THUYẾT MINH đồ án môn học THIẾT kế ĐỘNG cơ đốt TRONG đồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV6 0321)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG ***** THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Sinh viên : Đặng Thị Thu Lớp : 18C4B MSSV : 103180118 GVHD : PGS TS Dương Việt Dũng Đà Nẵng, 2021 Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) LỜI NÓI ĐẦU Hiện kinh tế Việt Nam giai đoạn phát triển theo hướng công nghiệp hóa - đại hóa Thúc đẩy đa ngành đa lĩnh vực phát triển, ngành kỹ thuật đóng vai trị lớn việc phát triển đất nước Để góp phần nâng cao trình độ kỹ thuật, đội ngũ kỹ thuật phải tự nghiên cứu chế tạo, yêu cầu cấp thiết Để đạt yêu cầu ấy, ngành Kỹ thuật khí có mơn Đồ án Thiết kế Động đốt trong, nhằm tổng hợp kiến thức học, trang bị cho sinh viên tảng kiến thức để học tập tốt Sau học môn nguyên lý động đốt trong, Kết cấu động đốt trong, Thiết kế hệ thống động đốt số môn sở khác, sinh viên chúng em giao nhiệm vụ làm đồ án môn học “Thiết kế Động đốt trong” Đây phần quan nội dung học tập sinh viên, tạo điều kiện để sinh viên tổng hợp, vận dụng kiến thức học để giải vấn đề cụ thể Trong thời gian thực Đồ án Tính tốn & thiết kế động đốt trong, em cố gắng tìm tịi, nghiên cứu tài liệu, làm việc cách nghiêm túc, mong muốn hoàn thành đồ án cách tốt Tuy nhiên, thân cịn kinh nghiệm việc hồn thành đồ án cịn nhiều thiếu sót, mong Thầy góp ý giúp đỡ để em hoàn thành tốt Thời gian qua em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy bạn bè Em xin gửi lời cám ơn đặc biệt chân thành đến thầy Dương Việt Dũng ln tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình làm đồ án Em xin chân thành cám ơn thầy khoa Cơ khí Giao thơng trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng tạo điều kiện thuận lợi dạy cho em kiến thức mơn sở ngành, để em nắm vững kiến thức chắn, vững vàng Qua áp dụng hồn thành Đồ án Tính tốn & thiết kế động đốt tiến độ Sinh viên thực Đặng Thị Thu SVTH: Đặng Thị Thu Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN : XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC & ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ XD4- 0720 1.1 Tính toán xây dựng vẽ đồ thị 1.1.1 Các thông số cho trước 1.1.2 Các thông số chọn trước 1.1.3 Các thơng số tính 1.2 Đồ Thị Công 1.2.1 Các thông số xây dựng đồ thị 1.2.2 Cách vẽ đồ thị công động Xăng kì khơng tăng áp 1.3 Đồ thị Brick 1.3.1 Phương pháp 1.3.2 Đồ thị chuyển vị S = f (�) 1.4 Xây dựng đồ thị vận tốc V = f(�) 1.5 Xây dựng đồ thị gia tốc j = f(x) 1.6 Xây dựng đồ thị lực quán tính �� 1.7 Xây dựng đồ thị khai triển : Pkt , Pj , P1 theo α 1.7.1 Vẽ ��� -� 1.7.2 Vẽ �� - � 1.7.3 Vẽ �1 - � .8 1.8 Xây dựng đồ thị T , Z , N theo α 1.8.1 Sơ đồ lực tác dụng lên cấu trục khuỷu truyền 1.8.2 Xây dựng đồ thị T, Z , N theo � 10 1.9 Xây dựng đồ thị ΣT - α 14 SVTH: Đặng Thị Thu Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) 1.10 Xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 18 1.10.1 Mục đích việc xây dựng đồ thị phụ tải 18 1.10.2 Phương pháp vẽ 19 