CHƯƠNG 2 (autosaved) (1)

CHƯƠNG 2: ĐỘNG CƠ Ô TÔ 2.1 Những vấn đề chung động ô tô 2.1.1 Phân loại động a Khái quát chung động Động loại máy có chức bién đổi dạng lượng thành Tuỳ thuộc vào dạng lượng đầu vào điện năng, nhiệt năng, thuỷ năng… người ta phân loại động thành động điện, động nhiệt, động thuỷ lực… Kể từ người phát minh kỹ thuật biến đổi lượng từ dạng sang dạng khác, mà chủ yếu biến thành sức lao động người giảm thiểu cách đáng kinh ngạc, suất lao động tăng vượt bậc Động đốt chiếm vai trò quan trọng trình giới hố sản suất lĩnh vực cơng, nơng, lâm, xây dựng, khai thác, hố chất, dầu mỏ Ngày nhiều loại động khác :động điện, tua bin khí, tua bin nước, động chạy nhiên liệu khí, lượng mặt trời nghiên cứu sản xuất Song thực tế chưa thể hoàn toàn thay động đốt dùng nhiên liệu lỏng ( xăng, diesel ) tinh chế từ dầu mỏ, đặc biệt loại động đốt ôtô máy kéo, máy xây dựng lý (giá thành chế tạo cao, không tiện dụng, không nhỏ gọn) b Phân loại động đốt * Theo phương pháp thực chu trình cơng tác - Động bốn kỳ loại động để hồn thành chu trình cơng tác piston thực hành trình trục khuỷu phải quay vòng - Động kỳ loại động để hồn thành chu trình cơng tác piston thực hành trình trục khuỷu phải quay vòng * Theo nhiên liệu sử dụng - Động chạy nhiên liệu lỏng(xăng,dầu hỏa, diesel, dầu mazut) - Động chạy nhiên liệu khí khí thiên nhên, khí nén, khí lị ga) - Động chạy nhiên liệu khí + lỏng - Động chạy nhiều loại nhiên liệu tức loại động chạy nhiều loại nhiên liệu lỏng khác từ nhẹ tới nặng * Theo phương pháp nạp chu trình cơng tác - Động không tăng áp - Động tăng áp * Theo tốc độ động - Động có tốc độ thấp (động thấp tốc), Vtb < 6,5 m/s - Động có tốc độ trung bình (động trung bình tốc), Vtb 6,5 ÷ m/s - Động cao tốc (động cao tốc), Vtb > m/s Với Vtb - tốc độ trung bình piston * Theo đặc điểm cấu tạo động + Theo số xylanh : - Động xylanh - Động nhiều xylanh + Theo cách phân bố xylanh : - Động có xylanh thẳng đứng - Động có xylanh nằm ngang - Động có xylanh hai hàng song song hay chữ V - Động có xylanh nhiều hàng - Động có piston đối đỉnh 2.1.2 Một số khái niệm động đốt a Cấu tạo chung Sơ đồ cấu tạo tê gọi chi tiết động diesel kỳ thể hình 2.1 Hình 2.1 Cấu tạo động diesel kỳ Lọc không khí Ống nạp 3- Xupap nạp Xylanh Piston 10 Xecmang 4- Xupap xả 5- Ống xả 6- Bình giảm 7- Nắp xylanh 11 Thanh truyền 12 Trục khuỷu 13 Cacte 14 Vòi phun nhiên liệu b Điểm chết, Điểm chết trên, điểm chết - Điểm chết: Vị trí vận tốc piston đổi chiều chuyển động piston - Điểm chết (ĐCT): Vị trí cấu truyền lực, piston cách xa trục khuỷu (đồng thời piston đổi chiều chuyển động từ lên thành chuyển động từ xuống) - Điểm chết (ĐCD): Vị trí cấu truyền lực, piston gần trục khuỷu nhất(đồng thời piston đổi chiều chuyển động từ xuống thành chuyển động từ lên) c Hành trình piston ( S ): Khoảng cách ĐCT ĐCD d Không gian công tác xylanh: Khoảng không gian bên xylanh giới hạn bởi: Đỉnh piston, nắp xylanh thành xylanh Thể tích không gian công tác xylanh(Va) thay đổi piston chuyển động e Buồng đốt (VC): Phần không gian công tác xylanh piston ĐCT f Dung tích cơng tác xylanh (VS ): Thể tích phần không gian công tác xylanh giới hạn hai mặt phẳng vng góc với đường tâm xylanh ΠD2 S D: Đường kính xylanh qua ĐCT , ĐCD : Trong : VS  S : Hành trình piston g Tỷ số nén(ε): Tỷ số thể tích lớn khơng gian cơng tác xylanh (Va) thể tích buồng đốt (Vc) ε Va VS  VC V   1 S VC VC VC + εđc xăng = - 14 + εđc diesel = 17 - 25 h Môi chất công tác (MCCT): Ở giai đoạn khác chu trình cơng tác, MCCT có thành phần, trạng thái khác gọi tên khác khí mới, sản phẩm cháy, khí thải, khí sót , hỗn hợp cháy, hỗn hợp khí cơng tác - Khí - (cịn gọi khí nạp) - khí nạp vào khơng gian cơng tác xylanh qua cửa nạp Ở động diesel, khí khơng khí ; động xăng, khí hỗn hợp khơng khí xăng - Sản phẩm cháy - chất tạo thành trình đốt cháy nhiên liệu không gian công tác xylanh, ví dụ : CO2 , H2O , CO , SO2 , NOx , v.v - Khí thải - hỗn hợp chất thải khỏi không gian công