Tính toán thiết kế động cơ đốt trong (DSV6 0316)

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ 1 1.1. CÁC THÔNG SỐ TÍNH 1 1.2. ĐỒ THỊ CÔNG 2 1.2.1. Các thông số xây dựng đồ thị 2 1.2.2. Cách vẽ đồ thị 5 1.3. ĐỒ THỊ BRICK 7 1.3.1. Phương pháp 7 1.3.2. Đồ thị chuyển vị 8 1.4. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VẬN TỐC V(α) 9 1.4.1. Phương pháp 9 1.4.2. Đồ thị vận tốc V(α) 10 1.5. ĐỒ THỊ GIA TỐC 11 1.5.1. Phương pháp 11 1.5.2. Đồ thị gia tốc j = f(x) 11 1.6. VẼ ĐỒ THỊ LỰC QUÁN TÍNH 13 1.6.1. Phương pháp 13 1.6.2. Đồ thị lực quán tính 13 1.7. ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN: PKT, PJ, P1 – α 15 1.7.1. Vẽ Pkt – α 15 1.7.2. Vẽ Pj – α 15 1.7.3. Vẽ p1 – α 15 1.7.4. Đồ thị khải triển Pkt, Pj, P1 – α 16 1.8. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ T, Z, N – α 18 1.8.1. Sơ đồ lực tác dụng lên cơ cấu trục khủy thanh truyền 18 1.9. ĐỒ THỊ ∑T – α 24 1.10. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TÁC DỤNG LÊN CHỐT KHUỶU 25 1.11. ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN Q(α) 27 1.12. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TÁC DỤNG LÊN ĐẦU TO THANH TRUYỀN 30 1.13. ĐỒ THỊ MÀI MÒN CHỐT KHUỶU 32 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CHUNG ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 35 2.1. CHỌN ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 35 2.2. GIỚI THIỆU CHUNG. 36 2.3.CÁC CƠ CẤU VÀ HỆ THỐNG TRONG ĐỘNG CƠ SA6D140E3. 36 2.3.1. Hệ thống làm mát 36 2.3.2 Hệ thống bôi trơn. 37 2.3.3 Cơ cấu phân phối khí 39 2.3.4 Cơ cẩu trục khuỷu thanh truyền. 40 2.3.5. Hệ thống nhiên liệu 42 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ 44 3.1. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 44 3.2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC 44 3.3.TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ 45 3.3.1 Tỷ số truyền của cơ cấu phân phối khí: 45 3.3.2 Tiết diện lưu thông của xupap: 45 3.3.3 Xác định trị số “thời gian tiết diện”: 46 3.4. KẾT CẤU CỦA CÁC CHI TIẾT TRONG CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ 46 3.4.1 Xupap: 46 3.4.2 Đế xupap 47 3.4.3 Ống dẫn hướng xupap. 48 3.4.4 Lò xo xupap: 49 3.4.5 Con đội: 49 3.4.6 Trục cam phân phối khí: 50 3.4.7 Đũa đẩy 50 3.4.8 Đòn bẩy: 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ CÁC THÔNG SỐ TÍNH Các thông số cho trước Số xilanh i 6 Số kỳ τ 4 Cách bố trí Inline Tỷ số nén ε 16,3 Đường kính piston D 138 mm Hành trình piston S 163 mm Công suất cực đại Ne 306 Kw ứng với số vòng quay n 2060 vp Tham số kết cấu λ 0,26 Áp suất cực đại pz 9,2 MNm2 Khối lượng nhóm piston mpt 2,1 kg Khối lượng nhóm thanh truyền mtt 2,7 kg Góc phun sớm φs 10 độ Góc phân phối khí α1 17 độ α2 58 độ α3 40 độ α4 20 độ Hệ thống nhiên liệu CRDI Hệ thống bôi trơn Cưỡng bức cascte ướt Hệ thống làm mát Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng Hệ thống nạp Turbo Charger Intercooler Hệ thống phân phối khí 12 valve, OHV Các thông số cần tính toán Xác định tốc độ trung bình của động cơ: C_m=(S.n)30=(163.10(3).2060)30=11.193(ms) Trong đó: S (m) : Hành trình dịch chuyển của piston trong xilanh. N (vòngphút) : Tốc độ quay của động cơ. Do Cm > 9 ms nên động cơ là động cơ tốc độ cao hay động cơ cao tốc. Chọn trước: n1 = 1,35 n2 = 1,25

Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0316) MỤC LỤC Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0316) CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ 1.1 CÁC THƠNG SỐ TÍNH Các thơng số cho trước Số xilanh Số kỳ Cách bố trí Tỷ số nén Đường kính piston Hành trình piston Cơng suất cực đại ứng với số vòng quay Tham số kết cấu Áp suất cực đại Khối lượng nhóm piston Khối lượng nhóm truyền Góc phun sớm Góc phân phối khí Hệ thống nhiên liệu Hệ thống bôi trơn Hệ thống làm mát Hệ thống nạp Hệ thống phân phối khí Các thơng số cần tính tốn Xác định tốc độ trung bình động cơ: i τ In-line ε D S Ne n λ pz mpt mtt 16,3 138 163 306 2060 0,26 9,2 2,1 2,7 mm mm Kw v/p MN/m2 kg kg φs α1 α2 α3 α4 10 độ 17 độ 58 độ 40 độ 20 độ CRDI Cưỡng cascte ướt Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng Turbo Charger Intercooler 12 valve, OHV Trong đó: S (m) : Hành trình dịch chuyển piston xilanh N (vòng/phút) : Tốc độ quay động Do Cm > m/s nên động động tốc độ cao hay động cao tốc Chọn trước: n1 = 1,35 n2 = 1,25 + Áp suất khí cuối kỳ nạp: Chọn áp suất đường nạp (tăng áp tuabin khí): pk = 0,15 [MN/m2] Đối với động bốn kỳ tăng áp ta chọn: pa = (0,9 - 0,96)pk Vậy chọn: pa = 0,9pk = 0,135 [MN/m2] + Áp suất cuối kì nén: pc = pa.εn1 = 0,135.16,31,35 = 5.845 [MN/m2] Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0316) + Chọn tỷ số giãn nở sớm(động diesel): ρ = 1,3 + Áp suất cuối trình giãn nở sớm: + Thể tích cơng tác: π.D π.1,38 Vh = S [dm ] = 1,63 = 2,438[dm ] 4 + Thể tích buồng cháy: Vc = 2,458 Vh = 0,159[dm ] [dm ] = 16,3 − ε −1 + Vận tốc góc trục khuỷu: ω= π.n π ⋅ 2060 = = 215,72 30 30 [rad/s] + Áp suất khí sót (động cao tốc) chọn: Áp suất trước tuabin: pth = 0,97pk = 0,97.0,15 = 0,146 [MN/m2] Áp suất khí sót (chọn): pr = 1,07pth = 1,07.0,146= 0,16 [MN/m2] 1.2 ĐỒ THỊ CƠNG 1.2.1 Các thơng số xây dựng đồ thị a Các thông số cho trước Áp suất cực đại: pz = 9,2 [MN/m2] Góc phun sớm: φs = 10o Góc phân phối khí: α1 = 17o α2 = 58o α3 = 40o α4 = 20o b Xây dựng đường nén Gọi Pnx , Vnx áp suất thể tích biến thiên theo q trình nén động cơ.Vì trình nén trình đa biến nên: Pnx Vnxn1 = const ⇒ Pnx Vnxn1 = PC VCn1 V  PC  C  V ⇒ Pnx=  nx  n1 Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0316) V P i = nx Pnx = nC VC , ta có : i1 Đặt Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành ε khoảng , i = 1, , 3, …ε c Xây dựng đường giãn nở Gọi Pgnx , Vgnx áp suất thể tích biến thiên theo trình giãn nở động cơ.Vì trình giãn nở q trình đa biến nên ta có: Pnx Vnxn = const ⇒ n2 Pgnx V gnx = PZ VZn2 V  PZ  Z  V  ⇒ Pgnx=  gnx  n2 PZ  V gnx    VZ   ⇒ Pgnx = Ta có : VZ = ρ.VC Đặt i= PZ  Vgnx   ρ VC    n2 PZ ρ n2 Pgnx = n21 i V gnx VC = n2 , ta có : Để dể vẽ ta tiến hành chia Vh thành ε khoảng , i = 1, , 3, …ε d Biểu diễn thông số - Biểu diễn thể tích buồng cháy: Chọn Vcbd = 10 [mm] ⇒ μV = Vc Vcbd [dm /mm] = 0,159 = 0,0159 10 [dm3/mm] - Biểu diễn thể tích cơng tác: Vhbd = 2,438 Vh = = 153 μ V [mm] 0,0159 [mm] - Biểu diễn áp suất cực đại: pzbd = 160 - 220 [mm] Chọn pzbd = 200 [mm] ⇒ μp = pz 9,2 p zbd [MN/(m2.mm) => μ p = 200 = 0,046 [MN/(m2.mm)] Về giá trị biểu diễn ta có đường kính vịng tròn Brick AB giá trị biểu diễn Vh, nghĩa giá trị biểu diễn cửa AB = Vhbd Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0316) S  mm  µS = Vhbd  mm  =1,0653 [mm/mm] ⇒ , bd oo + Giá trị biểu diễn oo’: oo , = µ S [mm] Bảng 1.1: Bảng giá trị Đồ thị công động diesel Vx i 0,159 0,207 0,318 0,478 0,637 0,797 0,956 1,3 1,115 1,274 1,434 1,593 1,752 1,912 2,072 10 11 12 13 14 15 16 16,3 2.231 2.390 2.549 2.597 n1 i 1.425 2.549 4.407 6.498 8.782 11.233 13.831 16.564 19.419 22.387 25.461 28.635 31.902 35.259 38.701 42.224 43.297 Đường nén 1/in1 0.70174 0.39229 0.22692 0.15389 0.11387 0.08902 0.07229 0.06037 0.05149 0.04466 0.03927 0.03492 0.03134 0.02836 0.02583 0.02368 0.02309 n1 pn=pc/i 5.845 4.102 2.293 1.326 0.900 0.666 0.520 0.423 0.353 0.301 0.261 0.230 0.204 0.183 0.166 0.151 0.138 0.135 n2 i 1.388 2.378 3.948 5.657 7.477 9.391 11.386 13.454 15.588 17.783 20.033 22.335 24.685 27.081 29.52 32 32.752 Đường giãn nở 1/in2 pgn=pz*ρn2/in2 1.000 0.720 0.421 0.253 0.177 0.134 0.106 0.088 0.074 0.064 0.056 0.050 0.045 0.041 0.037 0.034 0.031 0.031 11.960 8.617 5.029 3.029 2.114 1.600 1.274 1.050 0.889 0.767 0.673 0.597 0.535 0.485 0.442 0.405 0.374 0.365 Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0316) 1.2.2 Cách vẽ đồ thị Xác định điểm đặc biệt: Hình 1.1: Các điểm đặc biệt cần xác định đồ thị công động diesel + Từ bảng giá trị ta tiến hành vẽ đường nén đường giản nở + Vẽ vòng tròn độ thị Brick để xác định điểm đặc biệt: - Điểm a (Va ; pa): Va = Vc+ Vh = 0,159 + 2,438=2,597 [dm3] ⇒ Vabd = 163 [mm] pa = 0,135 [MN/m2] ⇒ pabd = 0,135/0,046 = 2,9[mm] ⇒abd (163;2,9) - Điểm b (Vb; pb): Vb = Va = 2,5977 [dm3] ⇒ Vbbd = 163[mm] pb = 0,39 [MN/m2] ⇒ pbbd = 0,39/0,046 = 8,5 [mm] ⇒bbd (163;8,5) • Điểm phun sớm : c’ xác định từ Brick ứng với ϕs; • Điểm c(Vc;Pc) = c(10;127,1) • Điểm bắt đầu q trình nạp : r(Vc;Pr) => r(10; 3,5) • Điểm mở sớm xu páp nạp : r’ xác định từ Brick ứng với α1 • Điểm đóng muộn xupáp thải : r’’ xác định từ Brick ứng với α4 • Điểm đóng muộn xupáp nạp : a’ xác định từ Brick ứng với α2 • Điểm mở sớm xupáp thải : b’ xác định từ Brick ứng với α3 • Điểm y (Vc, Pz) => y(10; 200) Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0316) • Điểm áp suất cực đại lý thuyết: z (ρVc, Pz) => z(13; 200) • Điểm áp suất cực đại thực tế: z’’(ρ/2Vc, Pz) => z’’(11.5; 200) • Điểm c’’ : cc” = 1/3cy • Điểm b’’ : bb’’=1/2ba Bảng 1.2: Các điểm đặc biệt Giá trị thật V (dm3) 2.597 0.159 0.213 2.597 0.159 0.159 Giá trị vẽ Điểm p (MN/m ) V (mm) p (mm) a (Va, pa) 0.090 163 2.9 c (Vc, pc) 3.897 10 127.1 z (Vz, pz) 9.200 13 200 b (Vb, pb) 0.390 163 8.5 r (Vr, pr) 0.107 10 3.5 y(Vc, pz) 9.200 10 200 c’’ 10 151.4 b’’ 163 5.7 z''(ρ/2vc;pz) 0.186 9.200 12 200 Bảng 1.3: Các giá trị biểu diễn đường nén đường giãn nở Vx 10 13 20 30 40 50 60 70 80 90 10 11 12 13 14 15 pnén 127 89.2 49.8 28.8 19.6 14.5 11.3 9.2 7.7 6.5 Giá trị vẽ pgiản nở p0 200 2.2 200 109.3 65.8 45.9 34.8 27.7 22.8 19.3 16.7 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 5.7 14.6 2.2 5.0 12.9 2.2 4.4 11.6 2.2 4.0 10.5 2.2 3.6 9.6 2.2 3.3 8.8 2.2 Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0316) 16 3.0 8.1 2.2 16 2.9 7.9 2.2 + Sau có điểm đặc biệt tiến hành vẽ đường thải đường nạp , tiến hành hiệu chỉnh bo tròn hai điểm z’’ b’’ 1.3 ĐỒ THỊ BRICK 1.3.1 Phương pháp Hình 1.2: Phương pháp vẽ đồ Brick + Vẽ vịng trịn tâm O , bán kính R Do AD = 2R = S =163 [mm] Điểm A ứng với góc quay α=00(vị trí điểm chết trên) điểm D ứng với α=1800 (vị trí điểm chết dưới) - Chọn tỷ lệ xích đồ thị