69 Cách xác định lực đồ thị sau : * Giá trị lực tác dụng lên đầu to độ dài đoạn thẳng nói từ tâm O đến điểm tính (nhân với tỷ lệ xích) * Chiều lực hướng từ tâm O Điểm đặt lực giao điểm đường nối từ tâm O đến điểm tính với vịng tròn tượng trưng cho đầu to truyền Giá trị (+) tính theo   thể bảng phần phụ lục Vẽ đồ thị mài mịn chốt khuỷu Có hai phương pháp vẽ đồ thị mài mòn chốt khuỷu, nhiên đâ y dùng phương pháp thứ hai phương pháp lập bảng Các bước tiến hành : Trên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, lấy tâm O , vẽ vịng trịn sau chia vịng trịn làm n phần (thường chia 24 phần) với điểm giao điểm vòng t ròn trục Z (chiều dương), ghi điểm theo thứ tự ngược chiều kim đồng hồ, Từ điểm chia ta kẻ tia qua tâm O kéo dài tia cắt đường cong đ thị phụ tải giao điểm Trên tia kẻ từ điểm đến tâm O, có điểm cắt có nhiêu lực tác dụng điểm đó, dựa vào ta tính Qi’ Lập bảng tính Qi’ ứng với giả thiết điểm chịu tác dụng lực phạm vi 120o đối xứng qua điểm Cộng giá trị Qi’ ta có Qi sau chọn tỷ lệ Qi =1(MN/m2,mm) - Vẽ vịng tròn bất kỳ(R = 22mm) tượng trưng cho chốt khuỷu - Vẽ tia ứng với phần chia ban đầu - Lần lượt đặt giá trị Qi lên tia, chiều từ vòng tròn hướng vào tâm - Nối đầu mút vừa chấm ta có ng đồ thị mài mòn chốt khuỷu Giá trị Qi thể bảng phần phụ lục Hình 3-8 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu 70 4.2 Xác định thơng số bơm cao p (tính theo tài liệu [7]) 4.2.1 Thể tích nhiên liệu c ung cấp cho chu trình VCT = vCT.Vh (3-57) VCT : thể tích nhiên liệu cung cấp cho chu trình vCT : đơn vị thể tích cơng tác xylanh vCT = 95 C  (3-58) C: hệ số cung cấp bơm; C = 0,75  : hệ số dư lượng khơng khí ;  = 1,56 Theo (3-53) ta được: vCT = 95 0,75 = 45,67[mm3/l] 1,56 Vh : thể tích cơng tác xylanh Vh = .D S (3-59) Với: D: đường kính xylanh động D = 89,9 [mm] S: hành trình piton S = 94,6 [mm] Theo (3-54) 3,14.89,9 2.94,6 Vh = =600178 [mm3] = 0,6 [l] Theo (3-52) VCT = 0,6.45,67 = 27,4 [mm3] 4.2.2 Đườn g kính piston bơm cao áp dPT = K.VCT 6.n C   P C C P (3-60) dPT: đường kính piston bơm cao áp Cp : vận tốc piston bơm Cp= 2.fPT.SPT (3-61) 71 fPT: số hành trình bơm phút fPT = n (3-62) n : số vòng quay động n = 3500 [vg/ph] Theo (3-57) fPT = 3500 = 7000 [vg/ph] SPT: hành trình thực tế piston bơm SPT = 3,2 [mm] Theo (3-56) Cp= 2.7000.3,2 = 44800 [mm/ph] = 746,67 [mm/s] p : góc phun sớm p = 210 K: hệ số đánh giá tỷ số tốc độ cung cấp nhiên liệu cực đại với tốc độ trung bình K = 1,4 nc: số vịng quay bơm cao áp nc= 1650 [vg/ph] Theo (3-57) dPT = 1,4.27,4.6.1650 = 7,06 [mm] 3,14 21.0,75.746,67 Theo thực tế : dp = [mm] Kiểm tra = d PL  d P dP = 7,06  = 0,1175 =11,75 % (3-58) 72 4.3 Xác định thông số vịi phun Những thơng số vòi phun phải đảm bảo tốc độ cấp nhiên liệu thích hợp áp suất cần thiết 