tác xylanh sau dãn nở để sinh Khí thải động đốt gồm có: Sản phẩm cháy, nitơ (N2) oxy (O2) cịn dư - Khí sót - phần sản phẩm cháy cịn sót lại khơng gian cơng tác xylanh sau cấu xả đóng hồn tồn - Hỗn hợp cháy (HHC): Hỗn hợp nhiên liệu không khí - Hỗn hợp khí cơng tác: Hỗn hợp nhiên liệu - khơng khí - khí sót i Q trình cơng tác: Q trình thay đổi trạng thái thành phần MCCT xylanh diễn giai đoạn chu trình cơng tác 2.1.3 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc động xăng diesel a Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc động xăng Kỳ hút Kỳ nén Kỳ nổ Kỳ xả Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc động xăng kỳ Để thực chu trình làm việc động trải qua bốn hành trình dịch chuyển piston, tương ứng với bốn kì, theo thứ tự: hút, nén, nổ, xả - Kỳ hút: Piston từ điểm chết ( ĐCT ) xuống điểm chết ( ĐCD ) Xupáp hút mở, xupáp xả đóng, tạo giảm áp xi lanh ( p = 0,75  0,85 at ) hút khí hỗn hợp ( xăng + khơng khí) vào xi lanh, nhiệt độ buồng đốt t  90 C  125 C - Kỳ nén: Hai xupáp đóng, piston từ ĐCD lên ĐCT, nén hỗn hợp khí Cuối kỳ nén áp suất nhiệt khí hỗn hợp tăng cao ( p  7 15 at ; t  350 C ) - Kỳ nổ: ( cháy – giãn nở – sinh công ): Khi piston lên đến gần ĐCT, hai xupáp đóng, lúc bugi đánh lửa, khí hỗn hợp nén bị đốt cháy giãn nở làm áp suất tăng cao ( p  35  40 at ) đẩy piston xuống làm quay trục khuỷu Nhiệt độ buồng đốt tăng cao t  2200  2500 C - Kỳ xả: Xupáp hút đóng, xupáp xả mở Piston từ ĐCD lên ĐCT đẩy khí thải ngồi Cuối kỳ xả, áp suất buồng đốt p  1,1 at ; t  300  400 C Tóm lại: Để động hồn thành chu trình làm việc, trục khuỷu quay hai vòng trục cam quay vịng Trong bốn kỳ có kỳ sinh cơng ba kỳ tiêu hao công b Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc động diesel Động diesel có chu trình làm việc tương tự động xăng kỳ Chu trình gồm kỳ, làm việc theo thứ tự: hút, nén, nổ, xả - Kỳ hút: Piston từ ĐCT xuống ĐCD xupáp hút mở, xupáp xả đóng, khơng khí hút vào xi lanh, áp suất nhiệt độ xi lanh thấp ( p  0,8  0,9 at ; t0  100 C ) Hình 2.3 Sơ đồ cấu tạo động diesel kỳ Nắp máy Thanh truyền Cò mổ 10 Bánh đà Vòi phun Xupáp nạp 5.Xupáp xả 11 Gối trục 12 Trục khuỷu 13 Bánh Xi lanh Piston 14 Trục cam 15 Bơm cao áp; Chốt piston 16 Con đội 17 Bầu lọc khơng khí - Kỳ nén: Piston từ ĐCD lên ĐCT, hai xupáp đóng khơng khí nén có áp suất nhiệt độ tăng cao ( p  30  40 at ; t  550  750 0C ) - Kỳ nổ ( cháy, giãn nở, sinh công): Gần cuối kỳ nén hai xupáp đóng, lúc nhiên liệu phun vào buồng đốt với áp suất cao ( p  150  250 at ), tơi, sương hồ trộn với khơng khí tạo thành khí hỗn hợp tự bốc cháy, làm áp suất nhiệt độ buồng đốt tăng cao ( p  650  750 at; t0  2000  2200 0C ), đẩy piston từ ĐCT xuống ĐCD, làm quay trục khuỷu - Kỳ xả: Xupáp xả mở, xupáp hút đóng Piston từ điểm chết lên điểm chết đẩy khí thải ngồi Cuối kỳ xả, áp suất buồng đốt p  1,1 at ; t  300  400 0C Tiếp theo trình làm việc lập lại 2.2 Cơ cấu trục khuỷu - truyền 2.2.1 Nhiệm vụ cấu tạo chung a Nhiệm vụ Cơ cấu trục khuỷu – truyền cấu động đốt Nó có nhiệm vụ sau: - Nhận truyền áp lực khí hỗn hợp thời kỳ sinh công, biến chuyển động thẳng tịnh tiến piston thành chuyển động quay trục khuỷu đưa công suất - Dẫn động cấu hệ thống khác động b Cấu tạo chung Cơ cấu gồm: + Nhóm trục khuỷu: Trục khuỷu, bánh đà, bạc lót + Nhóm truyền: Piston, xecmang (vịng găng), chốt piston, vịng hãm, truyền 2.2.2 Piston Hình 2.5 Cấu tạo piston A Đỉnh piston; B Đầu piston; C Thân; E Rãnh lắp vòng hãm; G Phần lõm bệ chốt; D Lỗ chốt piston; H Chốt piston a Nhiệm vụ - Tiếp nhận truyền áp lực khí cháy kỳ cháy giãn nở truyền cho truyền làm trục khuỷu quay - Nhận lực đẩy lực kéo trục khuỷu - truyền để thực kỳ hút, nén, xả - Cùng với vòng găng, xi lanh, nắp máy làm kín buồng đốt - Đóng, mở cửa hút, nạp, xả động xăng kỳ đóng, mở cửa nạp động diesel kỳ b Điều kiện làm việc- VËt liÖu chÕ t¹o - Chịu áp lực cao, nhiệt độ cao, biến đổi theo chu kỳ khí cháy xi lanh - Chịu lực quán tính lớn biến đổi - Bị va đập chịu lực