Tính toán kiểm nghiệm động cơ УТД-20 trên xe chiến đấu bộ binh BMP-1 trong điều kiện mùa đông tại vùng núi phía bắc

Nhóm chi tiết cố định

Việc sử dụng hộp trục khuỷu với ổ lăn lắp luồn từ một phía vào hộp trục khuỷu tuy có khó khăn nhng độ cứng vững của toàn khối rất cao. Kết cấu đợc gia cố bằng các gân tăng cứng và ngăn thành các vách, ngoài ra kết cấu này còn giảm đợc số lợng bề mặt lắp ghép nên đơn giản cho việc gia công, khối l- ợng nhỏ gọn, đỡ tốn vật liệu. Động cơ đợc bố trí thành hai dãy, mỗi dãy cơ 3 xi lanh, góc nhị diện 1200 tạo thành hình chữ V đối xứng qua mặt phẳng thẳng đứng.

- Giảm khối lợng tới 25% và rút ngắn chiều dài tới 30% so với động cơ cùng số xi lanh, đờng kính xi lanh, cùng hành trình pít tông và một hàng. Hai phía bên thành của mỗi khoang khối thân máy – các te có các cửa sổ để lắp ráp thanh truyền, các cửa sổ này đợc bố trí ở 3 khoang đầu tiên. Trong quá trình làm việc xi lanh chịu tác dụng của các lực: lực nén của khí cháy tác dụng vào thành vách, lực ngang trong quá trình chuyển động của pít tông, xéc m¨ng.

Nhóm chi tiết chuyển động

Trong quá trình làm việc của động cơ, thanh truyền chịu tác dụng của hai lực: lực khí thể trong xi lanh, lực quán tính chuyển động của pít tông, lực quán tính của thanh truyền. Bề mặt tiếp xúc với cổ khuỷu đợc tráng hai lớp hợp kim chống mòn, bề mặt ngoài gia công thành bậc trụ.hai phía đầu đợc cố dịnh với thanh truyền hình nạng bởi 4 bu lông. Trục có 3 khuỷu lệch nhau 1200 , các cổ khuỷu có đờng kính giống nhau, trên cổ khuỷu có khoan lỗ 6 và ép ống đồng để dẫn dầu bôi trơn bạc lót đầu to thanh truyền.

Là một đoạn hình trụ liền với cổ trục thứ 4 và có đờng kính nhỏ hơn đờng kính cổ trục đó, đợc lắp bánh đà và bánh răng 7 để dẫn động hệ thống truyền động của động cơ. Do mô men chính của động cơ biến thiện theo góc quay của trục khuỷu nên tốc độ của trục khuỷu trong thực tế không phải là hằng số, nghĩa là trục khuỷu quay có gia tốc, hiện tợng này gây nên các tải trọng phụ có tính va đập trong các cơ cấu của động cơ. Để giảm tác hại ấy của động cơ phải có bánh đà, trong quá trình làm việc bánh đà tích trữ năng lợng thiếu hụt để bù hao cho thành phần tiêu hao công, khiến cho trục khuỷu quay đều hơn, đảm bảo dễ dàng khởi động cũng nh khởi động xe từ vị trí đứng yên.

Cơ cấu phối khí

Do điều kiện làm việc và đặc tính của nó nên trục cam đợc chế tạo bằng thép các bon, cổ trục cam và các vấu cam đợc tôi cứng. Dầu bôi trơn đợc dẫn đến trục cam theo rãnh khoan thẳng đứng trong nắp máy tới rãnh khoan của gối đỡ trục và lỗ khoan trên cổ trục cam thứ nhất. Lò xo xu páp dùng để đóng kín xu páp trên đế xu páp, đảm bảo cho xu páp chuyển động theo đúng quy luật chuyển đông của cam, do đó trong quá trình mở xu páp không có hiện tợng va đập trên bề mặt cam.

Lò xo xu páp làm việc trong điều kiện tải trọng thay đổi đột ngột nên vật liệu chế tạo là dây thép lò xo hình tròn, đờng kính hai lò xo khác nhau, sau khi cuốn đợc tôi ram. Dới sức nén của lò xo sẽ ép các răng của đĩa lò xo 2 với răng của bu lông điều chỉnh 1, nh vậy sẽ hạn chế đợc sự xoay tơng đối của đĩa lò xo xu páp và khe hở nhiệt xu páp không thay đổi bởi hiện tợng tự tháo. Trong thời kỳ thảI nấm và thân xu páp phảI tiếp xúc với khí thảI có nhiệt độ lên tới 973 ữ 11370 K và tốc độ dòng khí lớn nên xu páp thải th- ờng bi quá nóng và chịu ăn mờn nhiệt rất nhiều do trong nhiên liệu có lu huỳnh.