4.3.1 Tốc độ phun nhiên liệu lớn chu trình Qmax = V d VCT  = K CT 6.n P dt Qmax = 1,4.27,4.6.3500 = 38360[mm3/s] = 38,36[cm3/s] 21 (3-60) 4.3.2 Tổng số tiết diện lưu thông lỗ phun .f1  1 f = Q max  nl 2Pp  Pz  (3-61) Trong đó: 1 : hệ số lưu lượng ; 1= 0,75 nl = 0,85.10-3 [kG/dm3] PP: Áp suất nhiên liệu thân vòi phun PP= 200 [MN/m2] Pz: Áp suất cực đại chu trình Pz= 8,0657 [MN/m2] 0,85.10 6 .f1 = 38,36 2200  8,0657  = 1,805.10-3 [cm2]= 0,1805 [mm2] 4.3.3 Tiết diện lưu thông lỗ phun   f f1 = i.1 (3-62) i: số lỗ phun i=5 = 0,75 0,1805 f1 = 0,75.5 = 0,048 [mm2] 73 4.3.4 Đường kính lổ phun tính tốn dlt = dlt = 4.d  4.0,048 3,14 = 0,247 (3-63) [mm] Đường kính lỗ phun thực tế d = 0,25 Sai số: [mm] d lt  d 0,247  0,25 0,25 d 1 = = = 0,015 (3.64) Chuẩn đoán hư hỏng sửa chửa hệ thống nhiên liệu Khắc phục hư hỏng có nghĩa sửa chữa hư hỏng cách loại trừ ngun nhân khơng thể Sau xem xét nguyên nhân lại để đến kết luận xác Phương pháp nhanh xác nhiều so với việc đoán hay điều chỉnh sửa chữa ngẫu nhiên Động Duratorq 2.4l dùng thiết bị chuẩn đoán máy chuẩn đoán WDS, IDS kết nối qua cổng DLC Phương pháp lập trình Module Trung Tâm dựa sở: Tất liệu điều khiển nạp vào điều khiển GEM tất liệu truyền đến điều khiển khác thông qua đường truyền CAN Phương pháp lập trình Module Trung Tâm khác với phương pháp lập trình truyền thống là:Tất liệu khơng lấy từ WDS mà lấy từ điều khiển GEM truyền đến điều khiển PCM Máy chuẩn đốn đóng vai trị thành viên giám sát cho q trình lập trình Module Trung Tâm thực Các hư hỏng hay gặp hệ thống nhiên liệu nói chung 5.1 Khói đen Khói đen chứa cacbon nhiên liệu không cháy, kết cháy không hoàn toàn hệ số  nhỏ (tức hỗn hợp đậm), từ chất tượng nguyên nhân sau (1) Phun nhiên liệu nhiều Đây kết việc cháy khơng hồn tồn, tức có q nhiều nhiên liệu phun vào xylanh, khơng có đủ khí để cháy hết, nên nhiên liệu cịn lại thải khí xả làm khí có màu đen Khắc phục: Cảm biến trục phân phối bị sai, lò xo điều khiển trục phân phối bị yếu 74 (2) Thời gian phun sớm Nếu thời điểm phun sớm, nhiên liệu phun trước áp suất nhiệt độ khí buồng cháy tăng đủ cao để bốc cháy Nhiên liệu phun vào giai đoạn làm hỗn hợp khí nhiên liệu đậm vài vùng buồng cháy Kết là, hỗn hợp khí - nhiên liệu vùng đậm cháy khơng hồn tồn v khí xả có mụi than Khi tượng nảy ra, thường kèm với tiếng gõ động Khắc phục: Kiểm tra van điện từ điều khiển thời điểm phun, cảm biến vị trí vành cam (3) Áp suất phun thấp (do vòi phun) Khi làm việc áp suất phun nhiên liệu thấp khơng thể hình thành tia phun tốt chất lượng hóa sương nhiên liệu xấu khơng tơi làm cho hỗn hợp hịa trộn khơng đồng dẫn đến cháy khơng triệt để, khí thải có màu đen, cơng suất động giảm động làm việc xấu số vòn g quay thấp + Khắc phục thực theo bước sau: - Kiểm tra điều chỉnh kim