biến đổi lớn - Bị ăn mịn hố học, bị mài mịn ma sát với vòng găng, chốt piston, xi lanh * Vật liệu chế tạo: + Thường làm hợp kim nhơm silic + Động diesel có số chế tạo gang c Cấu tạo Piston gồm phần: đỉnh (A), đầu(B) thân (C) ( phần dẫn hướng) * Đỉnh piston: Hình dáng đỉnh piston phù hợp với hình dáng buồng cháy Có bốn dạng thường dùng: Hình 2.6 Buồng đốt với đỉnh piston khác + Đỉnh (hình 2.5.c, hình 2.6.a): Dùng nhiều cho động xăng diesel có buồng cháy trước buồng cháy xoáy lốc; đơn giản, dễ chế tạo, diện tích truyền nhiệt bé, phải có gân tăng cường chịu lực đỉnh + Đỉnh lồi ( hình 2.6.b,c): Loại đỉnh thường dùng động xăng kỳ kỳ xupap treo, buồng cháy chỏm cầu.Độ cứng vững cao, không cần gân tăng cường Tạo xoáy lốc nhẹ kỳ nạp, bề mặt chịu nhiệt lớn, chế tạo khó + Đỉnh lõm ( hình 2.5.b ,2.6.d): Thường lắp động diesel Buồng đốt đỉnh piston có dạng omega, chỏm cầu … Có tác dụng tạo xoáy lốc pitton lên nén khơng khí buồng đốt + Đỉnh chứa buồng cháy : Thường gặp động diesel Đối với động dicsel có buồng cháy đỉnh piston, kết cấu buồng cháy phải thỏa mãn yêu cầu sau tùy trường hợp cụ thể: - Phải phù hợp với hình dạng buồng cháy hướng chùm tia phun nhiên liệu để tổ chức tạo thành hỗn hợp tốt (hình 2.6 e) - Phải tận dụng xốy lốc khơng khí q trình nén: Buồng cháy denta(hình 2.6 f), buồng cháy omega (hình 2.6 g), bung chỏy MAN(hỡnh 2.6 h) *) Đầu piston Đ-ờng kính đầu piston th-ờng nhỏ đ-ờng kính thân thân phần dẫn h-ớng piston Kết cấu đầu piston phải bảo đảm yêu cầu bao kín tốt Hình 2.7 Kết cấu dầu piston Đầu piston RÃnh xécmăng khí Lỗ thoát dầu RÃnh xécmăng dầu cho buồng cháy nhằm ngăn khí cháy lọt xuống cacte dầu dầu bôi trơn từ cacte sục lên buồng cháy Thông th-ờng ng-ời ta dùng xéc măng để bao kín Có hai loại xecmăng xecmăng khí để bao kín buồng cháy xecmăng dầu để ngăn dầu sục lên buồng cháy Số xéc măng tùy thuộc vào loại động cơ: Động xăng : - xecmăng khí, 1- xecmăng dầu, Động diesel cao tốc: - xecmăng khí, 1- xecmăng dầu, Động diesel tốc độ thấp: xecmăng khí, 1- xecmăng dầu *) Th©n piston cã nhiƯm vơ dÉn h-íng cho piston chun động xylanh Hình 2.8 Kết cấu thân piston Thân piston Vị trí lắp chốt hÃm piston BƯ chèt 2.2.3 Chèt piston a Vai trß Chèt piston lµ chi tiÕt nèi piston vµ trun Tuy cã kết cấu đơn giản nh-ng chốt piston có vai trò quan trọng để bảo đảm điều kiện làm việc bình th-ờng động b Điều kiện làm việc- Vật liệu chế tạo Chốt piston chịu lực va đập, tuần hoàn, nhiệt độ cao điều kiện bôi trơn khó khăn Chốt piston th-ờng đ-ợc chế tạo từ thép cacbon thép hợp kim có thành phần hợp kim nh- crôm, măng gan với thành phần cacbon thấp Để tăng độ cứng cho bề mặt - tăng sức bền mỏi - chốt đ-ợc thấm than, xianua hóa, cao tần đ-ợc mài bóng d Kết cấu kiểu lắp ghép Đa số chốt piston có kết cấu đơn giản nh- dạng trụ rỗng Các mối ghép chốt piston piston, truyền theo hệ trục để bảo đảm lắp ghép dễ dàng Trong thực tế có ba kiểu lắp ghép sau: Hình 2.9 Kiểu lắp chốt piston a Cố định đầu nhỏ truyền b Cố định bệ chốt - Cố định chốt đầu nhỏ truyền (hình 2.9 a) Khi chốt piston phải đ-ợc lắp tự bệ chốt Do giải vấn đề bôi trơn mối ghép với truyền lên thu hẹp bề rộng đầu truyền nh- tăng đ-ợc chiều dài bệ chốt, giảm đ-ợc áp suất tiếp xúc - mòn Tuy nhiên mặt phẳng chịu lực chốt thay đổi nên tính chịu mỏi - Cố định chốt piston bệ chốt (hình 2.9 b) Khi chốt phải đ-ợc lắp tự truyền Cũng giống nh- ph-ơng pháp trên, bôi trơn cho bệ chốt nên rút ngắn chiều dài bệ để tăng chiều rộng đầu nhỏ truyền, giảm đ-ợc áp suất tiếp xúc mối ghcp Tuy nhiên, mặt phẳng chịu lực chốt piston không thay đổi nên tính chịu mỏi chốt - Lắp tự hai mối ghép (hình 2.10 a) Hình 2.10 Lắp tự chốt piston Tại hai mối ghép kết cấu hÃm Khi lắp ráp, mối ghép chốt bạc đầu nhỏ truyền mối ghép lỏng mối ghép với bệ chốt mối ghép trung gian, có độ dôi (0,01 0,02) mm động ô tô máy kéo) Trong trình làm việc, nhiệt độ cao, piston hợp kim nhôm giÃn nhiều chốt piston thép, tạo khe hở mối ghép nên chốt piston tự xoay Khi