LỜI NÓI ĐẦU Những năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam đang phát triển mạnh. Bên cạnh đó kỹ thuật của nước ta cũng từng bước tiến bộ . Để góp phần nâng cao trình độ và kỹ thuật, đội ngũ kỹ thuật của ta phải tự nghiên cứu và chế tạo đó là yêu cầu cấp thiết. Có như vậy ngành tàu thủy của nước ta mới phát triển được. Đây là lần đầu tiên em vận dụng lý thuyết đã học, tự tính toán động học, động lực học và tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu của động cơ theo thông số kỹ thuật. Trong quá trình tính toán em đã được sự giúp đỡ và hướng dẫn rất tận tình của thầy Nguyễn Văn Triều và các thầy trong bộ môn động lực, nhưng vì mới lần đầu làm đồ án về môn học này nên gặp rất nhiều khó khăn và không tránh khỏi sự sai sót, vì vậy em rất mong sự xem xét và giúp đỡ chỉ bảo của các thầy để bản thân ngày càng được hoàn thiện hơn về kiến thức kỹ thuật. Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thưc hiện MỤC LỤC PHẦN I: PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG CÁC BẢN VẼ ĐỒ THỊ..................1 1.1. ĐỒ THỊ CÔNG...........................................................................................1 1.1.1. Các Thông Số Cho Trước........................................................................1 1.1.2. Các Thông Số Chọn.................................................................................2 1.1.3. Các Thông Số Tính..................................................................................2 1.1.4. Vẽ Đồ Thị Công.......................................................................................3 1.1.4.1. Xây dựng đường cong áp suất trên đường nén.....................................3 1.1.4.2. Xây dựng đường cong áp suất trên đường giản nở...............................4 1.1.4.3. Biểu diễn các thông số..........................................................................4 1.1.4.4. Bảng xác định các điểm trên đường nén và đường giản nở.................5 1.1.4.5. Xác định các điểm đặc biệt...................................................................7 1.1.4.6. Vẽ và hiệu chỉnh đồ thị công................................................................8 1.2. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC....................9 1.2.1. Xây Dựng Đồ Thị Động Học..................................................................10 1.2.1.1. Xác định x của piston bằng phương pháp đồ thị Brick........................10 1.2.1.2. Xác định vận tốc v của piston bằng phương pháp đồ thị.....................13 1.2.1.3. Xác định gia tốc j của piston bằng đồ thị Tôle.....................................15 1.2.2. Xây Dựng Đồ Thị Động Lực Học...........................................................16 1.2.2.1. Đồ thị lực quán tính –pj=f(x)................................................................16 1.2.2.2. Đồ thị khai triển pkt,pj,p1α...................................................................18 1.2.2.3. Đồ thị T,Z,Nα......................................................................................22 1.2.2.4. Đồ thị ......................................................................................28 1.2.2.5. Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu.................................................31 1.2.2.6. Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền....................................33 1.2.2.7. Đồ thị mài mòn chốt khuỷu..................................................................37 1.2.2.8. Đồ thị khai triển Q(α)...........................................................................40 PHẦN II: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ THAM KHẢO................................................................................................................44 2.1. CHỌN ĐỘNG CƠ THAM KHẢO.............................................................44 2.2 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ 6LY3.....................45 2.2.1. Nắp Máy..................................................................................................45 2.2.2. Thân Máy.................................................................................................46 2.2.3. Cácte........................................................................................................46 2.2.4. Nhóm Piston, Xilanh, Thanh Truyền, Trục Khuỷu.................................46 2.2.4.1. Piston....................................................................................................46 2.2.4.2. Xilanh...................................................................................................49 2.2.4.3. Thanh Truyền.......................................................................................49 2.2.4.4. Trục Khuỷu...........................................................................................50 2.2.5. Hệ Thống Bôi Trơn..................................................................................50 2.2.6. Hệ Thống Làm mát..................................................................................52 2.2.7. Cơ Cấu Phân Phối Khí.............................................................................53 PHẦN III: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU..................................................................................................................55 3.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU.........................................55 3.1.1. Nhiệm Vụ.................................................................................................55 3.1.2. Yêu Cầu...................................................................................................55 3.2. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 6LY3...........................................55 3.2.1. Sơ Đồ Hệ Thống Nhiên Liệu Động Cơ 6LY3.........................................55 3.2.2. Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Các Bộ Phận Chính................56 3.2.2.1. Bơm nhiên liệu......................................................................................56 3.2.2.2. Bầu lọc nhiên liệu.................................................................................57 3.2.2.3. Vòi phun...............................................................................................58 3.2.2.4. Bơm cao áp (Bơm Bosch PE)...............................................................59 3.3. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL...................................60 3.3.1. Tính Lượng Cấp Nhiên Liệu Cho Một Chu trình....................................60 3.3.2. Tính Toán Vòi Phun................................................................................61 3.3.3. Tính Toán Bơm Cao Áp..........................................................................61
Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 PHẦN I: PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG CÁC ĐỒ THỊ TRONG BẢN VẼ ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC 1.1 Đồ thị công: 1.1.1 Các thông số cho trước: + Nhiên liệu: Diesel + Số xilanh: + Số kỳ: i=6 τ =4 + Cách bố trí: In-line + Thứ tự làm việc: 1-3-5-6-4-2 + Tỷ số nén: ε = 15 + Đường kính xilanh: + Hành trình piston: + Cơng suất cực đại: + Số vòng quay: D = 460(mm) S = 580( mm) N e = 7020(k W ) n = 585(vg / ph) + Tham số kết cấu: + Áp suất cực đại: λ = 0.25 pz = 8.2(MN/ m ) m pt = 99.7( kg ) + Khối lượng nhóm piston: Lớp 16KTTT Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 + Khối lượng nhóm truyền: + Góc phun sớm: mtt = 116.3( kg ) ϕs = 27o + Góc phân phối khí: α1 = 47o (r ' ); α = 35o (a ' ); α = 45o (b ' ); α = 28o ( r '' ) + Hệ thống nhiên liệu: Bosch PE inline pump + Hệ thống bôi trơn: Cưỡng cácte ướt + Hệ thống làm mát: Hai vòng ( vịng ngồi: nước biển) + Hệ thống phân phối khí: 24 valve, OHV 1.1.2 Các thông số chọn: + Áp suất môi trường: p0 = 0.1( MN / m ) + Chỉ số nén đa biến trung bình: n1 = 1.35 + Chỉ số giản nở đa biến trung bình: n2 = 1.27 + Áp suất đường nạp: động kỳ tăng áp tuabin khí nên ⇒ Chọn: pk = 0.15 ( MN / m ) + Tỷ số giản nở sớm: động diesel nên ⇒ Chọn: ρ = 1.4 Lớp 16KTTT ρ = 1.2 ÷ 1.5 pk = 0.14 ÷ 0.4 Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 + Áp suất đường thải: hầu hết động dung bình tiêu âm nên pth = (0.9 ÷ 1.0)gpk ( MN / m ) ⇒ Chọn: pth = 0.95gpk ( MN / m ) 1.1.3 Các thông số tính: Cm = - Tốc độ trung bình động cơ: ⇒ S gn 0.58g585 = = 11.31 30 30 (m / s ) >9 Đây động cao tốc - Áp suất cuối kì nạp: động kỳ tăng áp nên Chọn: pa = 0.96gpk pa = (0.9 ÷ 0.96)gpk pa = 0.96g0.15 = 0.144 ( MN / m ) Suy ra: - ÁP Suất cuối kỳ nén: pc = pa gε n1 = 0.144g151.35 = 5.573 ( MN / m ) - Áp suất cuối trình giản nở: pb = - Thể tích cơng tác: pz pz 8.2 = = = 0.4034 n2 1.27 n2 δ1 ε 15 ÷ ρ÷ 1.4 ( MN / m ) π gD π g4.6 Vh = S g = 5.8g = 96.3905 ( dm3 ) 4 Vc = - Thể tích buồng cháy: - Thể tích tồn phần: Lớp 16KTTT Vh 96.3905 = = 6.885 ( dm3 ) ε −1 15 − Va = Vh + Vc = 96.3905 + 6.885 = 103.2756 (dm3 ) Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 ω= - Vận tốc góc trục khuỷu: π gn π g585 = = 61.2612 (rad / s) 30 30 1.1.4 Vẽ đồ thị công: - Để vẽ đồ thị công ta cần xây dựng điểm đường nén đường giản nở 1.1.4.1 Xây dựng đường cong áp suất đường nén: - Gọi Pnx Vnx , áp suất thể tích biến thiên theo trình giản nở động cơ.Vì trình nén trình đa biến nên: Pnx gVnx = const (1.1) ⇒ Pnx gVnx = Pc gVc n1 n1 V ⇒ Pnx = Pc g c ÷ Vnx i= Đặt Vnx Vc Pnx = , ta có: Pc i n1 - Để dễ vẽ ta tiến hành chia (1.2) Vh thành ε khoảng, i = 1,2,3,… ε 1.1.4.2 Xây dựng đường cong áp suất đường giản nở: Pgnx , Vgnx - Gọi áp suất thể tích biến thiên theo trình giản nở động Vì trình giản nở q trình đa biến nên ta có: Pgnx gVgnx = const (1.3) Lớp 16KTTT Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 ⇒ Pgnx gVgnx n = Pz gVz Pgnx = Pz g( ⇒ ⇒ Pgnx = Vz = ρ gVc Ta có: i= Vgnx Đặt Pgnx = Vc , ta có: Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh Pz n2 Vgnx ÷ Vz Vz n ) Vgnx = Pz n2 Vgnx ÷ ρ gVc Pz gρ n i n2 (1.4) thành ε khoảng ,khi i = 1,2,3,… ε 1.1.4.3 Biểu diễn thơng số: - Biểu diễn thể tích buồng cháy: Chọn : ⇒ µv = ⇒ Vcbd = 10 , 15 , 20 (mm) 10 (mm) dm3 Vc 6.885 = = 0.6885 ÷ Vcbd 10 mm Vhbd = Giá trị biểu diễn thể tích là: - Biểu diễn áp suất cực đại: ⇒ Vcbd = µv = pzbd = Vh 96.3905 = = 140 µvc 0.6885 160 ÷ 220 (mm) Chọn: pz 8.2 MN = = 0.0513 ÷ pzbd 160 m gmm Lớp 16KTTT (mm) pzbd = 160 (mm) Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 - Về giá trị biểu diễn ta có đường kính vòng tròn Brick AB giá trị biểu diễn ⇒ µs = Vh , nghĩa giá trị biểu diễn AB = Vhbd (mm) S 0.58 = = 0.004143 Vhbd 140 (m / mm) oo 'bd = - Giá trị biểu diễn OO’: oo ' λ S gλ = Rg = = 8.75 µs 2gµs 4gµ S (mm) 1.1.4.4 Lập bảng xác định điểm đường nén đường giản nở: Bảng 1-1: Xác định giá trị thực đường nén đường giản nở Đường nén V Vc ρVc Vc Vc Vc Vc Vc Vc Vc i V (dm ) i n1 i n1 Đường giản nở pc i n1 in2 ( MN / m ) i n2 pz gρ n in2 ( MN / m ) 6.885 1 5.573 1 8.2 9.639 1.575 0.635 3.538 1.533 0.652 8.20 13.770 2.549 0.392 2.186 2.412 0.414 5.213 20.655 4.406 0.226 1.264 4.036 0.247 3.115 27.540 6.498 0.154 0.857 5.816 0.172 2.161 34.425 8.782 0.114 0.634 7.721 0.129 1.628 41.310 11.23 0.089 0.496 9.733 0.103 1.291 48.195 13.83 0.072 0.403 11.83 0.084 1.062 55.080 16.56 0.060 0.336 14.02 0.071 0.896 Lớp 16KTTT Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 Vc Vc 10 Vc 11 Vc 12 Vc 13 Vc 14 Vc 15 61.965 19.42 0.052 0.287 16.28 0.061 0.772 10 68.850 22.38 0.045 0.248 18.62 0.054 0.675 11 75.735 25.46 0.039 0.218 21.02 0.047 0.598 12 82.620 28.63 0.035 0.194 23.47 0.043 0.535 13 89.505 31.90 0.031 0.174 25.98 0.038 0.484 14 96.390 35.26 0.028 0.158 28.55 0.035 0.44 15 103.27 38.70 0.025 0.144 31.16 0.032 0.403 Bảng 1-2: Xác định giá trị biễu diễn áp suất đường nén đường giản nở Giá trị vẽ Vx (mm) Pnx (mm) Pgnx ( mm) P0 x (mm) 10 14 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 108.64 68.97 42.62 24.65 16.72 12.37 9.67 7.85 6.56 5.59 4.85 4.27 3.79 3.41 3.08 2.81 159.84 159.86 101.63 60.73 42.13 31.73 25.17 20.71 17.47 15.05 13.16 11.66 10.44 9.43 8.58 7.87 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.1.4.5 Xác định điểm đặc biệt: - Điểm a (Va ; pa): Lớp 16KTTT Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 Va = 103.27 (dm3) ⇒ Vabd = 150 (mm) pa = 0.144 (MN/m2) ⇒ pabd = 2.81 (mm) ⇒a (150 ; 2.81) - Điểm b (Vb; pb): Vb = Va = 103.27 (dm3) ⇒ Vbbd = 150 (mm) pb = 0.403 (MN/m2) ⇒ pbbd = 7.87 (mm) ⇒b (150 ;7.87) - Điểm c (Vc ;Pc): Vc = 6.885 (dm3) ⇒ Vcbd = 10 (mm) pc = 5.573 (MN/m2) ⇒ pcbd = 108.64 (mm) ⇒c (10 ; 108.64) - Điểm bắt đầu trình nạp r(Vc;Pr): Vc = 6.885 (dm3) ⇒ Vcbd = 10 (mm) prbd = pr = 0.149 (MN/m2) ⇒ pr 0.149 = = 2.92 µ p 0.0513 (mm) ⇒r (10 ; 2.92) - Điểm y (Vc ; Pz): Vc = 6.885 (dm3) ⇒ Vcbd = 10 (mm) pz = 8.2 (MN/m2) ⇒ pzbd= 159.84 (mm) ⇒y (10 ; 159.84) - Điểm áp suất cực đại lý thuyết z (Vc, Pz): ρVc = 9.639 (dm3) ⇒ρVcbd = 14 (mm) pz = 8.2 (MN/m2) ⇒ pzbd = 159.84 (mm) ⇒ z (14 ; 159.84) Lớp 16KTTT Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 1.1.4.6 Vẽ hiệu chỉnh đồ thị công : - Từ bảng giá trị biểu diễn ta tiến hành vẽ đường nén đường giản nở - Vẽ vòng tròn đồ thị Brick để xác định điểm đặc biệt : + Điểm phun sớm : c’ xác định từ Brick ứng với ϕ s = 27° + Điểm mở sớm xupáp nạp r’: xác định từ đồ thị Brick ứng với α1 = 47° + Điểm đóng muộn xupáp thải r’’: xác định từ đồ thị Brick ứng với α = 28° + Điểm đóng muộn xupáp nạp a’: xác định từ đồ thị Brick ứng với α = 35° + Điểm mở sớm xupáp thải b’: xác định từ đồ thị Brick ứng với α = 45° - Xác định điểm uốn trung gian: + Trên đường yz lấy điểm z” điểm áp suất cực đại thực tế: yz ′′ = + Trên đường cy lấy c” với: cc′′ = cy = 17.07(mm ) bb′′ = + Trên đoạn ab lấy b” với: yz = 2(mm) ba = 2.53( mm) - Sau có điểm đặc biệt thieo giá trị biểu diễn tiến hành vẽ đường thải đường giản nở - Tiến hành bo hiệu chỉnh hai điểm z” b” cách: + Nối điểm c’, c”, z” với đường nén,đường giản nở thành đường cong liên tục điểm chết điểm chết Lớp 16KTTT Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 + Ta nối b’, b” nối đường giản nở tiếp xúc với đường thải Khi ta