1.11 Xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to truyền .20 1.11.1 Phương pháp xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to truyền 20 1.11.2 Xác định giá trị, chiều điểm đặt lực 21 1.12 Đồ thị khai triển Q (α) 22 1.13 Xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu 23 1.13.1 Các giả thiết để xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu23 1.13.2 Phương pháp xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu 24 PHẦN 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 2GR-FE 27 2.1 THÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 2GR-FE 27 2.2 Phân tích đặc điểm động 28 2.2.1 Cơ cấu piston, truyền, trục khuỷu 28 2.2.2 Cơ cấu phân phối khí .31 2.2.3 Hệ thống làm mát 32 2.2.4 Hệ thống bôi trơn 33 2.2.5 Hệ thống nhiên liệu 34 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NẠP THẢI ĐỘNG CƠ XD4-0720 36 3.1 Phân tích cấu hệ thống nạp – thải động xăng 36 3.1.1.Đặc điểm hệ thống nạp – thải động xăng 36 3.1.2 Quá trình nạp 36 3.1.3 Quá trình thải 40 SVTH: Đặng Thị Thu Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) 3.2 Tính tốn số thơng số kích thước 42 3.3 Hệ thống nạp - thải động XGV6-0321 45 3.3.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống 45 3.3.2 Các chi tiết hệ thống: 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 SVTH: Đặng Thị Thu Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) PHẦN : XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC & ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ XD4- 0720 1.1 Tính tốn xây dựng vẽ đồ thị 1.1.1 Các thông số cho trước Bảng 1-1: Các thơng số cho trước THƠNG SỐ KỸ THUẬT KÝ HIỆU Nhiên liệu Số xilanh/Số kỳ/Cách bố trí ĐƠN VỊ Gasoline i/τ Thứ tự làm việc Tỷ số nén GIÁ TRỊ 6/4/V-type 2-3-4-5-6-1 10.4 ε DxS 86.7 x 75 mm x mm Cơng suất cực đại/ số vịng quay Ne/n 117.3 / 5100 (kW/vg/ph) Tham số kết cấu λ 0.25 Áp suất cực đại Pz MN/m2 Khối lượng nhóm piston mpt 0.8 kg Khối lượng nhóm truyền mtt 1.1 kg Góc đánh lửa sớm θs 14 độ α1 15 độ α2 20 độ α3 47 độ α4 13 độ Đường kính piston x hành trình piston Góc phân phối khí Hệ thống nhiên liệu EFI Hệ thống bơi trơn Cưỡng cácte ướt Hệ thống làm mát Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng Hệ thống nạp Không tăng áp Hệ thống phân phối khí 24 Valve , DOHC SVTH: Đặng Thị Thu Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) 1.1.2 Các thông số chọn trước - Chỉ số nén đa biến trung bình : �1 = 1,38 (Tra trang 128 - Tài liệu [1]) - Chỉ số giãn nở đa biến trung bình : �2 = 1,25 (Tra trang 188 – Tài liệu [1]) 1.1.3 Các thơng số tính - Tốc độ trung bình động cơ: Cm= (Tra trang 205 – Tài liệu [1]) S.n 30 = 0,075.5100 30 = 12,75 (m/s) (1.1) Trong đó: S hành trình dịch chuyển piston xilanh (m) n tốc độ quay động (vòng/phút) Ta thấy Cm = 12,7 (m/s) > (m/s) => Động động tốc độ cao - Áp suất khí cuối kỳ nạp: Đối với động tốc độ cao : Pa = (0,8-0,9).Pk ( 1.2 ) Chọn Pa = 0,9.Pk (Tra trang 100 – Tài liệu [1]) Trong đó: Pk áp suất môi chất trước xupáp nạp + Đối với động không tăng áp Pk ≈ P0 Ta lấy Pk = 0,1 (MN/m2) Suy Pa = 0,9Pk = 0,9.0,1 = 0,09 (MN/m2) - Áp suất cuối kỳ nén: Từ phương trình trình nén đa biến: Pa.Van1 = Pc.Vcn1 (1.4) (Tra trang 128 – Tài liệu [1]) Va Suy ra: Pc = Pa (Vc)n1 = Pa.