đó, mặt phẳng chịu lực thay đổi nên chốt piston mòn chịu mỏi tốt Vì ph-ơng pháp đ-ợc dùng phổ biến Sau số ph-ơng án đ-ợc dùng thực tế Đối với bệ chốt th-ờng đ-ợc khoan lỗ để dẫn dầu xccmăng dầu gạt (hình 2.11 a) khoan lỗ hứng dầu (hình 2.11 b) Còn truyền, để bôi trơn ng-ời ta dùng lỗ hứng dầu (hình 2.11 c) bôi trơn c-ỡng kết hợp với làm mát đỉnh piston dầu cã ¸p st cao dÉn tõ trơc khủu däc theo thân truyền nh- đ-ợc dùng động ô tô IFA W50 ZLL 130 (hình 2.11 d e) Hình 2.11 Bôi trơn mối ghép chốt piston 2.2.4 Thanh truyền a Vai trò Thanh truyền chi tiết nối piston trục khuỷu guốc tr-ợt, biến chuyển động tịnh tiến pittong thành chuyển động quay trục khuỷu b Điều kiện làm việc 10 thông ống hút ( xả) với buồng đốt Khi cam quay tới vị trí thấp, xupáp đ-ợc đóng lại nhờ lực lò xo xupáp đẩy đẩy, đệm đẩy vị trí cũ tỳ vào bề mặt vấu cam VÝt ®iỊu chØnh dïng ®Ĩ ®iỊu chØnh khe hë nhiệt đuôi xupáp 2.4.4 Cấu tạo chi tiết a Trục cam *) Nhiệm vụ Điều khiển đóng, mở xupáp theo pha phân phối khí Dẫn động bơm xăng, bơm dầu nhờn trục chia điện ( động xăng có trục cam đặt thân máy ) *) Cấu tạo Trục cam gồm phần sau: vấu cam, bánh dẫn động bơm dầu chia điện, cổ trục, bánh cam bánh lệnh tâm dẫn động bơm xăng ( có động xăng ) Vấu cam: +Thời gian mở xupáp thuộc vào hình dạng vấu cam ( biên dạng ) Biên dạng cam gồm ba phần : Gót, s-ờn, đỉnh Phần tròn hình trụ gọi gót cam, mặt dốc dần gọi s-ờn cam, phần cao đỉnh cam +Thứ tự nổ động đ-ợc định cách bố trí vấu cam trục cam kết cấu trục khuỷu Cổ trục: +Đ-ợc đỡ ổ bạc liền, rời hai nửa ( động cỡ lớn ) loại bạc liền cổ trục có đ-ờng kính lớn chiều cao cam để tháo, lắp trục cam dễ dàng Bánh +Bánh +Bánh Téctolit, tốt +Trên cam : trục khuỷu đ-ợc làm thép trục cam đ-ợc làm gang hay nghiêng để ăn khớp êm dịu chịu tải trục có hạn chế độ dịch dọc trục cam 22 Hình 2.26 Tục cam Các cổ trục; Các vấu cam; Bánh dẫn động bơm dầu trục chia điện; Bánh lệch tâm dẫn động bơm xăng b Con đội ( đệm đẩy; nâng van ) * Nhiệm vụ Là chi tiÕt trung gian biÕn ®ỉi chun ®éng quay cđa trơc cam thành chuyển động tịnh tiến để đóng mở xupáp * Điều kiện làm việc, vật liệu cấu tạo Điều kiện làm việc: chịu nén ma sát với vấu cam lỗ dẫn h-ớng thân máy nắp xi lanh Vật liệu chế tạo: th-ờng làm thép đ-ợc cứng Có loại đội: đội khí đội thuỷ lực * Cấu tạo - Con đội khí: Con đội có dạng hình trụ, hay hình nấm, đáy đội có ổ lõm bán cầu, dùng làm mặt tỳ cho đẩy Mặt tiếp xúc với vấu cam đáy đội th-ờng làm phẳng dạng chỏm cầu với độ cong nhỏ, vấu cam chế tạo có độ côn nhỏ, kết cấu làm giảm độ mòn chỗ tiếp xúc đội vấu cam (hình 2.27) 23 Hình 2.27 Cấu tạo đội khí Con đội; 2.Thanh đầy; T¸n nÊm; èng dÉn h-íng A, B VÊu cam (Thuỳ cam) - Con đội thuỷ lực : Động ô tô đại th-ờng dùng đội thuỷ lực Khe hở nhiệt dẫn động xupáp đ-ợc tự động điều chỉnh nên động vận hành êm, tiếng khua gõ xupáp, giảm mài mòn phân dẫn động xupáp Hình 2.28 Con đội thủ lùc c Xup¸p ( NÊm, van ) * NhiƯm vụ Đóng, mở lỗ hút, xả thông với phần không gian xi lanh theo quy luật xác định pha phân phối khí động * Điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo Điều kiện làm việc: chịu nhiệt độ cao buồng đốt đặc biệt xupáp xả, chịu lực ma sát đóng, mở di tr-ợt ống dẫn h-ớng, khả bôi trơn bề mặt tiếp xúc xupáp, đế xupáp Xupáp nạp đ-ợc làm mát tốt xupáp xả Vật liệu chế tạo +Xupáp nạp: thép hợp kim Cr, Niken +Xupáp xả: thép hợp kim Cr, Si, hợp kim Stelít chịu mài mòn nhiệt độ cao * Cấu tạo 24 a) b) Hình 2.30 Cấu tạo xupáp Xu páp chia làm ba phần: Nấm (đầu xupáp), thân đuôi xupáp - Nấm xupáp: Có dạng hình côn phía đỉnh làm phẳng lõm, mặt vát nấm tiếp xúc kín với mặt vát đế xupáp (ổ đặt) góc vát th-ờng 450 hay 300 xupáp nạp động công suất lớn +Nấm xupáp có phần mép hình trụ có chiều dày đủ lớn để đảm bảo bền kích th-ớc sửa chữa +Đ-ờng kính nấm xupáp hút lớn đ-ờng kính nấm xupáp xả để đảm bảo hệ số nạp đầy Trên xe đại xi lanh động th-ờng bố trí van: van nạp van xả van: van nạp van xả để nạp đầy, xả - Thân xupáp : Có dạng hình