Nấm xu páp: mặt làm việc quan trọng là mặt côn với góc vát α = 450, mặt này đ- ợc gia công chính xác để rà khít với mặt côn trong của đế xu páp. Thân xu páp: có dạng trụ rỗng, làm nhiệm vụ dẫn hớng cho xu páp, phần trong của thân xu páp đợc gia công ren và lắp ghép với bu lông điều chỉnh khe hở nhiệt. Bu lông điều chỉnh: mặt trên đợc gia công phẳng để tiếp xúc với cam, mặt dới của đĩa bu lông điều chỉnh có xẻ rãnh dẫn hớng kính để ăn khớp với các rãnh răng tơng ứng của đĩa lò xo nhằm chống sự xoay.

Đế xu páp có cấu tạo dạng nón cụt, mặt côn ngoài được gia công và tiện rãnh theo chu vi để khi ép vào nắp máy phần kim loại của nắp máy sẽ điền đầy vào đó tạo thành một khối chắc chắn. Mặt trong phía đáy lớn của nón cụt được gia công mặt vát và được mài rà khít với mặt vát của nấm xu páp. Đĩa lò xo dập từ lá thép, bề mặt trên có răng hướng kinh, bề mặt trụ ngoài có các lỗ lắp kìm để nén lò xo khi điều chỉnh, ngoài ra còn có một rãnh để lắp với vấu của lò xo lớn.

Bề mặt trụ trong có 3 mặt vát nhằm chống sự xoay tương đối giữa đĩa với than xu páp nhưng vẫn cho phép sự dịch chuyển dọc trục tương chúng.

Hệ thống cung cấp nhiên liệu

- Bánh răng Z22 lắp trên trục của bánh Z48 và ăn khớp với bánh răng Z54 trên trục trung gian, dẫn động Z22 của trục cam nạp và cam thải của khối xy lanh bên phải.

Hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát trên động cơ là hệ thống làm mát dung chất lỏng kiểu kín, tuần hoàn cưỡng bức. + Giảm được lượng tiêu hao nước làm mát nên rút ngắn được kích thước chung của hệ thống làm mát. + Nhiệt độ các chi tiết tương đối cao nên phải chú ý khe hở công tác của chi tiết cũng như phải dung loại dầu bôi trơn có tính chịu nhiệt cao.

Bơm nước kiểu ly tâm lắp ở phía trên bên phải các te, được cố định với mạt bích của bơm dầu nhờn bằng 4 gu dông. Trục bơm 1 được lắp trên 2 ổ bi cầu 13, ống then hoa 24 lắp trên mặt đầu trục có nhiệm vụ truyền mô men xoắn từ trụ khuỷu tới bơm qua cặp bánh răng. Bộ phận làm kín trục bơm gồm: Đĩa làm kín với vòng kim loại gốm, vòng làm kín bằng graphít, vòng cao su 9 được ép chặt bởi lò xo.

Két nước gồm một khối các đường ống bằng đồng thau, các cánh tản nhiệt được lắp lồng vào các ống này. Dùng để bổ xung nước vào hệ thống làm mát, tích và ngưng hơi nước từ các khoang làm mát xy lanh, nắp máy, két nước, đòng thời đảm bảo cấp nước liên tục để điền đầy vào cửa của bơm nước. Đáy bình có ống để nối với bơm nước, cạnh bên của bình ngưng có đặt van thong hơi không khí.

Van hơi đảm bảo sự lưu thong khí cần thiết của hệ thống làm mát với môi trường bên ngoài, gồm có: Vỏ van, than van, lò xo, van hơi, van không khí. Khi áp suất trong hệ thống làm mát tăng quá giới hạn cho phép (1,8-2,2 kG/cm2) thì van hơi mở, hơi nước được thải ra ngoài, khi nhiệt độ quá thấp nước làm mát còn lại trong hệ thống sẽ làm giảm áp suất, tạo chân không trong bình ngưng (độ chân không đạt đén giá trị 0,06 – 0,1 kG/cm2) thì van không khí mở, không khí bên ngoài được nạp vào bình ngưng). Dùng để xả nước làm mát từ hệ thống làm mát của động cơ, van được đặt bên phải phía sau ghế lái xe.

Khi ấn vào nắp che làm nén lò xo, đẩy van trong thanh trượt thực hiện việc mở van dẫn nước ra ngoài.

Hệ thống khởi động

Giá trị của n1 còn có thể xác định theo công thức kinh nghiệm của Pêtrốp.

Tính toán quá trình nén

- Nhiệt dung mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp công tác ở cuối quá trình nén àcvz.

Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác và sự làm việc của động cơ

Đó là những thông số đặc trng cho chu trình công tác của động cơ. Các thông có ích là những thông số đặc trng cho sự làm việc của động cơ. Phơng pháp lập bảng dựa vào phơng trình của quá trình nén và dãn nở đa biến.

Trong đó: pn, pd, Vn và Vd là các giá trị biến thiên của áp suất và thể tích trên đ- ờng nén và dãn nở.

Dựng đặc tính ngoài của động cơ