εn1 Trong đó: Va thể tích tồn phần SVTH: Đặng Thị Thu Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) Vc thể tích buồng cháy � = 10,4 tỷ số nén Nên Pc = Pa.εn1 = 0,09.10,41,38 = 2,28 (MN/m2) - Áp suất cuối trình giãn nở: Từ phương trình trình giãn nở đa biến: Pz.Vzn2 = Pb.Vbn2 (1.5) (Tra trang 181- Tài liệu [1]) Vz Suy Pb = Pz ( )n2 = Vb Trong đó: δ= Vz Pz δn2 Pz áp suất cực đại : Vb Pz = (MN/m2) ε = hệ số giãn nở Suy ra: Pb = ρ Pz ε n2 ( ) ρ -Với � tỷ số giãn nở sớm Đối với động xăng � = Và n2 tỷ số giãn nở đa biến trung bình Nên Pb = Pz ε n2 ( ) ρ = 10,4 1,25 ( ) = 0,268(MN/m2) - Thể tích cơng tác: Vh= S π.D2 Trong đó: S hành trình piston, S = 75 mm = 0,75 (dm) D đường kính xilanh, D = 86,7 mm = 0,867 (dm) Suy ra: Vh= S π.D2 = 0,75 - Thể tích buồng cháy: V π 0,8672 = 0,443 (dm3) 0,443 h Vc = ε−1 =10,4−1 = 0,047 (dm3) SVTH: Đặng Thị Thu Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) - Vận tốc góc trục khuỷu: ω= π.n 30 = π.5100 30 = 534,07 (rad/s) - Áp suất khí sót: Đối với động tốc độ cao: Pr = (1,05÷1,10).Pth (1.6) ( Tra trang 101 – Tài liệu [1]) Ta chọn Pr = 1,1 Pth Ta chọn Pth = 1,04.Pk Suy : Pr = 1,1.0,1.1,04= 0.104 (MN/m2) 1.2 Đồ Thị Công 1.2.1 Các thông số xây dựng đồ thị * Các thông số cho trước: - Áp suất cực đại: Pz = (MN/m2) - Góc đánh lửa sớm: �s = 14o - Góc phân phối khí: �1 = 15o , �2 = 20o , �3 = 47o , �4 = 13o * Xây dựng đường nén: - Gọi Pnx Vnx áp suất thể tích biến thiên theo q trình nén động Vì trình nén trình đa biến nên ta có: Pnx.(Vnx)n1 = const [3] Suy ra: Đặt i = Pnx.(Vnx)n1 = Pc.(Vc)n1 ⇔ Pnx = Pc( Vnx Vc P , nên Pnx = in1c Vc n1 ) Vnx - Để dễ vẽ ta tiến hành chia �ℎ thành ε khoảng, i = 1; 1,5; … 10; 10,4 * Xây dựng đường giãn nở: SVTH: Đặng Thị Thu Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) - Gọi Pgnx Vgnx áp suất thể tích biến thiên theo q trình giãn nở động Vì trình giãn nở q trình đa biến nên ta có: Pgnx.(Vgnx)n2 = const [3] Suy ra: Pgnx.(Vgnx)n2 = Pz.(Vz)n2 ⇔ Pgnx = Pz( Ta có: Vz = ρ.Vc = 1.0,047 = 0,047 (dm3) Suy ra: Pgnx= Đặt i = Vgnx Vc Pz Vgnx n2 ( ) Vz = Pz Vgnx n2 ( ) ρ.Vc , nên ta có Pgnx = �� ���� )n2 Pz ρn2 * Biểu diễn thông số: in2 - Biểu diễn thể tích buồng cháy: Chọn Vcbd = 10 (mm) Suy tỉ lệ xích �v = �� ���� = 0,047 10 = 0,0047 (dm3/mm) - Giá trị biểu diễn thể tích cơng tác Vhbd Vhbd = �ℎ �� 0,443 = 0,0047 = 94 (mm) - Biểu diễn áp suất cực đại: ���� = 160 – 220 (mm) Chọn Pzbd = 220 (mm) Pz Suy tỉ lệ xích μp= P zbd = 220 = 0,0227(MN/m2.mm) - Giá trị biểu diễn đường kính vịng tròn Brick AB = Vhbd = 94 (mm) S Suy tỉ lệ xích μS= Vhbd = 75 94 + Giá trị biểu diễn OO’: = 0,798(mm/mm) OO’bd = OO' Từ O lấy đoạn OO’ phía ĐCD: OO’ = SVTH: Đặng Thị Thu μs Rλ = 37,5.0,25 = 4,688 (mm) Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) ΔT t- mức tăng nhiệt độ môi chất truyền nhiệt từ bề mặt nóng ΔT b.h - mức