trụ, gia công xác để lắp vào bạc dẫn h-ớng với khe hở nhỏ +Động công suất lớn thân xupáp xả đ-ợc làm rỗng chứa bột Nátri để nhanh truyền nhiệt làm mát ( hình 2.30 a) Khi xupáp chịu nhiệt độ cao Natri hoá lỏng chảy 97 0C chất lỏng Nátri tham gia vận chuyển nhiệt từ mặt nấm tới thân qua ống dẫn h-ớng, nắp n-ớc làm mát - Đuôi xupáp: Là phần nhận lực cò mổ, có tiện rÃnh tròn để lắp móng hÃm đế chặn lò xo Móng hÃm đ-ợc xẻ làm hai, mặt hình côn, đáy lớn Mặt đế đỡ lò xo mặt côn ăn khớp với mặt móng hÃm bóp chặt hai phần móng hÃm ngàm vào rÃnh 25 +Xupáp đ-ợc lắp ghép đậy kín với đế xupáp nắp máy nhờ ống dẫn h-ớng, lò xo xu páp, đế ®ì lß xo, mãng h·m 2.5 HƯ thèng cung cÊp nhiên liệu 2.5.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu động xăng 2.5.1.1 Nhiệm vụ, phân loại Tạo hỗn hợp đốt cho động cơ, đảm bảo l-ợng tỷ lệ khí hỗn hợp phù hợp với chế độ làm việc động Trên động xăng ngày th-ờng sử dụng hai ph-ơng pháp cung cấp nhiên liệu: ph-ơng pháp dùng chế hoà khí ph-ơng pháp phun xăng b Cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống cung cấp nhiên liệu động xăng dùng chế hòa khí * Hệ thống cung cấp nhiên liệu động xăng dùng chế hòa khí sử dụng gíc lơ Hình 2.31 Sơ đồ cấu tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu động xăng dùng chế hòa khí Bình chứa xăng Gíc lơ Lọc xăng Họng khuếch tán Bơm xăng B-ớm ga Buồng phao Trên hình 2.31 giới thiệu sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp nhiên liệu động xăng dùng chế hòa khí đơn giản điển hình Xăng đ-ợc vận chuyển c-ỡng hệ thống nhờ bơm nhiên liệu số (3) tự chảy 26 hệ thống bình chứa xăng đặt cao buồng phao đ-ờng ống Khi động làm việc, nhiên liệu từ bình chứa đ-ợc bơm hút qua lọc để lọc cặn bẩn, tạp chất học có nhiên liệu sau đ-ợc đ-a ®Õn buång phao (4) Trong buång phao cã c¬ cÊu van kim phao xăng để giữ cho mức xăng buồng phao đ-ợc ổn định Trong trình nạp, khôngkhí đ-ợc hút vào động qua họng khuếch tán (6) có tiết diện co hẹp Tại tác dụng độ chân không xăng đ-ợc hút qua gíc-lơ (5), gíc-lơ có tác dụng đảm bảo l-u l-ợng xăng nh- thiết kế Tại họng khuếch tán, nhiên liệu đ-ợc không khí xé tơi đồng thời bay hòa trộn tạo thành hỗn hợp nạp vào động L-ợng hỗn hợp vào động đ-ợc điều chỉnh nhờ b-ớm ga (7) để phù hợp với chế độ làm việc động c Cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống cung cấp nhiên liệu động xăng dùng hệ thống phun xăng L – Jetronic Hệ thống phun xăng L- Jetronic hệ thống phun xăng nhiều điểm, phun gián đoạn điều khiển điện tử Nguyên tắc hệ thống lưu lượng khơng khí nạp đo trực tiếp Trên đường ống nạp chung có van lật 1, van giữ lị xo xoắn Tín hiệu góc loch van lật tỷ lệ với lượng khơng khí nạp vơn kế (trên hình 2.32 thể tâm quay van lật) ghi nhận truyền đến điều khiển Lá cản có tác dụng giảm dao động cho van lật Xăng từ thùng chứa qua bơm điện 6, lọc tinh dẫn đến vòi phun Vòi phun van điện tử Bộ điều chỉnh áp suất giữ cho chênh ảp trước sau vịi phun khơng đổi Do đó, lượng nhiên liệu phun phụ thuộc vào thời gian mở vịi phun mà thơi 27 11 10 13 15 14 Bcd Hình 2.32 L- Jectronic 1, Lá van lật, Bộ điều khiển điện tử, Lá cản giảm chấn, Vòi phun điện tử, Thùng xăng, Bơm, Lọc, Bộ điều chỉnh áp suất, Công tắc, 10 Rơle nhiệt – thời gian, 11 Vòi phun khởi động, 12 Cảm biến nhiệt độ động cơ, 13 Bướm hỗn hợp , 14 Rơle nhiệt, 15 Đường bổ xung khơng khí Tất vịi phun động nhận tín hiệu xung từ điều khiển phun đồng thời Tín hiệu thường lấy từ cấu tạo xung bố trí với chia điện Do phun đồng thời nên xylanh có khác pha làm việc thời đIúm phun Điều ảnh hưởng đến tính làm việc đồng xylanh Để giảm bớt khác biệt này, trình phun thực hai lần chu trình động Để khởi động dễ dàng, giống hệ thống trình bày trên, vịi phun 11 thơng qua cơng tắc khởi động phun thêm lượng xăng vào đường ống nạp chung Rơle nhiệt- thời gian 10 điều khiển thời gian đóng – mở vịi phun khởi động 11 theo tín hiệu nhiệt độ động cơ, điều chỉnh lượng nhiên liệu phun thêm hỗ trợ khởi động Trong q trình hâm nóng