Brick: + Từ O lấy đoạn OO’ dịch phía ĐCD Hình 1.2 , với : Rλ 81,5.0,26 OO’ = = = 10,6 [mm] Giá trị biểu diễn : + Từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB , hạ M’C thẳng góc với AD Theo Brich đoạn AC = x Điều chứng minh sau: Rλ + Ta có : AC=AO - OC= AO - (CO’ - OO’) = R- MO’.cosα + Rλ + Coi : MO’ ≈ R + cosα Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0316) λ λ     R (1 − cos α ) + (1 − cos α )  = R (1 − cos α ) + (1 − cos 2α )  = x    ⇒ AC =  1.3.2 Đồ thị chuyển vị - Muốn xác định chuyển vị piston ứng với góc quay trục khuỷu α =10o, 20o, 30o, ta làm sau: từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB Hạ MC vng góc với AD Điểm A ứng với góc quay α=00(vị trí điểm chết trên) điểm D ứng với α=1800 (vị trí điểm chết dưới).Theo Brick đoạn AC = x - Vẽ hệ trục vng góc OSα, trục Oα biểu diễn giá trị góc trục OS biễu diễn khoảng dịch chuyển Piston Tùy theo góc α ta vẽ tương ứng khoảng dịch chuyển piston Từ điểm vòng chia Brich ta kẻ đường thẳng song song với trục Oα Và từ điểm chia (có góc tương ứng) trục Oα ta vẽ đường song song với OS Các đường cắt điểm Nối điểm lại ta đường cong biểu diễn độ dịch chuyển x piston theo α Bảng 1.4: Bảng giá trị đồ thị chuyển vị S = f(α) α(độ) λ cosα 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 0.9848 0.9397 0.866 0.766 0.6428 0.5 0.342 0.1736 -0.1736 -0.342 -0.5 -0.6428 -0.766 -0.866 -0.9397 -0.9848 -1 cos2α 0.9397 0.766 0.5 0.1736 0 -0.766 -0.9397 -1 -0.9397 -0.766 -0.5 -0.1736 0.1736 0.5 0.766 0.9397 x=R[(1-cosα)+λ/4(1-cos2α)] [mm] 0.000 1.558 6.154 13.570 23.449 35.329 48.696 62.982 77.627 92.095 105.924 118.728 130.196 140.105 148.307 154.728 159.325 162.081 163.000 xbd [mm] 1.5 5.8 12.7 22 33.2 45.7 59.1 72.9 86.4 99.4 111.4 122.2 131.5 139.2 145.2 149.6 152.1 153 Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0316) Hình 1.3: Đồ thị chuyển vị S = f(α) 1.4 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VẬN TỐC V(α) 1.4.1 Phương pháp - Chọn tỷ lệ xích: µv= ω.µs= 215,72.1,065 = 229,82 [mm/(s.mm)] - Vẽ vịng trịn tâm O có bán kính R1: R1= R.ω = 81,5.215,72 = 17581,4 [mm/s] - Giá trị biểu diễn R1 : R 1bd = R 17581,4 = = 76,5 μv 229,82 [mm] - Vẽ vòng tròn tâm O có bán kính R2: R2 = λ ⋅ R ⋅ ω 0,26 ⋅ 81,5 ⋅ 215,72 = = 2285,6 2 [mm/s] - Giá trị biểu diễn R2 là: R 2bd = R 2285,6 = = 9,945 μ v 229,82 [mm] - Chia nửa vòng tròn bán kính R1, vịng trịn bán kính R2 18 phần Như vậy, ứng với góc α nửa vịng trịn bán kính R1 vịng trịn bán kính R2  2α, 18 điểm nửa vịng trịn bán kính R1 điểm cách 10 vịng  trịn bán kính R2 điểm cách 20 10 Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống bôi trơn 1- Hộp te; 2- Lưới lọc; 3- Bơm dầu; 4- Van an toàn; 5- dầu làm nhờn; 6- Van nhiệt; 7- Lọc dầu; 8- Van an toàn; 9-Trục khuỷu; 10-ống phun dầu làm mát piston; 11- Piston; 12- Trục cam; 13- Con đội; 14- Dàn cầu mổ; 15- Xupap; 16- Hệ bánh phân phếi; 17- Tuabỉn tăng áp; 18- Bơm cao áp Nguyên lý làm việc sơ đồ hệ thống sau: Dầu từ cacte bơm hút cung cấp cho hệ thống Dầu sau qua bơm vào hai dòng Một dòng vào két làm mát dầu sau trở cacte Một dịng vào bầu lọc thơ cung cấp cho mạch dầu Từ mạch dầu có mạch dầu phụ đến bơi trơn cổ trục khuỷu, đầu to, chốt piston hai trục cam dẫn động cò mổ cấu phân phối khí Đe bơi trơn đầu nhỏ truyền làm mát piston người ta dùng ống phun dầu cưỡng Dầu sau