Đặc điểm kỹ thuật và cấu tạo của động cơ D6BR sử dụng trên xe buýt

L ỜI NÓI ĐẦU

1.2.2 Đặc điểm kỹ thuật và cấu tạo của động cơ D6BR sử dụng trên xe buýt

Thành Phố Nha Trang

1.2.2.1 Giới thiệu chung và vị trí động cơ trên xe buýt

 Động cơ D6BR là động cơ diesel do hãng Huyndai chế tạo. Tất cả xe buýt ở Thành Phố Nha Trang đều dùng loại động cơ này.

Động cơ D6BR là động cơ 4 kỳ, 6 xylanh bố trí một hàng thẳng đứng, tăng áp, phun trực tiếp

Động cơ được bôi trơn bằng một hệ thống dầu áp lực, nhờ một bơm bánh răng cấp dầu. piston được làm mát bằng dầu nhờn. Xylanh động cơ là xylanh khô thay thế đươc một cách rễ dàng khi có hư hỏng. Động cơ được làm mát bằng hệ thống làm mát tuần hoàn kín, bơm nước làm mát kiểu ly tâm.

 Động cơ được bố trí sau thùng xe. Sự bố trí này khắc phục được những nhược điểm ở các loại xe có kiểu bố trí động cơ ở trước và ngoài buồng lái. bố trí như vậy đảm bảo cách nhiệt, cách âm tốt cho người lái và hành khách ngồi trên xe. Đồng thời việc bố trí như vậy giúp cho việc bảo quản và sửa chữa tốt hơn.

Bình ắc quy và thùng đồ nghề được bố trí phía dưới ở bên phải thùng xe

1.2.2.2 Đặc điểm kỹ thuật của động cơ

- Kiểu động cơ :động cơ diesel 4 kỳ, 6 xylanh, 1 hàng thẳng đứng, tăng áp , làm mát bằng hệ thống tuần hoàn kín.

- Kiểu buồng đốt: buồng đốt thống nhất. -Đường kính xylanh: 118 mm. - Hành trình piston: 115 mm. -Dung tích xylanh: 7,545 cc -Công suất cực đại: 188/2900 ml/vph -Mômen xoắn cực đại: 52,5/1400 kg.m/vph -Tốc độ chạy không nhỏ nhất: 500 600 rpm - Tốc độ chạy không lớn nhất: 3180 3220 rpm -Kích thước động cơ :

+Chiều cao động cơ: 830 mm +Chiều rộng động cơ: 585 mm +Trọng lượng động cơ: 545 kg -Tỷ số nén: 17,5

-Phương pháp khởi động: khởi động điện -Công suất khởi động: 24V/5kw

-Khe hở xupap: 0,4 mm -Hệ thống nhiên liệu : +Bơm cao áp: kiểu Bosh A +Vòi phun: Số lỗ 5

Đường kính lỗ: 0,31 mm Góc lệch: 1600

+Áp suất phun: 220 kgf/cm2 +Loại nhiên liệu: diesel

+Lọc nhiên liệu: lõi lọc bằng giấy +Thứ tự nổ: 1-5-3-6-2-4-1

-Hệ thống bôi trơn:

+Bơm dầu bôi trơn: bơm bánh răng +Bộ lọc dầu: lõi lọc bằng giấy +Nhiệt độ dầu bôi trơn: 70900C. -Hệ thống làm mát

+Phương pháp làm mát: Làm mát nước ngọt với nhiệt độ ổn định +Bơm nước làm mát: kiểu ly tâm

+Làm mát hàng loạt:22 lít

+Bộ điều chỉnh nhiệt: Nhiệt độ mở van: 80900C Nhiệt độ nâng van: 950C

1.2.2.3 Nhóm piston, xylanh, nắp xylanh

1.2.2.3.1 Nhóm piston

Nhóm piston gồm những chi tiết : piston, các vòng găng, chốt piston và cái hãm chốt. Piston nhận áp lực khí từ phía đỉnh, truyền tới trục khuỷu, qua thanh truyền và ngược lại. Nó bị nung nóng bởi khí cháy trong buồng đốt. Như vậy piston vừa bị tải cơ vừa chịu tải nhiệt. Áp suất cao nhất trên đỉnh piston khoảng (60-120) KG/cm2 .Nhiệt độ trung bình ở đầu piston khoảng (400-500)0C. Ngoài ra, khi chuyển động, các vòng găng và phần dẫn hướng của piston còn chịu mài mòn mạnh do ma sát với xylanh ở nhiệt độ cao và bôi trơn kém gây ra.