nhận đồ thị cơng hiệu chỉnh Hình 1-1: Đồ thị cơng P = f(v) - Đồ thị Brick - Đồ thị lực qn tính –Pj = f(x) 1.2 Tính tốn xây dựng đồ thị động học động lực học: Mục đích tính tốn động học động lực học khuỷu trục truyền: - Thiết lập quy luật chuyển động piston truyền sở biết quy luật chuyển động khuỷu trục với giả thiết trục quay với vận tốc góc ω = const Lớp 16KTTT 10 Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 2.2.7 Cơ Cấu Phân Phối Khí: Hệ thống phân phối khí động YANMAR 6LY3 hệ thống phân phối khí dùng xupap trục cam dẫn động từ trục khủyu thông qua bánh trung gian Loại có kết cấu đơn giản làm việc tất tốt Phương án bố trí bố trí xupap treo có nhiều ưu điểm: buồng cháy nhỏ gọn, diện tích truyền nhiệt nhỏ nên giảm tổn thất nhiệt; dạng đường nạp nên giảm sức cản khí động tăng tiết diện lưu thơng dịng khí nên tăng hệ số nạp Hình 2-8: Sơ đồ cấu phân phối khí động YANMAR 6LY3 Lớp 16KTTT 53 Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 Hình 2-9: Trục cam động YANMAR 6LY3 1.Trục cam 2.Cần đẩy 3.Bộ phận truyền động 4.Bạc trục cam 5.Bánh rang trục cam 6.Ổ chặn Bảng 2-2: Bảng giá trị tiêu chuẩn xupap Đường kính xupap Tiêu chuẩn Nạp 7.960-7.975 7.9 Thải 7.955-7.970 7.9 Giới hạn Hình 2-10: Xupap dung động YANMAR 6LY3 PHẦN III: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU Lớp 16KTTT 54 Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 3.1 Tổng Quan Về Hệ Thống Nhiên Liệu: 3.1.1 Nhiệm Vụ: - Chứa nhiên liệu trữ,đảm bảo cho động hoạt động liên tục khoảng thời gian quy định - Lọc nước lẫn tạp chất học lẫn nhiên liệu - Cung cấp lượng nhiên liệu cần thiết cho chu trình tương ứng với chế độ quy định động - Cấp nhiên liệu đồng vào xilanh theo thứ tự làm việc - Phun tơi phân bố nhiên liệu thể tích buồng cháy 3.1.2 Yêu Cầu: - Đảm bảo lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình điều chỉnh theo tải động - Chùm nhiên liệu phải phân tán thành hạt nhỏ,đồng dứt khoát - Phải làm việc ổn định tốc độ vòng quay nhỏ - Phải làm việc tin cậy tất chế độ - Tuổi bền cao cặp lắp ghép xác bơm cao áp, vịi phun 3.2 Hệ Thống Nhiên Liệu Động Cơ 6LY3: 3.2.1 Sơ Đồ Nguyên Lý Hệ Thống Nhiên Liệu Động Cơ 6LY3: Lớp 16KTTT 55 Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 Hình 3-1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động 6LY3 Bơm cao áp; Đường ống cao áp; Vòi phun; Đường dầu hồi; Bầu lọc - Trên sơ đồ gồm có: thùng chứa dầu,bơm nhiên liệu,bầu lọc dầu,bơm cao áp(bơm bosch PE), đường ống cao áp,vòi phun đường dầu hồi - Nguyên lý hoạt động: Nhiên liệu bơm chuyển nhiên liệu hút lên qua đường ống thấp áp đến bầu lọc tinh,sau lọc nhiên liệu đưa đến bơm cao áp sau nhiên liệu bơm cao áp bơm lên vịi phun qua đường ống cao áp,sau phun xong theo trình định dầu thừa bơm cao áp vòi phun đưa bầu lọc sau hồi thùng chứa dầu 3.2.2 Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Các Bộ Phận Chính: 3.2.2.1 Bơm nhiên liệu: - Bơm nhiên liệu loại bơm cánh gạt đặt gắn liền với bơm cao áp, loại bơm sinh tiếng ồn rung động so với loại đường ống Các chi tiết bơm bao gồm: Mơ tơ, hệ thống bơm nhiên liệu, van chiều, van an toàn lọc gắn liền thành khối Lớp 16KTTT 56 Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 Hình 3-2: Bơm nhiên liệu động 6LY3 - Bơm nhiên liệu hoạt động động chạy Ðiều tránh cho nhiên liệu không bị bơm đến động trường hợp khóa điện bật ON động chưa chạy 3.2.2.2 Bầu lọc nhiên liệu: - Lọc nhiên liệu lọc tất chất bẩn tạp chất khác khỏi nhiên liệu Nó lắp phía có áp suất cao bơm nhiên liệu Ưu điểm loại lọc thấm kiểu dùng giấy giá