bôi trơn chi tiết phần rơi xuống cacte, phần lại đến bầu lọc tinh Sau quay cacte Két làm mát có nhiệm vụ làm mát dầu nhiệt độ dầu vượt nhiệt độ cần thiết Sự điều khiển làm việc tự động nhờ van nhiệt 2.3.3 Cơ cấu phân phối khí Cơ cấu phân phối khí dùng để thực q trình thay đổi khí Thải khí thải khỏi xi lanh nạp đầy khơng khí vào xi lanh Cơ cấu phối khí động SA6D140E-3 sử dụng phương án bố trí xupap treo Động sử dụng 24 xupáp, gồm 12 xupáp thải 12 xupáp nạp để điều khiển việc nạp thải Để dẫn động xupáp, động dùng hai trục cam bố trí thân máy dẫn động từ trục khuỷu thông qua truyền xích Các xupáp bố trí thành hai dãy dọc theo thân máy, xupáp dẫn động tò trục cam thơng qua cị mổ Vị trí bố trí cị mổ xupáp hình 2.4 Hình 2.4 Sơ đồ vị trí bố trí cị mổ xu páp 1- Cam; 2- Con đội; 3- Đũa đẩy; 4- Trục cam; 5- Vít điều chỉnh; 6- Cị mổ; 7- vít điều chinh khe hở nhiệt; 8- Chén chặn; 9- Xu páp; 10- Ông dẫn hướng Trục cam bao gồm cổ trục để lắp vào nắp xylanh Bên trục cam 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 bơi trơn đến mặt cam Hình 2.5 giới thiệu kết cấu trục cam bố trí đường dầu bơi trơn cấu phân phối khí Hình 2.5 Sơ đồ kết cấu trục cam 2.3.4 Cơ cẩu trục khuỷu truyền Trục khuỷu chi tiết quan trọng nhất, có cường độ làm việc lớn giá thành cao động Trục khuỷu động SA6D140E-3 chế tạo khối liền, vật liệu chế tạo thép hợp kim, bề mặt làm việc gia cơng đạt độ bóng cao Thứ tự làm việc xi lanh - - - - - Bên trục khuỷu có khoan đường dầu bơi trơn Kết cấu trục khuỷu thể hình Hình 2.6 Sơ đồ kết cấu trục khuỷu 1- Rãnh then; 2- Lỗ dẫn dầu bôi trơn Trục khuỷu động SA6D140E-3 bao gồm cổ khuỷu chốt khuỷu Đầu trục khuỷu có phay hai rảnh then để lắp bánh dẫn động bơm cao áp, puly dẫn động bơm nước, máy phát bơm dầu trợ lực Bánh đà lắp đuôi trục khuỷu bulông Thanh truyền động SA6D140E-3 chế tạo thép hợp kim đặc biệt gồm có thành phàn Mn, Ni,Vơnfram, Tiết diện truyền có dạng chữ I Đầu to truyền chế tạo thành hai lắp ghép vào chốt khuỷu hai bulơng truyền Hình 2.7 Kết cấu truyền 1- Lổ hứng dầu; 2- Bạc lót đầu nhỏ truyền; 3- Lổ dẩn dầu bôi trơn; 4- Bu lơng truyền; 5- Bạc lót đầu to truyền Piston đúc hợp kim nhơm, khối lượng pittơng tương đối nhẹ Trên pittơng có rãnh để lắp xécmăng, có hai xécmăng khí xécmăng dầu Đỉnh piston khoét lõm hình ơmêga Dịng khí nạp vào có mức độ xoáy lốc cao tạo điều kiện tốt cho trình hồ trộn nhiên liệu Hình 2.8 Kết cấu piston Xécmăng chế tạo gang hợp kim Tiết diện xécmăng khí có dạng hình chữ nhật, miệng xécmăng cắt Chốt pittông chế tạo thép hợp kim Mặt bên chốt pittơng có dạng hình trụ rỗng Chốt pittông lắp tự bệ chốt đầu nhỏ truyền Sử dụng hai vịng khố để hãm hai đầu chốt pittông nhàm chống chuyển động dọc trục Chốt pittông bôi trơn phương pháp phun dầu từ lên qua ống nhỏ 2.3.5 Hệ thống nhiên liệu Hệ thống nhiên liệu có nhiệm vụ: Hệ thống nhiên liệu động chứa nhiên liệu dự trữ đảm bảo cho động hoạt động liên tục theo khoảng thời gian quy định Hệ thống nhiên liệu có nhiệm vụ lọc nước tạp chất học lẫn nhiên liệu, cung cấp lượng nhiên liệu cần thiết cho chu trình ứng với chế độ làm việc động Cung cấp nhiên liệu đồng vào xi lanh theo trình tự lam việc quy định động cung cấp vào xilanh lúc theo quy luật định Để đảm bảo chức trên, bầu lọc, bơm cung cấp nhiên liệu, thùng chứa hệ thống ống dẫn phải đảm bảo tốt đóng vai trị quan