phun nhiên liệu - Kiểm tra tình trạng phun nhiên liệu: Sử dụng thiết bị chuyên dùng máy chuẩn đoán IDS để kiểm tra áp suất phun lượng phun đồng xilanh Hơn lập trình điều khiển PCM IDS, đồng thời phải định dạng ln vịi phun Cơng việc hiệu chỉnh vịi phun cách sử dụng WDS để nhập 16 ký tự vòi phun vào điều khiển PCM theo thứ tự xilanh (4) Có khơng khí hệ thống nhiên liệu động diêzel Nếu có khơng khí bị hút vào hệ thống nhiên liệu động bắt đầu chạy không ổn định, đứt đoạn, công suất giảm sút Khi khí thải có màu đen đục động khó khởi động Dấu hiệu đặc trưng việc lọt khơng kh í vào hệ thống nhiên liệu dòng nguyên liệu từ đường ống vào khơng liên tục Muốn xác định xem có khơng khí bị hút vào hệ thống nhiên liệu hay khơng cần mở nới nút xả khơng khí bình lọc nhiên liệu, có khơng khí hệ thống nhiên liệu lúc kiểm tra có nhiên liệu hịa lẫn với bọt khí chảy ngồi Muốn xác định chỗ khơng khí lọt vào hệ thống nhiên liệu, phải quan sát ống nhiên liệu chỗ nối ống Nếu phát nhiên liệu chảy đường ống phía trước bơm 75 nhiên liệu lúc tắt máy, khẳng định chỗ hút khơng khí vào hệ thống nhiên liệu máy chạy Sau kiểm tra, cần vặn chặt tất khớp nối ống dẫn nhiên liệu vào chỗ bắt dụng cụ kiểm tra hệ thống đường ống Nếu sau kiểm tra vặn chặt, cịn khơng khí lọt vào phải thử độ kín hệ thống nhiên liệu Lúc thử độ kín hệ thống nhiên liệu, phải làm theo trình tự sau: - Phải tháo ống nhiên liệu khỏi thùng chứa nút kín đường ống lại - Tháo đường nhiên liệu sau bầu lọc tra vào dụng cụ thử qua ống mềm - Kiểm tra, nơi có nhiên liệu chảy rị nơi bị hỏng đường ống nhiên liệu - Cần sửa chữa chỗ hở phát cách hàn vảy, rà lại chỗ tiếp xúc khớp nối thay chi tiết khác 5.2 Khói trắng Khói trắng thường xảy động khởi động Do nhiệt độ bên thấp, nhiên liệu phun điều kiện cháy nhiệt độ tương đối thấp, nhiệt độ buồng cháy khơng tăng cao đủ để cháy hồn tồn Vì vậy, nhiên liệu không cháy (hiđrocacbon) đượ c xã ngồi dạng hơi, gây khói trắng hay xanh da trời Hiện tượng nguyên nhân sau: (1) Thời điểm phun trễ Nếu thời điểm phun trễ, nhiên liệu phun sau piston qua điểm chết trên: Kết áp suất buồng cháy giảm phần nhiên liệu khơng cháy xã ngồi, sinh khói trắng Hiện tượng đồng thời xảy với công suất động giảm (2) Hệ thống sấy nhiên liệu liệu hỏng Nếu hệ thống sấy nhiên liệu hỏng, nhiệt độ buồng cháy khôn g thể tăng đủ cao để cháy nhiên liệu Vì vậy, phần nhiên liệu phun vào không cháy mà thải ngồi, sinh khói trắng Hiện tượng xẩy kèm với động khó khởi động 5.3 Bơm cao áp bị hỏng (1) piston - xylanh bơm bị mịn Động sử dụng lâu ngày tính bơm cao áp bị sai lệch Điều làm giảm cơng suất, giảm tiêu kinh tế động cơ, ngồi cịn làm cho máy khó khởi động lượng ngun liệu bơm cung cấp cho động chu trình bị giảm thời điểm cung cấp nhiên liệu thay đổi 76 (2) Van điều áp suất