giảm nhiệt độ môi chất bay nhiên liệu ΔT = 20 ÷ 40oC - động diesel; ΔT = ÷ 20oC - động xăng + Nhiệt độ môi chất cuối trình nạp Ta Nhiệt độ mơi chất cuối q trình nạp Ta ảnh hưởng tới mật độ môi chất nạp vào xi lanh Tăng Ta làm giảm mật độ môi chất nạp vào xi lanh ngược lại Nhiệt độ mơi chất cuối q trình nạp Ta lớn Tk ( nhiệt độ môi chất trước xupap nạp ) nhỏ Tr ( nhiệt độ khí sót ) kết việc truyền nhiệt từ bề mặt nóng tới mơi chất tiếp xúc việc hồ trộn mơi chất với khí sót nhiều Các q trình diễn riêng lẻ đường nạp đồng thời xi lanh động - Hệ số nạp : Hệ số nạp ηv tỉ số lượng môi chất thực tế nạp vào xi lanh đầu q trình nén đóng cửa nạp cửa thải so với lượng môi chất lý thuyết nạp đầy vào thể tích cơng tác xi lanh Vh điều kiện áp suất nhiệt độ mơi chất phía trước xupap nạp Mơi chất động diesel khơng khí , động xăng hồ khí khơng khí xăng tạo thành Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số nạp động kỳ bao gồm: áp suất pa nhiệt độ Ta môi chất cuối q trình nạp ; nhiệt độ sấy nóng mơi chất ΔT ; hệ số khí sót γr ; nhiệt độ Tr áp suất pr ; tỉ số nén ε; hệ số quét buồng cháy λ2 hệ số nạp thêm λ1 Những thơng số có liên hệ qua lại mật thiết với thông số lại phụ thuộc vào yếu tố khác Vì song song với việc phân tích ảnh hưởng thơng số riêng biệt phải phân tích ảnh hưởng tổng hợp chúng tới hệ số nạp ηv theo chế độ làm việc cụ thể động SVTH: Đặng Thị Thu 38 Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) - Các biện pháp làm tăng hệ số nạp giảm cản cho đường nạp : Hệ thống đường nạp động gồm: bình lọc khí, bướm ga, đường nạp chung, nhánh nạp xi lanh xupap gây cản dịng khí nạp Làm để giảm cản cho hệ thống vấn đề đáng lưu ý Muốn giảm trở lực hệ thống cần có tiết diện lớn đường thơng qua giảm tốc độ dòng chảy, cần ý đặc biệt đến lực cản cục chuyển hướng dòng tăng giảm đột ngột tiết diện lưu thơng dịng tạo Khi tìm biện pháp giảm cản cho đường nạp cần phải lưu ý tới nhiều yếu tố khác + Bình lọc: Khi tìm cách giảm cản cho bình lọc, trước tiên phải ý tới hiệu lọc Phải đòi hỏi giảm trở lực tới mức nhỏ sở đảm bảo tốt hiệu lọc Trong lúc sử dụng cần thường xuyên bảo dưỡng bình lọc, tuyệt đối tránh không để dầu bẩn gây tắc lõi lọc giấy, phải thay lõi lọc kịp thời + Đường ống nạp : Hình dạng, kích thước ống nạp gây ảnh hưởng lớn tới hệ số nạp, tới mức độ phun tơi bay nhiên liệu phân phối số lượng thành phần hồ khí vào xi lanh, vấn đề tương đối phức tạp Nếu làm tiết diện ống nạp lớn để giảm cản làm tăng tiêu hao nhiên liệu thành phần hồ khí vào xi lanh khơng Vì số động xăng, muốn đạt yêu cầu tiêu hao nhiên liệu tải nhỏ, phải chấp nhận mát cơng suất cách dùng ống nạp có tiết diện nhỏ chút Và để hồ khí có thành phần khối lượng người ta cố ý gây ngoằn ngoèo vài đoạn ống + Các nhánh ống nạp tới xi lanh xupap nạp: Trong hệ thống nạp động cơ, xupap nạp nơi có tiết diện lưu thông nhỏ nên trở thành phận quan trọng lực cản đường nạp Người ta thường giảm đường kính xupap thải để tăng đường kính xupap nạp, tăng SVTH: Đặng Thị Thu 39 Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) hành