trọng bơm phân phối nhiên liệu Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động SA6D140E-3.Có dạng hình 2.10 Hình 2.10 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu 1- Thùng dầu; 2- Bơm cao áp; 2B- Bơm cao áp; 2C- Bơm tay; 2D- Bơm chuyển;2EVan chiều; 2F- Cảm biến; 2A- Nhánh bơm cao áp; 3- Lọc dầu; 4- Van an toàn; 5Van phân phối nhiên liệu; 6- Ống dầu hối +Van an toàn; 7- Đường dâu cao áp; 8- Vòi phun; 9- Bộ phận lảm mát dầu;10- Hệ thống điều khiển; l- Cảm biến Khác với hệ thống phun nhiên liệu diesel truyền thống trước vịi phun cung cấp nhiên liệu bơm cáo áp độc lập, bơm phân phối dẫn động động cung cấp nhiên liệu theo đường độc lập đến vịi phun Ở động SA6D140E-3 hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng công nghệ CRDI Với hệ thống nhiên liệu nhiên liệu tích trữ ống phân phối chung hay ống (Common rail) áp suất trì cấp độ cao bơm cao áp riêng Từ ống phân phối này, nhiên liệu phân phối tới vòi phun cao áp Với cải tiến này, so với động diesel hệ cũ hệ thống Common rail tạo áp suất phun tới 1350 bar số vịng tua máy thấp Việc tạo nhiên liệu có áp suất cao trì áp suất tốc độ động thay đổi đồng thời cung cấp lượng nhiên liệu vào tất vịi phun q trình phức tạp Đó q trình kết hợp làm việc nhịp nhàng phận sau, bơm cao áp, van điều chỉnh áp suất, ống phân phối, cảm biến áp suất nhiên liệu, van hạn chế áp suất, ECU Đầu tiên cảm biến áp suất gắn ống phân phối ghi nhận tình trạng áp suất nhiên liệu ống phân phối Sau gửi thơng tin áp suất nhiên liệu ống phân phối ECU tín hiệu điện ECU xử lý tín hiệu ECU vận hành van điều khiển áp suất làm việc cách hợp lý để giữ cho áp suất nhiên liệu ống phân phối khoảng giới hạn hợp lý Ngoài để giữ cho phận hệ thống nhiên liệu an tồn ống phân phối có gắn van giới hạn áp suất cuối ống phân phối CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ 3.1 NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ -Nhiệm vụ Thực q trình thay đổi khí Thải khí thải khỏi xylanh nạp đầy khí vào xylanh để động làm việc liên tục -Yêu cầu Đảm bảo thải nạp đầy Các xupap đóng mở phải thời điểm quy định Độ mở phải lớn để dịng khí dễ lưu thơng Các xupap phải kín khít, tránh để lọt khí q trình nén cháy giản nở Hệ thống phải làm việc êm dịu Hình 3.1 Sơ đồ ngun lí hệ thống phân phối khí 3.2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Cơ cấu phân phối khí động DSV6-0316 bao gồm chi tiết gồm: trục cam, đội, lăn, đũa đẩy, đòn bẩy(cò mổ), xupap, lò xo xupap chi tiết khác ống dẫn hướng xupap, chén chặn, móng ngựa Khi động hoạt động, trục khuỷu dẫn động trục cam phân phối khí thơng qua truyền bánh nghiêng, vấu cam quay tác dụng lên lăn, đội, thông qua đũa đẩy đẩy đầu cò mỗ lên, cò mỗ xoay quanh trục đưa đầu xuống, đẩy xupap xuống mở đường nạp đường thải theo thời điểm xả nạp khí 3.3.TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CỦA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ 3.3.1 Tỷ số truyền cấu phân phối khí: Hình 3.2 Sơ đồ tính tỉ số truyền cấu phân phối khí Tại thời điểm đó, tỷ số truyền cấu l cos ϕ i= x lc cosψ l Với x : chiều dài cánh tay đòn đòn bẩy bên tiếp xúc với xupap lc : chiều dài cánh tay đòn đòn bẩy bên tiếp xúc với đũa đẩy ϕ : góc tạo phương véc tơ vận tốc đội hình chiếu lên đường tâm đũa đẩy ψ :góc tạo phương vecto vận tốc vịng địn bẩy phía tiếp xúc với đũa đẩy hình