bơm cao áp bị hỏng Van điều tiết áp suất bơm cao áp dùng để điều tiết áp suất nhiên liệu vào bơm chuyển nhiên liệu, không điều khiển áp suất đến van lưu lượng được, dẫn đến động m ất công suất 5.4 Bộ lọc bị tắc, có nước nhiên liệu Bộ lọc dùng để khử tạp chất học lẫn nhiên liệu vào bơm chuyển nhiên liệu, lọc bị tắc làm nhiên liệu vào bơm cao áp không đủ, công suất động giảm động bắt đầu n ổ khơng đều, đứt qng Lượng nước có nhiên liệu cảm biến báo cho PCM biết Khắc phục: Kiểm tra tình trạng lọc thơng qua cảnh báo lọc, cần thay lọc 5.5 Nhiên liệu rò lỗ vòi phun Nếu vòi phun làm việc bình thường lần phun, lỗ phun phải khơ Nếu vịi phun phun sương mù khơng tốt sau phun có giọt nhiên liệu đọng lại lỗ phun, chứng tỏ nhiên liệu rị qua lỗ vịi phun Trường hợp cơng suất động giảm, tốn nhiều nhiên liệu, máy nóng q khí thải có nhiều khói đen Nhiên liệu rò qua lỗ vòi phun van kim khơng tì khít lên đế van, cần phải khử bỏ vết gỉ mặt tì hình van kim đế van 5.6 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống cung cấp nhiên liệu động diesel 5.6.1 Bảo dưỡn g kỹ thuật cấp Dùng mắt kiểm tra tình trạng phận thuộc hệ thống cung cấp nhiên liệu, độ kín khít mối nối, cần khắc phục hư hỏng Kiểm tra làm việc van tắt máy điện mà dẫn động cấu dẫn động bàn đạp ga điều nh lưu lượng nhiên liệu máy chuẩn đoán WDS 5.6.2 Bảo dưỡng kỹ thuật cấp hai Kiểm tra độ kẹp chặt độ kín khít thùng chứa nhiên liệu, ống dẫn nhiên liệu, bơm cao áp, vòi phun, bầu lọc cấu dẫn động bơm Kiểm tra dịng chảy nhiên liệu cầ n xả nhiên liệu cho khơng khí lẫn hệ thống ngồi Khởi động cho động làm việc điều chỉnh số vòng quay nhỏ trục khuỷu chế độ chạy không tải Kiểm tra làm việc động cơ, bơm cao áp, xem khí xả có hợp lý không Tháo bầu lọc thay lọc 77 5.6.3 Bảo dưỡng kỹ thuật theo mùa Cần xả hết cặn thùng chứa dầu, làm vệ sinh thùng Tháo vòi phun hiệu chỉnh áp suất nâng kim phun đồng xilanh, máy chuẩn đoán WDS 5.6.4 Các hư hỏng hệ thốn g điện tử Các tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ nước làm mát thấp cao Các cảm biến vị trí trục khuỷu, trục cam, lưu lượng khí nạp Hỏng mạch điều khiển trục bơm làm cho trục bơm luôn vị trí cấp nhiên liệu thấp qu cao Các van điện từ ngưng làm việc, rơ -le không làm việc, đường truyền bị ngắt mạch, điện áp cung cấp khơng xác ổn áp khơng làm việc Trong mạch điều khiển này, hư hỏng chủ yếu cảm biến đường truyền để khắc phục hư hỏng ta dùng máy chuẩn đoán WDF kết nối vào cổng giao tiếp DLC chế độ chuẩn đốn hình (EOBD) chuẩn đốn theo tiêu chuẩn châu âu Các mã lỗi mô tả mã lỗi thể bảng phần phụ lục Kết luận Hệ thống nhiê n liệu Diesel Common Rail ngày dùng rộng phương tiện giao thơng, góp phần tạo nên bước ngoặt cho ngành ôtô động nhiệt Hệ thống nhiên liệu Common Rail có khả tạo nhiên liệu tốt v