rẻ, lọc Hình 3-3: Bầu lọc nhiên liệu động 6LY3 Lớp 16KTTT 57 Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 Hình 3-4: Mặt cắt hình chiếu đứng động 6LY3 - Tuy nhiên loại lọc có nhược điểm tuổi thọ thấp 3.2.2.3 Vòi Phun: - Vòi phun động 6LY3 loại vịi phun đầu dài, thân vịi phun có cao su cách nhiệt giảm rung cho vòi phun, ống dẫn nhiên liệu đến vòi phun nối giắc nối nhanh - Vòi phun điều khiển phun phù hợp cho chu trình,lượng phun nhiên liệu quy định theo tiêu chuẩn hợp lý phun nhiên liệu vào buồng cháy Hình 3-5: Mặt cắt vịi phun động 6LY3 Lớp 16KTTT 58 Tính Toán Thiết Kế Động Cơ D46-0419 3.2.2.4 Bơm cao áp (Bơm Bosch PE): - Bơm cao áp dãy gồm hay nhiều tổ hợp bơm xếp thành hay nhiều dãy,mỗi tổ bơm đàm nhận việc cấp nhiên liệu cho xilanh.Do tổ bơm cung cấp nhiên liệu cho xilanh nên động có nhiều xilanh có nhiều tổ bơm tương ứng với số xilanh động - Mỗi tổ bơm cao áp dãy có chi tiết bản: piston, xilanh, trục cam, đội, lò xo van cao áp.Chi tiết quan trọng tổ hợp bơm cặp pistonxilanh bơm Lớp 16KTTT 59 Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 Hình 3-6: Bơm cao áp động 6LY3 Lớp 16KTTT 60 Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 Hình 3-7: Mặt cắt bơm cao áp động 6LY3 3.3 Tính Tốn Hệ Thống Nhiên Liệu Diesel: 3.3.1 Tính lượng nhiên liệu cấp cho chu trình cơng tác: - Khi biết cộng suất thiết kế động cơ,số xilanh,số vịng quay suất tiêu hao nhiên liệu thể tích nhiên liệu cung cấp cho xilanh cho chu trình chế độ thiết kế tính: g e ×N e ×τ ×10−3 m Vct = 120 ×n ×i ×ρ nl - Trong đó: Ne ge Vct : Công suất động cơ, [kW] : Suất tiêu hao nhiên liệu có ích, [g/(kW.h)] : Thể tích nhiên liệu cung cấp cho chu trình, [m3] Lớp 16KTTT 61 Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 ρ nl τ : Khối lượng riêng nhiên liệu, [g/dm3] : Số kỳ động n : Số vòng quay động cơ, [vg/ph] i : Số xilanh động 3.3.2 Tính tốn vòi phun: - Những thơng số vòi phun phải đảm bảo tốc độ phun nhiên liệu thích hợp đạt áp suất phun cần thiết Để tính tốn xem vịi phun khảo sát vịi phun kín tiêu chuẩn, lưu lượng phun nhiên liệu trung bình vịi phun: Qp = Vct Vct = ×6h ∆t ϕ p - Trong đó: Vct : Lượng nhiên liệu cấp cho chu trình động hoạt động chế độ thiết kế ϕp : Khoảng thời gian cấp nhiên liệu theo góc quay trục khuỷu thực tế khoảng 10 ÷ 25° 3.3.3 Tính tốn bơm cao áp (Bơm Bosch PE): - Để đảm bảo lượng nhiên liệu cấp cho vòi phun ổn định khắc phục tổn thất bơm lượng nhiên liệu nhánh bơm cao áp cung cấp cho xilanh chu trình lớn lượng nhiên liệu cấp cho xilanh chu trình có th ly: Vb = ( 2.5 ữ 3.2 ) ìVct Lớp 16KTTT 62 Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 - Đối với nhánh bơm: Vb = - Trong : db π ×db π ×db h ×h = × 4 db Đường kính piston bơm cao áp, [mm] h Hành trình có ích cực đại piston, [mm] với h/d b= (1÷1.7) LỜI NÓI ĐẦU Những năm gần đây, kinh tế Việt Nam phát triển mạnh Bên cạnh kỹ thuật nước ta bước tiến Để góp phần nâng cao trình độ kỹ thuật, đội ngũ kỹ thuật ta phải tự nghiên cứu chế tạo yêu cầu cấp thiết Có ngành tàu thủy nước ta phát triển Đây lần em vận dụng lý thuyết học, tự tính tốn động học, động lực học tính tốn thiết kế hệ thống nhiên liệu động theo thông số kỹ thuật Trong q trình tính tốn em giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Văn Triều thầy môn động lực, lần đầu làm đồ án mơn học nên gặp nhiều khó khăn khơng tránh khỏi sai sót, em mong xem xét giúp đỡ bảo thầy để thân ngày hoàn thiện kiến thức kỹ thuật Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thưc Lớp 16KTTT 63 Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 