máy, hệ thống trình bày trên, thơng qua tín hiệu nhiệt độ động cảm biến nhiệt 12, điều khiển tăng thời gian mở vòi phun để tăng lượng xăng phun Đồng thời, điều khiển thị cho rơle nhiệt 14 mở thêm đường khơng khí 15 Kết tăng lượng hỗn hợp trình độ Trên bướm ga 13 bố trí cơng tắc Khi động bị kéo, ví dụ, trường hợp tơ xuống dốc, bướm ga vị trí khơng tải tốc độ vịng quay động lúc lớn tốc độ vịng quay khơng tải Tín hiệu độ mở bướm ga tín hiệu tốc độ 28 dẫn đến điều khiển để cắt hoàn toàn nhiên liệu Khi động làm việc chế độ tải lớn, bướm ga mở to, nhờ cơng tắc hỗn hợp làm đậm để động phát công suất cao Do lưu lượng khơng khí nạp trực tiếp nên chất lượng hỗn hợp không phụ thuộc vào tình trạng hao mịn động sai khác động phạm vi dung sai chế tạo d So sánh hệ thống phun xăng hệ thống dùng chế hồ khí Hệ thống nhiên liệu dùng chế hồ khí ( kiểu khí thơng thường) có ưu điểm đơn giản, giá thành thấp làm việc chẵc chắn Trái lại, hệ thống nhiên liệu phun xăng có ưu điểm bật sau: - Hệ số nạp cao khơng có chỗ thắt họng khuyếch tán để giảm áp suất chế hồ khí khơng phải sấy nóng đường ống nạp - Trong hệ thống phun nhiều điểm, hệ số sư lượng khơng khí  xylanh đồng Đồng thời, phần lớn lượng xăng phun bay xylanh có tác dụng giảm nhiệt độ mơi chất thiết dế tăng tỷ số nén - Hai ưu điểm chủ yếu dẫn tới tăng tính hiệu (pc lớn) tính kinh tế (gc nhỏ) động Ngồi tính kinh tế cao cịn nguyên nhân khác xăng không đọng bám đường nạp động khởi động động bị kéo nhiên liệu cắt hồn tồn - Khơng cần hệ thống tăng tốc riêng rẽ điều khiển phản ứng tức thời để tăng lượng nhiên liệu phun phù hợp với lượng khơng khí nạp - Động có tính tích ứng cao điều kiện sử dụng khác dù tĩnh trạm phát điện hay di động ô tô, buồng máy, máy bay … - Hệ số dư lượng không khí  điều chỉnh xác nên giảm thành phần độc hại khí thải, giảm ô nhiễm môi trường 2.4.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu động diesel a Nhiệm vụ Cung cấp lượng nhiên liệu xác, thời điểm vào buồng đốt động phù hợp với chế độ làm việc động Phun nhiên liệu vào buồng đốt dạng tơi sương để hoà trộn nhiên liệu khơng khí, đồng thời nhiên liệu phun phải đồng thể tích buồng đốt để nhiên liệu cháy kịp thời hoàn toàn cho động phát công suất cao b Phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu động diesel Căn vào cấu tạo bơm cao áp hệ thống chia làm loại : +Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp kiểu bơm dãy 29 +Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp kiểu phân phối c Hệ thống cung cấp nhiên nhiên diesel liệu sử dụng bơm cao áp kiểu dãy * Sơ đồ cấu tạo chung Hệ thống bao gồm: Thùng nhiên liệu, bầu lọc thô, bầu lọc tinh bơm vận chuyển nhiên liệu ( bơm thấp áp ), bơm cao áp, vòi phun nhiên liệu đường ống dẫn nhiên liệu thấp áp, đường dầu hồi, đường dầu cao áp Hình 2.33 Sơ đồ cấu tạo chung HTNL bơm cao áp kiểu bơm dãy * Nguyên lý làm việc Khi động làm việc nhiên liệu bơm thấp áp hút từ thùng chứa qua bầu lọc khô, nước tạp chất học giữ lại bầu lọc Sau nhiên liệu qua bơm theo đường ống đến bầu lọc tinh, nhiên liệu lọc lần vào bơm cao áp Tại bơm cao áp nhiên liệu nén đến áp suất cao để cung cấp cho vòi phun Vòi phun phun nhiên liệu vào buồng đốt dạng tơi, sương hồ trộn với khơng khí tạo thành hỗn hợp tự bốc cháy Lượng nhiên liệu thừa bơm cao áp đưa bơm thấp áp thùng chứa lượng nhiên liệu thừa vòi phun hồi thùng Các vòi phun bơm cao áp cung cấp nhiên liệu theo thứ tự làm việc xi lanh với lưu lượng đồng thời điểm d Hệ thống cung cấp nhiên nhiên liệu sử dụng bơm cao áp kiểu phân phối * Sơ đồ cấu tạo chung 30 Hình 2.34 Sơ đồ hệ thống CCNL kiểu bơm phân phối Thùng nhiên liệu; Bầu lọc tinh; Bơm cao áp phân phối; Vòi phun; Đường dầu hồi; Bugi sấy; ắc quy 8; Khoá điện; Bộ định thời gian sấy * Nguyên lý làm việc Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp kiểu bơm phân phối có bơm vận chuyển nhiên liệu bố trí bơm cao áp nguyên lý làm việc nói chung tương tự hệ thống kiểu bơm dãy, phần nguyên lý làm việc