trình cực đại, tăng tốc độ đóng mở xupap, tăng thời gian giữ xupap vị trí mở lớn để tăng khả lưu thông qua xupap Cấu tạo nhánh ống nạp, phần sát với xupap gây ảnh hưởng lớn tới lực cản đường nạp Muốn có hình dạng đường nạp tốt phải thử nghiệm mơ hình làm vật liệu dẻo đạt hiệu cao Các thử nghiệm đem lại kết có giá trị Phía trước xupap nạp, thêm vấu nhơ trơn trịn tạo họng thắt hợp lý làm giảm cản cho đường nạp Nếu lắp ống Laval miệng vào xupap nạp làm tăng lưu lượng hồ khí cách rõ rệt chạy tốc độ cao Mở rộng đường nạp tránh đường ngoặt gấp giảm bớt lực cản v.v… Dạng cửa vào phải thiết kế khơng khí vào quay xoáy quanh trục xi lanh Độ xoáy thay đổi với kiểu kích cỡ buồng cháy sử dụng 3.1.3 Quá trình thải Nhiều vấn đề trình thải trình bày nghiên cứu trình nạp, giới thiệu bổ sung số vấn đề a- Thải cơng tiêu hao cho q trình thay đổi mơi chất : Để thải khí sót nạp đầy môi chất vào xi lanh, hầu hết động đại sử dụng hiệu ứng động dao động áp suất hệ thống nạp thải nhằm tạo nên sóng áp dương khu vực xupap nạp trước kết thúc trình nạp tạo nên sóng áp âm khu vực xupap xả trước kết thúc q trình thải Cơng tiêu hao cho q trình thay đổi mơi chất thể diện tích đồ thị p – V đường nạp đường thải Nếu đường thải nằm cao đường nạp cơng tiêu hao cho thời kì thay đổi mơi chất công âm Nếu đường thải thấp đường nạp cơng dương b- Vấn đề khử độc hại khí thải động : SVTH: Đặng Thị Thu 40 Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) Khí thải từ xi lanh động mơi trường, ngồi sản vật cháy hồn tồn CO2, H2O, N2, chứa sản vật chưa cháy hoàn toàn, sản vật phân giải từ sản vật cháy từ nhiên liệu Nhiều chất khí thải độc sức khoẻ người : CO, NOX, khí SO2 H2S, alđêhit, hiđro cacbon thơm, hợp chất chì Vì vấn đề đặt để giảm thiểu nhiễm mơi trường khí thải từ động Vấn đề giải theo hướng sau: hồn thiện chu trình làm việc động lắp thiết bị trung hoà hệ thống thải Để hồn thiện chu trình làm việc động thực giải pháp sau: - Tối ưu hoá cấu tạo buồng cháy để hạn chế hình thành HC - Tăng cường chuyển động rối chuyển động xốy lốc mơi chất - Tối ưu hoá tỷ số nén ε - Tối ưu hố vị trí đặt bugi - Cải thiện q trình phân phối khí cấu phân phối khí - Tối ưu hoá kết cấu đường thải nhằm thải nạp đầy - Cải thiện chất lượng hình thành hồ khí - Giảm cơng suất tổn hao ma sát dẫn động cấu phụ động - Tối ưu hố q trình đánh lửa hệ thống đánh lửa điện tử chương trình hố - Dùng biện pháp phân lớp hồ khí đảm bảo cho khu vực cực bugi ln có α = 0,85÷0,90 để đảm bảo toàn buồng cháy α >1 nhằm giảm lượng CO NOX SVTH: Đặng Thị Thu 41 Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) - Lắp thêm hệ thống van đường ống đảm bảo cho động hoạt động tốt chế độ không tải cưỡng bức, không gây ô nhiễm môi trường hoạt động chế độ 3.2 Tính tốn số thơng số kích thước Xác định lưu lượng dịng khí nạp, thải: Hình 3-1 Tiết diện lưu thơng xupap Khi tính tốn tiết diện lưu thơng ta giả thiết dịng khí qua họng đế xupap ổn định, coi dịng khí nạp, thải có tốc độ bình qn tốc độ piston khơng đổi Căn vào giả thiết tính ổn định, liên tục dịng