chiếu lên đường tâm đũa đẩy Khi đội đũa đẩy, xupap bố trí thẳng đứng cánh tay địn bẫy nằm ngang tỉ số truyền l i= x lc =1.5 3.3.2 Tiết diện lưu thông xupap: Căn vào giả thuyết tính ổn định liên tục dịng khí ta xác định tốc độ dịng khí họng xupap: Vkn = Vp.Fp D2 = Vp i f h i.d h Trong đó: vkn tốc độ trung bình dịng khí qua họng đế xupap fh tiết diện lưu thông họng đế xupap dh đường kính họng xupap i số xupap tên xilanh i=1 Sn 163.10−3.2060 Vp = = 30 30 Vp vận tốc trung bình piston ( =11.19 m/s) Fp diện tích đỉnh piston Chọn vkn=80 m/s Từ rút đường kính họng xupap nạp: dhn = Vp.D 11,19.0,1382 = = 0, 051 Vkhn i 80.1 (m) = 51 (mm) Chọn đường kính họng xupap thải dht= 46 (mm) 3.3.3 Xác định trị số “thời gian- tiết diện”: Tốc độ dịng khí qua khe hẹp mặt côn nấm đế thường lớn từ 1.31.5 lần tốc độ dịng khí qua họng Vn = Vh t2 i ∫ fdt t1 Vn i ∫ fdt = V t2 t1 suy h = Vn = 1,4Vh = 1,4.80=112 m/s 112.1 112 = = 45939 π D π 0,1382.0,163 S 4 m s 3.4 KẾT CẤU CỦA CÁC CHI TIẾT TRONG CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ 3.4.1 Xupap: Xupap thường chia thành phần: Nấm xupap, Thân xupap Đuôi xupap -Nấm xupap: Nấm xupap dạng nấm có góc côn 45 cho xupap thải 30º cho xupap nạp đảm bảo khí lưu thơng dễ dàng kín khít với đế xupap Chiều rộng mặt nấm xupáp : b = (0,05 ÷ 0,12)dn Chọn chiều rộng mặt côn nấm xupáp nạp b = 0,05dn =0,05.51= 2,5 (mm) Chọn chiều rộng mặt côn nấm xupáp thải b = 0,07dt = 0,=3,22 (mm) Đường kính nấm xupáp nạp dn = 51 (mm) Đường kính nấm xupáp thải dt = 46 (mm) Ø10 , Ø9,5 Ø46 Hình 3.3 xupap Thường chịu lực khí thể lớn, chịu tải trọng nhiệt va đập với đế xupap nên dễ gây biến dạng Vì vật liệu chế tạo xupap thường thép có độ bền lớn thép croom, 40Cr9Si2 (xupap nạp) thép chịu nhiệt 40Cr10Si (xupap thải) -Thân xupap: Thân xupap có nhiệm vụ dẫn hướng tản nhiệt cho xupap Đường kính thân xupap dt=(0,16-0,25)dn Đường kính thân xupap nạp d=0,195.51=10 mm Đường kính thân xupap thải d=0,25.46=10mm -Đi xupap: Đi xupap có nhiều kiểu khác tất có nhiệm vụ định vị đĩa lò xo xupap sau lắp ráp 3.4.2 Đế xupap Đối với cấu phân phối khí xupap treo đường nạp đường thải bố trí nắp xi lanh Để giảm hao mòn cho nắp xilanh chịu lực va đập xupap người ta dùng đế xupap ép vào đường thải đường nạp Kết cấu đế xupap đơn giản, vịng hình trụ có vát với mặt để tiếp xúc với mặt côn nấm xupap Đế xupap làm thép hợp kim Chọn đường kính đế xupap nạp d 0n =47mm Chọn đường kính đế xupap thải d0t =42mm Chọn đường kính ngồi đế xuppap nạp d1n =56mm Chọn đường kính ngồi đế xuppap thỉa d1t =53mm Chiều dày đế nằm khoảng (0,08 ÷ 0,12 )d0 Chọn chiều dày đế xupáp nạp = 0,1.47= 4,7 (mm) Chọn chiều dày đế xupáp thải = 0,1.42= 4,2 (mm) Chiều cao đế xupap khoảng (0,18 ÷ 0,25)d0 Chọn chiều cao đế xupáp nạp = 0,2.47= 9,4 (mm) Chọn chiều cao đế xupáp thải = 0,25.42=8.4 (mm) Đường kính họng đế xupáp nạp d0n =47 (mm) Đường kính họng đế xupáp thải d0t =42 (mm) 42 53 Hình 3.4 Đế xupap 3.4.3 Ống dẫn hướng xupap Để dễ sửa chữa tránh hao mòn cho thân máy nắp xilanh chỗ lắp xupap, người ta lắp ống dẫn hướng xupap chi tiết máy Ống dẫn hướng có dạng hình trụ Khe hở thân xupáp nạp ống dẫn hướng (0,005 ÷ 0,01) dt =0,08.10=0,08(mm) Khe hở thân xupap thải ống dẫn hướng 0.06 Chiều dày ống thường vào khoảng 2(mm) Chiều dài ống dẫn hướng phụ thuộc vào đường kính chiều dài thân xupáp có trị số vào