hai bơm cao áp khác Khóa điện (8) dùng để điều khiển van điện từ tắt máy 2.6 Hệ thống làm mát động 2.6.1 Nhiệm vụ, phân loại hệ thống làm mát a Nhiệm vụ Hệ thống mát động thực q trình truyền nhiệt từ khí cháy qua buồng cháy đến môi chất làm mát để đảm bảo cho nhiệt độ chi tiết khơng q nóng, khơng q nguội * Khi động làm việc, chi tiết động chi tiết buồng cháy tiếp xúc với khí cháy nên có nhiệt độ cao Nhiệt độ đỉnh piston đến 6000 C, nhiệt độ supap thải lên đến 9000C Nhiệt độ chi tiết cao dẫn đến tác hại : - Giảm độ bền, độ cứng => giảm tuổi thọ máy - Giảm độ nhớt dầu bôi trơn => tăng ma sát mài mịn ổ trục Có thể bó hay kẹt piston xy lanh Hệ số nạp giảm Đối với động xăng dễ gây kích nổ Để khắc phục tác hại trên, cần thiết phải làm mát động * Nếu nhiệt độ động thấp gây tác hại : - Hiệu suất nhiệt động thấp 31 - Độ nhớt dầu tăng làm tăng tổn thất giới tổn thất ma sát - Nhiên liệu ngưng tụ thành xy lanh rửa màng dầu bơi trơn Nếu nhiên liệu có thành phần lưu huỳnh dễ tạo axít Các axít gây tượng ăn mịn kim loại Như ta thấy mức độ làm mát động có ảnh hưởng lớn đến tiêu kinh tế công suất động b Phân loại Dựa vào môi chất làm mát ta chia thành loại: - Làm mát bàng nước - Làm mát khơng khí - Làm mát dung môi Dựa vào phương pháp làm mát ta chia thành loại: - Làm mát tự nhiên - Làm mát cưỡng 2.6.2 Hệ thống làm mát cưỡng vịng tuần hồn kín) Để tăng tốc độ lưu động nước làm mát động cơ, người ta dùng hệ thống tuần hoàn cưỡng Trong hệ thống này, tốc độ lưu động nước chủ yếu bơm định Sau trình bày số loại hệ thống làm mát Hình 2.35 giới thiệu loại hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng động ô tô - máy kéo hàng xylanh Nước làm mát có nhiệt độ thấp bơm 12 hút từ bình chứa phía két nước qua đường ống 10 qua két 13 để làm mát dầu sau vào động Để phân phối nước làm mát đồng cho xylanh làm mát đồng cho xylanh, nước sau bơm vào thân máy chảy qua ống phân phối 14 đúc sẵn thân máy Sau làm mát xylanh, nước lên làm mát nắp máy theo đường ống khỏi động với nhiệt độ cao đến van nhiệt Khi van nhiệt mở, nước qua van vào bình chứa phía két nước 32 Hình 2.35 Hệ thống làm mát cưỡng tuần hồn kín vịng Thân máy: Nắp xilanh; Đường nước két; Van nhiệt; Ống dẫn bọt nước; Nắp đổ rót nước; Két làm mát; Quạt gió; Puli; 10 Ống nước nốit tắt bơm; 11 Đường nước làm mát động cơ; 12 Bơm nước; 13 Két làm mát dầu; 14 Ống phân phối nước Tiếp theo, nước từ bình phía qua ống mỏng có gắn cánh tản nhiệt Tại đây, nước làm mát dịng khơng khí qua két quạt tạo Quạt đượcdẫn động pu li từ trục khuỷu động Tại bình chứa phía két làm mát, nước có nhiệt thấp lại bơm hút vào động thực chu trình làm mát tuần hồn Ống có tác dụng dẫn bọt khí sinh bơm 12 qua van nhiệt két làm mát Tác dụng van đẳng nhiệt khống chế nhiệt độ nươc lưu thông động nhiệt độ qui định (70 ÷ 800C ) van đẳng nhiệt mở cho nước két làm mát Hệ thống làm mát tuần hồn cưỡng vịng phổ biến động ô tô, máy kéo động tĩnh 2.6 Hệ thống bôi trơn 2.6.1 Nhiệm vụ - Rửa bề mặt ma sát chi tiết Trên bề mặt ma sát, trình làm việc thường có vảy rắn tróc khỏi bề mặt Dầu bơi trơn trơi vảy tróc, sau giữ lại phần tử lọc hệ thống bôi trơn, tránh cho bề mặt ma sát bị cào xước - Làm mát số chi tiết Do ma sát, bề mặt làm việc piston -xylanh, trục khuỷu - bạc lót sinh nhiệt Mặt khác, số chi tiết piston, vòi phun cịn nhận nhiệt khí cháy truyền đến Do nhiệt độ số chi tiết cao phá hỏng điều kiện làm việc bình thường động gây bó kẹt, giảm độ bền chi tiết, kích nổ động xăng, giảm hệ số nạp Nhằm giảm nhiệt độ chi tiết này, dầu từ hệ thống bơi trơn (có nhiệt độ thấp nhiệt độ chi tiết) dẫn đến bề mặt có nhiệt độ cao để tải nhiệt - Bao kín khe hở chi tiết cặp piston - xylanh - xec măng để giảm lọt khí Vì vậy, lắp ráp cụm chi tiết phải bôi dầu vào rãnh xéc măng bề mặt xylanh 33 - Chống ơxy hóa (kết gỉ) bề mặt chi tiết nhờ chất phụ gia pha dầu - Rút ngắn trình chạy rà động Như nói, chạy rà động phải dùng dầu bơi trơn có độ nhớt thấp.Ngồi dầu cịn đượcpha số chất phụ gia