khí ta xác định tốc độ khí qua họng xupap: v kh  v p F p i f p D2  v p [m/s] i.d h Rút đường kính họng đế xupap: dh  SVTH: Đặng Thị Thu v d D [mm] vkh i 42 Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) Trong đó: vkh : tốc độ trung bình dịng khí qua họng đế [m/s] fh : tiết diện lưu thông họng đế xupap [m2] dh : Đường kính họng đế xupap [mm] i : Số xupap D : Đường kính xilanh D = 86.7 [mm] S: Hành trình pittơng S = 75 [mm] n: Số vòng quay trục khuỷu n = 5100 [vòng/phút] �� = �� = �.� 30 = �.�2 75.10−3 5100 = 30 �.0,0752 = 12,75 [m/s] = 0,0059 [m2] vp : Vận tốc trung bình piston vp = 12,75 [m/s] Fp : Tiết diện đỉnh piston Fp = 0,0059 [m2] Tiết diện lưu thông fkx qua xupap (tiết diện vành khăn) xác định theo công thức: f kx  Với: d1 = dh + 2.e  h ' ( d h  d1 ) ; h’ = h.cos α ; e = h’.sin α fkx = π.h.(dh.cos α + h.sin α.cos2 α) Tiết diện lưu thơng qua xupap nạp: Theo thực nghiệm tính tốn tốc độ dịng khí nạp chế độ tồn tải chọn: vkn = (45  115) (m/s) chọn vkn = 75 (m/s) Số xupap nạp i = SVTH: Đặng Thị Thu 43 Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) �ℎ� = 12,75.0,08672 Chọn dhn = 25 [mm] 75.2 =0,025 [m] = 25 [mm] Chọn h = 0,2.dhn = 0,2.25 = [mm] Lưu lượng dòng khí nạp: Qn = Vkhn.dhn= 75.0,025= 1,875 m3/s Lưu lượng dịng khí nạp qua hệ thống nạp: Q = 12.Qn = 12.1,875 = 22,5 m3/s Tiết diện lưu thông qua xupap thải: Theo thực nghiệm tính tốn nhiệt tốc độ dịng khí thải chọn: vkt = (1,15 - 1,25).vkn = (1,15 – 1,25).75 = 86,25 – 93,75 [m/s] Chọn vkt = 90 [m/s] Số xupap thải i = �ℎ� = 12,75 0,08672 90.2 =0,023 [m] = 23 [mm] Chọn dht = 23 [mm] Lưu lượng dòng khí thải: Qt= Vkht Dht= 90.0,023= 2,07 m3/s Lưu lượng dịng khí thải qua hệ thống thải: Q = 12.Qt = 12.2,07 = 24,84 m3/s SVTH: Đặng Thị Thu 44 Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) 3.3 Hệ thống nạp - thải động XGV6-0321 3.3.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống Hình 3-2 - Sơ đồ hệ thống nạp – thải động 2GR-FE 1- Cổ góp nạp; 2- khối động cơ; 3- cổ góp thải; 4- cảm biến Oxi; 5- chuyển đổi xúc tác; 6- Bình tiêu âm; 7- Bào lọc khí; 8- Cảm biến nhiệt độ khí nạp; 9- Cảm biến lưu lượng khí nạp; 10- Bướm ga; 11- cảm biến độ mở bướm ga; 12- ECM; 13- ACIS (hệ thống nạp khí có chiều dài hiệu dụng thay đổi) SVTH: Đặng Thị Thu 45 Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) Nguyên lý hoạt động: Không khí hút từ ngồi qua lọc gió để loại bỏ bụi, tạp chất lẫn khơng khí Lượng khơng khí nạp vào động điều chỉnh nhờ vào việc đóng mở bướm ga Sau khơng khí hòa trộn với nhiên liệu đưa vào buồng cháy động Kết thúc q trình cháy khí thải khỏi xilanh theo cổ góp vào bổ chuyển đổi xúc tác Tại chuyển đổi xúc tác số hợp chất có hại CO, NOx, HC biến đổi thành hợp chất độc hại hơn( (CO2) vô hại với môi trường (H2O, N2) Cuối khí thải đưa tới bầu tiêu âm để làm giảm âm lượng dịng khí thải phát trước đưa 3.3.2 Các chi tiết hệ thống: a Bộ lọc khơng khí (loại lọc vải khơng dệt ): Hình 3-3 – Bộ lọc khơng khí SVTH: Đặng Thị Thu 46 Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) Lọc khơng