Cùng với xylanh và nắp xylanh tạo thành buồng làm việc kín của động cơ , nhưng piston lại chuyển động. Nhiệm vụ làm kín của nó cần mà lại khó. Phải thật kín nhưng lại cho phép chuyển động dễ dàng ma sát ít.

Các vòng găng hơi và vòng găng dầu là tiết máy phụ trong khớp trượt piston- xylanh đảm bảo được nhiệm vụ này.

Vật liệu và cấu tạo nhóm piston phải làm sao cho nó chịu được tải cơ, tải nhiệt; ít bị mài mòn và đảm bảo khí lọt xuống hộp cacte ít nhất, dầu lọt lên buồng đốt ít nhất.

Piston động cơ D6BR được đúc bằng hợp kim nhôm có sự giãn nở nhiệt nhỏ và toả nhiệt tốt. Đỉnh piston lõm, buồng đốt nằm trong đỉnh piston. Đặc biệt là để ép chuyển động không khí theo vòng xoáy trong xylanh.

Piston có 3 vòng găng: 2 vòng găng khí và 1 vòng găng dầu lắp trên đầu piston. Vòng găng thứ nhất chịu lửa được mạ crom để tăng bền.

Động cơ D6BR có buồng đốt thống nhất loại phun trực tiếp.

Ưu điểm: kết cấu đơn giản, diện tích buồng đốt bé nên ít tổn thất nhiệt, ít hao nhiên liệu, khởi động rễ dàng mà không cần bugi xông máy.

Nhược điểm: tỷ số nén cao, áp suất dầu lớn

Piston được làm mát bằng dầu bôi trơn từ dưới lên nên piston ít bị quá nhiệt, giãn nở nhỏ, ít gây ứng suất và bó kẹt piston.

 Piston:

-Khe hở chốt piston

+Kích thước tiêu chuẩn:0,010,02 mm +Kích thước giới hạn:0,05 mm

-Khe hở giữa chốt piston và thanh truyền +Kích thước tiêu chuẩn:0,020,05 mm

 Chốt piston

-Đường kính ngoài chốt piston:

+Kích thước tiêu chuẩn:38,0138,02 mm +Kích thước giới hạn: 38,05 mm

 Vòng găng piston

Vòng găng Kích thước tiêu

chuẩn (mm)

Kích thước giới hạn (mm) Khe hở giữa vòng găng và rãnh vòng găng

-Vòng găng lửa -Vòng găng thứ 2 -Vòng găng dầu 0,090,13 0,050,08 0,030,06 0,2 0,15 0,15

H. 1-8. Piston

1.2.2.3.2 Xylanh

Ống xylanh cùng piston tạo ra khớp trượt trong cơ cấu piston-thanh truyền trục khuỷu. Đồng thời nó cùng nắp xylanh và đỉnh piston tạo ra buồng làm việc của động cơ. Để làm tốt 2 nhiệm vụ trên ống xylanh phải kín và cho piston trượt dễ dàng

Động cơ D6BR sử dụng lót xylanh khô, xylanh được làm mát ở nhiệt độ không đổi bằng nước. Xylanh được đúc bằng thép đặc biệt, có khả năng chống mòn và hư hỏng cao. Nó là chi tiết có độ dày tiêu chuẩn, chống giãn nở cục bộ và được tăng bền.

Tên thông số Kích thước tiêu chuẩn (mm)

Kích thước giới hạn (mm) Đường kính trong của

xylanh

118,000118,030 118,25

Phần nhô ra của xylanh 0,030,10

H. 1-10. Hình dáng lót xylanh

1.2.2.3.3 Nắp xylanh

Nắp xylanh cùng xylanh và đỉnh piston tạo ra buồng làm việc của động cơ, nhất là hình dáng và thể tích của buồng đốt. Nắp xylanh chịu áp lực khí lớn và nhiệt độ cao.