khoảng (1,75 − 2,5)d n Chiều dài ống dẫn hướng xupáp nạp: ln = 1,6.51=81,7 (mm) Chiều dài ống dẫn hướng xupáp thải: lt = 1,55.46=72 (mm) Đường kính ống dẫn hướng xupap nạp 10,2(mm) Đường kính ống dẫn hướng xupap thải 10,2(mm) Hình 3.5 Kết cấu ống dẫn hướng 3.4.4 Lị xo xupap: Lị xo xupap dùng để đóng kín xupap đế xupap, đảm bảo xupap chuyển động theo quy luật cam phân phối khí Lị xo chịu tải trọng đột ngột theo chu kỳ nên vật liệu chế tạo lò xo thường dùng thép có hàm lượng cacbon cao( thép hợp kim) 60Si2; 65Mn50Si2 Động DSV6-0316 dùng lò lo xupap, lò xo có bước xoắn thay đổi, hai đầu quấn sít mài phẳng để tránh tượng cộng hưởng làm việc Hình 3.6 Lị xo xupap 3.4.5 Con đội: Con đội chi tiết máy truyền lực trung gian phương pháp dẫn động xupap kiểu dáng tiếp, biến chuyển động quay vấu cam thành chuyển động tịnh tiến xupap Động DSV6-0316 sử dụng đội lăn Phía đội có lắp lăn để giảm ma sát tiếp xúc tình làm việc Do đội tiếp xúc với mặt cam lăn nên ma sát đội với cam ma sát lăn nên ma sát sinh đội cam nhỏ Hình 3.7 Con đội lăn 3.4.6 Trục cam phân phối khí: -Nhiệm vụ: Trục cam dùng để dẫn động xupap đóng mở theo quy luật Trục cam thường bao gồm phần cam nạp,cam thải cổ trục Ngoài trục cam cịn có cam dẫn động bơm cao áp bánh dẫn động bơm dầu Hình 3.8 Trục cam liền trục Kích thước cam chế tạo liền trục thường nhỏ đường kính cổ trục, loại cam thường lắp theo kiểu đút luồn qua ổ trục thân máy Trục cam cấu phân phối khí dẫn động gián tiếp, thường lắp ổ trục thân máy, số cổ trục thường (đối với động xilanh), tuân theo công thức Z=i+1 với i số xi lanh, z số cổ trục Để trục cam không dịch chuyển theo chiều dọc trục (khi trục cam, thân máy giãn nở), người ta thường dùng ổ chắn dọc trục 3.4.7 Đũa đẩy Đũa đẩy động DSV6-0316 dùng dài, rỗng dùng để truyền lực từ đội đến địn bẫy Hình 3.9 Đũa đẩy 3.4.8 Địn bẩy: Hình 3.10 Địn bẩy Địn bẫy chi tiết truyền lực trung gian, đầu tiếp xúc với đũa đẩy đầu tiếp xúc với đuôi xupap Khi trục cam nâng đội lên, đũa đẩy đẩy đầu đòn bẩy lên, đầu đòn bẩy nén lò xo xupap xuống mở xupap Do có địn bẫy nên xupap đóng mở theo pha phân phối khí Đầu tiếp xúc với đũa đẩy thường có vít điều chỉnh để điều chỉnh khe hở nhiệt, sau vít hãm đai ốc Đầu tiếp xúc với xupap thường có mặt tiếp xúc hình trụ tơi cứng, dùng vít để mòn dễ thay Đòn bẫy lắp trục rỗng đặt nắp máy, đòn bẫy có khoan lỗ dẫn dầu để bơi trơn bề mặt tiếp xúc đuôi xupap đũa đẩy Chiều dài hai đòn đẩy khác Chiều dài đòn bẩy xuppap thải dài đòn bẩy xupap nạp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Bình, Nguyễn Tất Tiến “Nguyên lý Động đốt trong” 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 D6GA tài liệu liên quan ... tỷ lệ xích : µT = µZ = µN = µp = 0,046 [MN/(m2.mm)] 19 Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0316) µα = [0/mm] 20 Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0316) Bảng 1.6: Số liệu đồ thị T, N, Z-α Z Tbd Giá... 720 0.00 480 14.41 4.05 24 Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0316) Tính giá trị ∑ Ttb cơng thức: ∑ Ttb = 30 ⋅ N i π ⋅ R ⋅ FP ⋅ ϕ ⋅ n [N/m2] Trong đó: + Ni: công suất thị động Ni = Ne η m [kW] + ηm:... Vhbd Tính toán thiết kế động đốt (DSV6-0316) S  mm  µS = Vhbd  mm  =1,0653 [mm/mm] ⇒ , bd oo + Giá trị biểu diễn oo’: oo , = µ S [mm] Bảng 1.1: Bảng giá trị Đồ thị công động diesel Vx i 0 ,159