khí nhằm mục đích lọc khơng khí trước vào động Nó có vai trị quan trọng nhằm làm giảm mài mòn động Sử dụng lọc than, hấp thụ HC tích tụ hệ thống nạp động dừng, sử dụng trường hợp làm khơng khí để giảm lượng khí thải bay Bộ lọc không cần bảo dưỡng Bộ lọc gió khiến cho hạt bụi lấp đầy vào lỗ thơng khí lọc giúp làm giảm lưu lượng khí cần cung cấp cho động cơ, bụi thực không gây tượng " nằm đường " xe, chúng liên quan đến hiệu suất hoạt động, độ bền, thoải mái Trong thời gian dài, bụi bẩn, cặn, dị vật, kéo theo việc giảm công suất động gây tốn xăng, làm nóng máy tạo muội than buồng đốt đầu bugi Ngoài ra, sử dụng lọc gió chất lượng bị rách nguyên nhân bụi bẩn vào bám đầy vào đầu cảm biến lưu lượng làm cho động hoạt động không ổn định Bộ cộng hưởng cung cấp để giảm lượng âm khí nạp Để giảm tiếng ồn nạp dải tốc độ thấp tăng công suất đầu phạm vi tốc độ cao sử dụng điều khiển khí nạp hệ thống, cung cấp van điều khiển lượng khí nạp lọc khơng khí, hệ thống có thiết kế đường dẫn kép để hút gió Khi động hoạt động dải tốc độ từ thấp đến trung bình, điều khiển hoạt động điều khiển khí nạp để đóng bên đầu vào lọc khí, dẫn đến diện tích nạp giảm thiểu giảm tiếng ồn Khi động hoạt động dải tốc độ cao, điều khiển vận hành van điều khiển lượng khí nạp để mở hai bên lọc khí, điện tích nạp tối đa cải thiện hiệu suất nạp b Bướm ga Bướm ga nơi điều chỉnh hướng khơng khí thực tế vào buồng đốt Khi đạp bàn đạp ga bướm ga mở tùy theo mức độ việc đạp ga tài xế Bướm ga làm đầu cổ hút nối với lọc gió động Động phun nhiên liệu sử dụng hệ thống định hướng khơng khí mà hệ thống đo cách; SVTH: Đặng Thị Thu 47 Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) Thứ : MAF đo lưu lượng khí nạp vào động (động tham khảo sử dụng phương pháp này) Thứ hai: MAP đo áp suất tuyệt đối khí nạp ống góp nạp Cảm biến khác liên quan trực tiếp đến bướm ga cảm biến vị trí bướm ga TPS, cảm biến bắt trực tiếp phần cuối trục bướm ga báo cho hộp ECU xác độ mở bướm ga Thân bướm fa kiểu không liên kết cảm biến vị trí bướm ga mơ tơ điều khiển bướm ga tích hợp sử dụng Trong động điều khiển bướm ga, động chiều có phản ứng tốt tiêu thụ điện tối thiểu sử dụng Hình 3-4.Bướm ga c Cổ góp nạp Nhiệm vụ cổ góp nạp phân phối khơng khí đến cổng nạp đầu xi lanh động Nó đóng vai trị giá treo cho hệ thống nhiên liệu thành phần khác động SVTH: Đặng Thị Thu 48 Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) Buồng khí nạp làm composite để có trọng lượng nhẹ Bng khí nạp có van điều khiển khí nạp, van kích hoạt AICS AICS hệ thống ống nạp có chiều dài thai đổi Hệ thống ACIS sử dụng van điều khiển khí nạp nằm đường nạp để thay đổi độ dài đường nạp nhằm tối ưu hóa cơng suất momen xoắn, cải thiện hiệu suất động phạm vi tốc độ, mang lại hiệu tiết kiệm nhiên liệu tốt Các đường bo đường nạp tạo hiệu ứng lưu động dịng khí nạp, làm tăng thêm lượng khí nạp chu trình, điều giúp cải thiện momen công suất phát động chạy tốc độ thấp trung bình Hình 3-5 Buồng khí nạp Cổ hút chế tạo từ hợp kim nhôm nhẹ để tăng sức bền đảm bảo mặt khối lượng Chọn