Nắp xylanh động cơ D6BR được đúc bằng loại thép đặc biệt, trên nắp xylanh bố trí xupap hút, xả,vòi phun, cửa xả, cửa nạp, đường nước làm mát…

Có thể nói: nắp xylanh là tiêt máy rất phức tạp về mặt cấu tạo. Đồng thời ứng suất cơ, ứng suất nhiệt vừa cao, vừa rất chênh lệch giữa các vùng. Chính vì vậy, thành vách của nắp xylanh phải làm sao có bề dày tương đối đều để tránh nứt khi tải nặng, nhiệt độ cao.

Ở động cơ D6BR mỗi xylanh có 1 xupap hút, 1xả. Đường kính x bước

ren (mm) M14x2,0

Giá trị lực siết bulông nắp xylanh

Lực siết (kgf/m) 2022

H.1-11. Mặt dưới nắp xylanh ( mặt tiếp xúc với buồng đốt)

H. 1-12. Mặt trên nắp xylanh

H. 1-14.Điều chỉnh khe hở nhiệt

1.2.2.4. Hệ thống nhiên liệu

1.2.2.4.1.Nhiệm vụ, yêu cầu,cấu tạo:

Hệ thống nhiên liệu có nhiệm vụ lọc sạch rồi phun nhiên liệu vào buồng đốt theo các yêu cầu sau:

 Cung cấp vào buồng đốt những khối lượng dầu xác định, phù hợp với chế độ làm việc đã định của máy và có thể điều chỉnh được

 Thời điểm và thời gian cung cấp phải chính xác ( nhất là thời điểm bắt đầu ) và có thể điều chỉnh được

 Dầu đưa vào phải ở dạng các hạt nhỏ, đồng đều (kích thước hạt cỡ 35) và phân bố đều trong không gian buồng đốt. Tạo điều kiện cho dầu bay hơi dễ dàng, nhanh chóng và hoà trộn đều với không khí nén, thành hỗn hợp dễ tự bốc cháy nhất.

 Số lượng dầu cung cấp theo thời gian cung cấp - luật cung cấp - phải tạo ra sự cấp nhiệt tốt nhất cho chu chình làm việc của máy. Nghĩa là: không quá nhiều ở giai đoạn trước điểm chết trên để mức độ tăng áp trong giai đoạn cháy đẳng tích không quá cao, để máy làm việc không bị cứng. cũng không để quá nhiều ở giai đoạn sau, để máy không bị giảm hiệu suất nhiều và không bị quá nóng.

H. 1-15. Hệ thống nhiên liệu

1- Bình lọc khí ; 2- Hồi dầu ở vòi phun; 3- Vòi phun; 4- Ống cao áp; 5- Bình lọc thô; 6- Bình lọc tinh; 7- Két nhiên liệu; 8- Van khoá; 9- Nút xả dầu; 10- Bơm thấp áp; 11- Ống hồi dầu; 12- Bơm cao áp

1.2.2.4.2.Vòi phun:

Chức năng phun nhiên liệu cao áp vào buồng đốt với cấu trúc tia nhiên liệu phù hợp với phương pháp tổ chức quá trình cháy.

Đặc điểm vòi phun động cơ D6BR: -Kiểu 5 lỗ.

-Áp suất phun 220-230kg/cm2 .