đặc biệt có tác dụng làm mềm tổ chức tế vi kim loại lớp mỏng bề mặt chi tiết Do chi tiết nhanh chóng rà khít với nhau, rút ngắn thời gian chi phí chạy rà Dựa vào phương pháp bôi trơn người ta chia thành lọi - Bôi trơn vung té - Bôi trơn dầu pha nhiên liệu - Bôi trơn cưỡng 2.6.2 Hệ thống bôi trơn cưỡng cacte ướt Trong hệ thống này, toàn lượng dầu hệ thống bôi trơn chứa cacte động Bơm dầu đượcdẫn động từ trục khuỷu trục cam Dầu cactẹ hút vào bơm qua phao hút dầu Phao có lới chắn để lọc sơ tạp chất có kích thước lớn Ngồi ra, phao có khớp tùy động nên lưu ln ln mặt thoáng để hút dầu, kế động bị nghiêng Sau bơm dầu có áp suất cao (có thể đến 10 kg/cm2) chia thành hai nhánh Một nhánh đến két 12, dầu làm mát trở cacte Nhánh qua bầu lọc thơ đến đường dầu Từ đường dầu chính, dầu theo đường nhánh bơi trơn trục khuỷu sau lên bơi trơn đầu to truyền chốt piston theo đường nhánh 10 bôi trơn trục cam Cũng từ đường dầu đường dầu khoảng 15  20% lưu lượng nhánh dẫn đến bầu lọc tinh 11 Tại đây, phần tử tạp chất nhỏ giữ lại nên dầu lọc Sau khỏi lọc tinh với áp suất lại nhỏ, dầu chảy trở cacte 34 Hình 2.36 Hệ thống bơi trơn cácte ướt Cácte dầu, Phao hút dầu, Bơm, Van an tồn bơm dầu, Bầu lọc thơ, Van an toàn lọc dầu, Đồng hồ báo áp suất dầu, Đường dầu chính, Đường dầu bôi trơn trục khuỷu, 10 Đường dầu bôi trơn trục cam, 11 Bầu lọc tinh, 12 Két làm mát dầu, 13 Van khống chế lưu lượng dầu qua két làm mát, 14 Đồng hồ báo nhiệt độ dầu, 15 Nắp rót dầu, 16 Thước thăm dầu Van an tồn bơm dầu có tác dụng giữ cho áp suất dầu khơng đồi phạm vi tốc độ vịng quay làm việc động Khi bầu lọc bị bí tắc, van an tồn bầu lọc thơ mở, phần lớn dầu không qua lọc thô lên thẳng đường dầu bơi trơn, tránh tượng thiếu dầu cung cấp đến bề mặt cần bôi trơn Khi nhiệt độ dầu lên cao (khoảng 800C), độ nhớt giảm, van khống chế lưu lượng 13 đóng hồn tồn để dầu qua két làm mát lại trở cacte Khi động làm việc, dầu bị hao hụt bay nguyên nhân khác nên phải thường xuyên kiểm tra lượng dầu cacte thước thăm dầu 16 Khi mức dầu vạch phải bổ sung thêm dầu Do toàn dầu bôi trơn chứa cacte nên cacte phải sâu để có dung tích chứa lớn, làm tăng chiều cao động Ngoài ra, dầu cacte lươn lươn tiếp xúc với khí cháy có nhiệt độ cao từ buồng cháy lọt xuống mang theo nhiên liệu axit làm giảm tuổi thọ dầu 2.6.3 Hệ thống bôi trơn cacte khô Hệ thống bơi trơn cacte khơ (hình 7.12) khác với hệ thống bôi trơn cacte ướt chỗ, hệ thống có thêm đến hai bơm làm nhiệm vụ chuyển dầu sau bôi trơn rơi xuống cacte, từ cacte qua két làm mát 13 thùng chứa bên cacte động Từ đây, đầu bơm lấy bôi trơn giống hệ thống bôi trơn cacte ướt xét 35 Hình 2.37 Hệ thống bôi trơn cacte khô Cácte dầu; Bơm chuyển; Thùng dầu; Lưới lọc; Bơm dầu bôi trơn; Bầu lọc thô; Đồng hồ báo áp suất dầu, Đường dầu chính, Đường dầu bôi trơn trục khuỷu, 10 Đường dầu bôi trơn trục cam, 11 Bầu lọc tinh, 12 Đồng hồ báo nhiệt độ dầu, 13 Két làm mát dầu, Do phần lớn lượng dầu chứa thùng cacte động nên hệ thống bôi trơn cacte khô khắc phục nhược điểm hệ thống bôi cacte ướt Cụ thể cacte không sâu nên động thấp hơn, tuổi thọ dầu kéo dài nên chu kỳ thay dầu dài Ngoài ra, động làm việc lâu dài địa hình dốc mà không sợ thiếu dầu phao không hút dầu Tuy nhiên, hệ thống phức tạp có thêm bơm chuyển Hệ thống bơi trơn cacte khơ thường sử dụng cho động diesel lắp máy ủi, xe tăng, máy kéo, tàu thủy 36 ... thiết kế má khuỷu chữ nhật đ-ợc vát góc (hình 2. 20 c) Má khuỷu ô van (hình 2. 20 d) có sức bền Hình 2. 20 Các dạng má khuỷu - Đuôi trục khuỷu 16 Hình 2. 21 nêu kết cấu điển hình đuôi trục khuỷu, phố... TATRA 928 chẳng hạn 2. 3 Xy lanh – Thân máy – nắp máy 2. 3.1 Xylanh 2. 3 .2. 1 Chức - Kết hợp với piston nắp máy tạo thành buồng cháy - Dẫn hướng cho piston - Tản nhiệt cho buồng cháy 2. 3 .2. 2 Yêu cầu... sâu ngăn bên Hình 2. 23 Cácte tơ 1: Đệm cácte 3: Đáy chứa dầu bôi trơn 2: Tấm ngăn 4: Lỗ bắt te với than động 2. 4 C¬ cấu phân phối khí 19 Hình 2. 24 Cấu tạo cấu xu páp đặt 2. 25 Sơ đồ cấu xu páp