ì phun nhiên liệu vớ i áp suất cao khoả ng 1600 bar Nhiên liệ u cháy hoàn toàn, khơng tạo sản phẩm phụ khác, tạo khói, tạo muộ i than nên vấn đề ô nhiễm không khí cải thiện nhiều Lượng khí nạp cảm biến lưu lượng khí nạp nhận giá trị đưa PCM, với giá trị từ cảm biến khác gởi PCM xử lí cho lượng nhiên liệu thích hợp cho chế độ tốc độ động Do lượng phun điều khiển xác PCM nên phân phối đến xy lanh nhiên liệu đượ c điều khiển nhờ PCM việc thay đổi thời gian hoạt động việc phun, tạo tỷ lệ tối ưu Về mức độ gây ô nhiễm, với đặc điểm phun hai lần phun sơ khởi phun chính, đặc tính hệ thống phun cải thiện có tác dụng khơng ồn giảm độ độc hại kh í thải Ngồi cịn có giai đoạn phun thứ cấp thực nhờ hệ thống ln hồi khí thả i có tác dụ ng làm giảm nồng độ NOx khí thải 78 Về suấ t tiêu hao nhiên liệu chân ga trạng thái tự việc phun nhiên liệu bị loại bỏ động sử dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail nên làm giảm tiêu hao nhiên liệu so với động diesel nguyên thủy Tóm lạ i, trình cháy hệ thống Common Rail cải thiện đáng kể, tăng tính kinh tế nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường, tăng hiệu suất động Ở tốc độ chế độ tải trọng động cơ, lượng nhiên liệu cung cấp xác liên tục nhờ việc kiểm sốt khí thải PCM 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Bình, Nguyễn Tất Tiến “Nguyên lý Động đốt ” Nhà xuất giáo dục, năm 1994 [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 [4] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến “ Kết cấu tính tốn Động đốt trong, Tập 2” Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, năm 1979 [5] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến “ Kết cấu tính toán Động đốt trong, Tập 3” Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, năm 1979 [6] Bùi Văn Ga, Văn Thị Bông, Phạm Xuân Mai, Trần Văn Nam, Trần Thanh Hải Tùng “Ơtơ nhiễm môi trường ” Nhà xuất giáo dục, năm 1999 [7] Nguyễn Phước Hoàng, Phạm Đức Nhuận, Nguyễn Thạch Tân, Đinh Ngọc Ái, Đặng Huy Chí “Thủy lực máy thủy lực” Nhà xuất giáo dục, năm 1996 [8] Tài liệu động Duratorq 2.4l tài liệu liên quan Ford 80 ... lọc 24 3 .2 Hệ thống nhiên liệu common rail động Duratorq 2. 4l 3 .2. 1 Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống Sơ đồ hệ thống thể hình -8 C A D F E Hình 2- 7 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động Duratorq 2. 4l. .. môi trường Khảo sát hệ thống nhiên liệu động Duratorq 2. 4l 3.1 Đặc điểm chung hệ thống nhiên liệu động diesel 3.1.1 Nhiệm vụ yêu cầu hệ thống nhiên liệu động diesel Hệ thống nhiên liệu động Diesel... tính động Duratorq 2. 4l có tính hiệu năng, tính kinh tế nhiên liệu tăng cao, tiếng ồn nhỏ rung động khí thải 3 .2. 1 .2 Nhiệm vụ yêu cầu hệ thống nhiên liệu động Duratorq 2. 4l Hệ thống nhiên liệu động