-Đường kính X số lỗ X góc lệch: 0.31 X 5 X 160 (mm X lỗ X độ)

Nguyên lý hoạt động: Bơm cao áp cung cấp dầu có áp suất cao vào vòi phun. Khi áp lực dầu đến một giá trị định mức đủ lớn để thắng được áp lực lò xo điều chỉnh, kim phun sẽ được nâng nên tách khỏi bệ đỡ của nó trên đầu phun, dầu sẽ được phun vào buồng đốt. Nhiên liệu phun ra dưới dạng sương mù, khi áp suất dầu đạt 220 kg/cm2 thì dầu nâng kim phun khỏi bệ đỡ và phun vào buồng đốt qua lỗ vòi phun

Ưu điểm của vòi phun nhiều lỗ: -Áp suất phun cao hơn vòi phun 1 lỗ -Bền hơn, ít bị cháy, bị kẹt kim phun

-Khi phun mỗi lỗ cho ra một tia với góc nón nhỏ, các tia hợp vơi nhau tạo góc nón lớn phù hợp với loại buồng đốt thống nhất

Nhược điểm: Vòi phun nhiều lỗ dễ gây tắc nghẽn các lỗ phun.

H. 1-17. Các chi tiết tháo rời của vòi phun nhiên liệu

R- Ống rắc co dầu vào; F- Khâu siết đầu phun vào thân vòi phun; B- Đầu phun; A- Kim phun; I- Thân vòi phun; P- Trục đẩy; r- lò xo; a- Đĩa tựa lò xo; E-

Đai ốc vít điều chỉnh áp suất phun dầu; C- Ốc khoá; T- Vít điều chỉnh áp suất phun dầu.

H. 1-18. Cấu tạo của vòi phun

1- Đầu phun; 2- Kim phun; 3- Ốc chụp đầu phun; 4- Chốt; 5- Trục đẩy; 6- Ốc định vị vòi phun vào nắp xylanh; 7- Thân vòi phun; 8- Lò xo; 9- Đai ốc chụp lò xo; 10- Đai ốc vít điều chỉnh áp xuất phun dầu; 11- Nắp đậy; 12- Bạc; 13- Cái lọc khe; 14- Đầu nối ống; 15- Rãnh dầu; 16- Đệm; 17, 19- Mặt côn kín sát; 18- Khoang dầu cao áp; 20- Lỗ phun

1.2.2.4.3.Bơm cao áp:

Chức năng:

- Nén nhiên liệu tới áp xuất rất cao ( khoảng 100 – 1500 bar ) rồi đẩy đến vòi phun (chức năng nén).

- Điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp vào buồng đốt phù hợp với chế độ làm việc của động cơ ( chức năng định lượng ).

- Định thời điểm bắt đầu và kết thúc quá trình phun nhiên liệu (chức năng định thời).

Đặc điểm kỹ thuật bơm cao áp động cơ D6BR: -Kiểu Bosch A

-Thứ tự phun: 1-5-3-6-2-4

-Đường kính piston bơm: 9.5 (mm)

-Khe hở đẩy trục cam điều khiển: 0.02-0.06 (mm)

-Khe hở giữa thanh răng điều khiển và bánh răng chuyền: +Kích thước tiêu chuẩn: 0.15 (mm)

+Kích thước giới hạn: 0.3 (mm)

-Bơm cao áp động cơ D6BR có 6 piston bơm được dẫn động băng trục cam. mỗi piston bơm phục vụ cho 1 vòi phun. Vì vậy số xylanh bơm bằng số xylanh động cơ.

Ưu điểm: Góc phun sớm được điều chỉnh phù hợp với mọi chế độ làm việc của động cơ. kết cấu thân bơm gọn nhẹ, dùng bơm piston ngăn kéo dễ điều chỉnh tuỳ ý lượng nhiên liệu.

Nhược điểm:Cấu tạo phức tạp, điều chỉnh và sửa chữa khó khăn.

-Bơm cao áp động cơ D6BR có thân bơm, các cặp piston-xylanh, van triệt hồi, trục cam, con đội và cơ cấu xoay piston.

Piston và xylanh là 2 bộ phận làm việc cơ bản của bơm, cặp piston-xylanh được chế tạo chính xác bằng thép hợp kim, nhiệt luyện đến độ cứng cao. việc lắp ghép cặp piston-xylanh đòi hỏi chính xác để đảm bảo nhiên liệu không bị rò rỉ. Van triệt hồi và đế van cũng là một cặp lắp ghép đòi hỏi chính xác.