đường kính ống nạp lớn, để làm giảm hệ số cản cho đường nạp Các miếng đệm cửa đường ống nạp có lớp phủ cao su phủ lên bề mặt mang lại độ bền vượt trội Hình 3-6 Cổ hút SVTH: Đặng Thị Thu 49 Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) d Cổ góp xả: Đây phận dẫn, gom khí thải (nếu động nhiều xi lanh), nhằm đưa toàn khí thải đường ống Bộ phận bao gồm ống dẫn riêng biệt, có ống thơng với nhằm đảm bảo áp suất đường ống khác có áp suất gần Trên xe phổ thông, cổ góp thường gang đúc, nhơm đúc hay thép ống khơng gỉ Các loại thường có hình thức khơng đẹp, hiệu thải không cao (do bề mặt khơng láng mịn, dẫn đến thất động khí thải) khối lượng nặng Ống xả thép khơng rỉ với TWC tích hợp (bộ chuyển đổi xúc tác ba chiều) Hình 3-7 Cổ góp xả e Bộ chuyển đổi xúc tác Đây phận gần bắt buộc phải có xe đời Bộ phận chứa đựng chất xúc tác nhằm đưa thành phần độc hại khí thải (như NOx, CO, PM, HC,…) tác dụng với vật liệu bên ( vàng, bạch kim, Palladium,…) chuyển hóa chúng thành chất khác an tồn với mơi trường nước, CO2,… sử dụng loại TWC sứ có thành siêu mỏng, mật dộ tế bào cao, kết hợp bờ bên phải bên trái TWC cải thiện lượng khí thải cách tối ưu hóa mật độ tế bào độ dầy thành ống SVTH: Đặng Thị Thu 50 Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) f Ống xả: Ống xả làm thé không gỉ để cải thiện kha chống gỉ Các khớp nối bi sử dụng hai vị trí: khớp nối ống trung tâm ống xả khớp nối khác ống trung tâm xả ống xả Trong ống xả đặt biệt có lắp giảm Với cơng suất động ngày tăng, dẫn đến áp suất khí thải mức cao, việc buộc phải trang bị giảm âm bắt buộc tiếng ồn tạo từ khí thải lớn việc ban hành quy định tiếng ồn hầu hết quốc gia giới Kết cấu chung phận giảm âm đơn giản, theo nguyên tắc, khí thải có vận tốc thấp gây nhiều tiếng ồn Chính thể, cấu tạo phận thường ngăn zig zag nhằm buộc khí thải trải qua quãng đường dài hơn, tiêu tốn nhiều động hơn, từ khỏi hệ thống xả, khí thải gần khơng gây âm rền rĩ Hình 3-8 Ống xả SVTH: Đặng Thị Thu 51 Đồ án thiết kế động đốt (XGV6-0321) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS.TS.Nguyễn Tất Tiến – Nguyên lý động đốt – NXB Giáo Dục [2] PGS.TS.Dương Việt Dũng – Kết cấu động đốt [3] ThS Nguyễn Quang Trung – Hướng dẫn đồ án động đốt [4] Kết cấu tính tốn động đốt – Trần Văn Tế [5] Tính tốn thiết kế động đốt -TS Trần Thanh Hải Tùng SVTH: Đặng Thị Thu 52 ... lý động đốt trong, Kết cấu động đốt trong, Thiết kế hệ thống động đốt số môn sở khác, sinh viên chúng em giao nhiệm vụ làm đồ án môn học ? ?Thiết kế Động đốt trong? ?? Đây phần quan nội dung học tập... thành Đồ án Tính tốn & thiết kế động đốt tiến độ Sinh viên thực Đặng Thị Thu SVTH: Đặng Thị Thu Đồ án thiết kế động đốt (XGV6- 0321) MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN : XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG... 52 SVTH: Đặng Thị Thu Đồ án thiết kế động đốt (XGV6- 0321) PHẦN : XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC & ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ XD4- 0720 1.1 Tính tốn xây dựng vẽ đồ thị 1.1.1 Các thông số cho