MỤC LỤC PHẦN I: PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG CÁC BẢN VẼ ĐỒ THỊ 1.1 ĐỒ THỊ CÔNG 1.1.1 Các Thông Số Cho Trước 1.1.2 Các Thông Số Chọn .2 1.1.3 Các Thông Số Tính 1.1.4 Vẽ Đồ Thị Công .3 1.1.4.1 Xây dựng đường cong áp suất đường nén 1.1.4.2 Xây dựng đường cong áp suất đường giản nở .4 1.1.4.3 Biểu diễn thông số 1.1.4.4 Bảng xác định điểm đường nén đường giản nở .5 1.1.4.5 Xác định điểm đặc biệt 1.1.4.6 Vẽ hiệu chỉnh đồ thị công 1.2 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC 1.2.1 Xây Dựng Đồ Thị Động Học 10 1.2.1.1 Xác định x piston phương pháp đồ thị Brick 10 1.2.1.2 Xác định vận tốc v piston phương pháp đồ thị 13 1.2.1.3 Xác định gia tốc j piston đồ thị Tôle 15 1.2.2 Xây Dựng Đồ Thị Động Lực Học 16 1.2.2.1 Đồ thị lực quán tính –pj=f(x) 16 Lớp 16KTTT 64 Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 1.2.2.2 Đồ thị khai triển pkt,pj,p1-α 18 1.2.2.3 Đồ thị T,Z,N-α 22 1.2.2.4 Đồ thị ∑T −α 28 1.2.2.5 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu .31 1.2.2.6 Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to truyền 33 1.2.2.7 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu 37 1.2.2.8 Đồ thị khai triển Q(α) 40 PHẦN II: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 44 2.1 CHỌN ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 44 2.2 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ 6LY3 45 2.2.1 Nắp Máy 45 2.2.2 Thân Máy .46 2.2.3 Cácte 46 2.2.4 Nhóm Piston, Xilanh, Thanh Truyền, Trục Khuỷu .46 2.2.4.1 Piston 46 2.2.4.2 Xilanh 49 2.2.4.3 Thanh Truyền .49 2.2.4.4 Trục Khuỷu 50 2.2.5 Hệ Thống Bôi Trơn 50 2.2.6 Hệ Thống Làm mát 52 Lớp 16KTTT 65 Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 2.2.7 Cơ Cấu Phân Phối Khí 53 PHẦN III: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 55 3.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU .55 3.1.1 Nhiệm Vụ .55 3.1.2 Yêu Cầu 55 3.2 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 6LY3 55 3.2.1 Sơ Đồ Hệ Thống Nhiên Liệu Động Cơ 6LY3 .55 3.2.2 Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Các Bộ Phận Chính 56 3.2.2.1 Bơm nhiên liệu 56 3.2.2.2 Bầu lọc nhiên liệu .57 3.2.2.3 Vòi phun .58 3.2.2.4 Bơm cao áp (Bơm Bosch PE) .59 3.3 TÍNH TỐN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL 60 3.3.1 Tính Lượng Cấp Nhiên Liệu Cho Một Chu trình 60 3.3.2 Tính Tốn Vịi Phun 61 3.3.3 Tính Toán Bơm Cao Áp 61 Lớp 16KTTT 66 Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46-0419 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế: “Kết cấu tính tốn động đốt trong” Hà Nội; 1995 [2] Nguyễn Tất Tiến: “Nguyên lý động đốt trong” Hà Nội: NXB Giáo Duc; 2003 [3] Trần Văn Nam, Dương Việt Dũng: “Cung cấp nhiên liệu động đốt trong” Hà Nội: NXB Khoa học kỹ thuật; 2014 [4] Ninh Đức Tốn: “Sổ tay dung sai lắp ghép” Hà Nội: NXB Giáo Dục; 2005 [5] Catalog Động Cơ “YAMMAR 6LY3” Lớp 16KTTT 67 ... định kết cấu ổ trục trạng thái bề mặt Lớp 16KTTT 43 Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46- 0419 PHẦN II: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 2.1 Chọn Động Cơ Tham Khảo: Sau nhận đồ án thiết kế. .. vở, internet,… không đủ điều kiện để thiết kế chế tạo động D46- 0419 Em chọn động mẫu động 6LY3 với thông số kết cấu giống với thông số kết cấu động thiết kế mà đề cho Ngoài xét điều kiện hệ thống... chuyển động khuỷu trục với giả thiết trục quay với vận tốc góc ω = const Lớp 16KTTT 10 Tính Tốn Thiết Kế Động Cơ D46- 0419 - Xác định giá trị thay đổi lực xuất thành phần chuyển động cấu động làm