 Nguyên lý hoạt động

H. 1-19. Cấu tạo chi tiết của bơm cao áp

1- Bi kim; 2- Trục con lăn; 3- Con lăn; 4- Con đội; 5- Bulon; 6- Đế tựa dưới; 7- Piston; 8- Ốc giữ nắp thăm; 9- Lò xo bơm; 10- Ốc xoay piston; 11- Nắp thăm; 12- Vít định vị xylanh; 13- Xilanh; 14, 15- Đế và thân van cao áp; 16- Lò xo valve cao áp; 17- Lỗ hút và xả dầu; 18- Khoang chứa dầu áp suất thấp; 19- Thanh răng- thước nhiên liệu; 20- Vành răng; 21- Ốc hãm vành răng; 22- Thân bơm; 23- Ổ bi; 24- Trục cam bơm cao áp; 25- rãnh định hướng; 26- Vít xả khí.

H. 1-20. Các chi tiết tháo rời của bơm cao áp

1- Lò xo van nén; 2- Van nén; 3- Vỏ bơm; 4- Nắp; 5- Vỏ ổ bi; 6- Giá đỡ; 7- Thanh răng điều khiển; 8- Trục cam; 9- Vỏ điều khiển.

H. 1-22. Hình ảnh bơm cao áp thực tế

Khi piston ngăn kéo 7 ở vị trí thấp nhất, dầu qua lỗ 0 và 01 nạp đầy khoang đỉnh piston. Lúc con đội 4 được cam dầu đội, nó sẽ đẩy piston đi lên, cho đến khi đỉnh piston vừa đậy kín các cửa 0 và 01thì dầu được tăng áp, thắng lực lò xo 16, nâng valve cao áp lên, bắt đầu cung cấp dầu lên ống cao áp, đưa tới vòi phun. Sự cung cấp tiếp tục cho đến khi mép vát điều chỉnh của piston hé mở cửa 01, thì dầu từ trên đỉnh piston theo rãnh dọc, qua ngăn kéo ở đầu piston thoát ra cửa 0 và 01, kết thúc quá trình cung cấp.

1.2.2.4.4 Ống dẫn nhiên liệu.

Gồm có ống cao áp và ống thấp áp. Ống cao áp dẫn nhiên liệu có áp suất cao từ bơm cao áp đến vòi phun, vật liệu chế tạo đòi hỏi phải chịu được áp lực cao. Ống thấp áp dẫn nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm cao áp và dẫn nhiên liệu hồi về thùng chứa.

1.2.2.4.5 Lọc nhiên liệu.

Trong hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel có các bộ phận được chế tạo và lắp ráp với độ chính xác rất cao, như : đầu phun, cặp piston xylanh của bơm cao áp, van triệt hồi. Các bộ phận này rất dễ bi hư hại nếu trong nhiên liệu có tạp chất cơ học. Trong dầu có lẫn cả nước, nước lẫn trong nhiên liệu sẽ làm cho nhiên liệu không cháy được lúc phun vào buồng đốt, đồng thời làm cho ti bơm kẹt cứng trong

xylanh bơm gây nên gãy hỏng. Bởi vậy nhiên liệu phải được lọc sạch trước khi đến bơm cao áp.

H. 1-23. Vị trí các bộ lọc trong hệ thống nhiên liệu

a) Lọc sơ cấp.

Bầu lọc sơ cấp đặt giữa thùng nhiên liệu và bơm tiếp vận. Lõi của lọc này làm bằng lưới đồng có lỗ thưa khoảng 0,1 mm, bên ngoài lõi lọc có cái cào. Khi ta xoay núm, phía dưới bầu lọc, cào sẽ làm rơi cặn bẩn quanh lõi lọc xuống đáy bầu lọc. Nút xả nước và cặn bẩn bố trí dưới đáy bầu lọc.

b) Lọc thứ cấp.

Lõi lọc thứ cấp là những khoanh nỉ dày chồng bên ngoài một ống nhiều lỗ. Nhiên liệu từ bầu lọc sơ cấp vào lỗ D, chui qua lớp nỉ vào ống trung tâm thoát xuống lỗ E đến bơm cao áp. Bên trong rắc co dầu dư trở về có bố trí van dầu tràn.