CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1. Đặc điểm động cơ + Động cơ Diesel 4 kì, có 6 xy lanh, 1 hàng, không tăng áp. + Công suất động cơ: Ne = 182 (mã lực). + Số vòng quay động cơ: n = 2500 (vòng/phút).
+ Suất tiêu hao nhiên liệu: ge = 175 (g/ml. Tổ chức quá trình cháy 1. Loại nhiên liệu + Nhiên liệu dùng cho động cơ là Diesel. + Các thành phần hóa học có trong nhiên liệu: C, H, O, S Khối lượng độ nhớt vận Loại Phân tử riêng ở Thành phần hóa học động ở nhiên liệu lượng nl 15oC 3 20oC (Poa) γ 15 (kg/ dm ) o C H O Diesel 170 200 0,84 0,88 2,5 8,5 0,870 0,126 0,004 Nhiệt ẩm r Không khí lí thuyết Nhiệt trị (kj/kg) Loại Hòa khí nhiên liệu 3 Nhiên liệu G0 (kg/kg) V0 (m /kg) chuẩn 314 Qtk (Mj/kg) Qtm (Mj/m3) Diesel 14,4 11,2 42,5 3,789 1.
Buồng đốt Buồng đốt kiểu lốc xoáy, bởi vì trong phạm vi rộng của tốc độ động cơ, nhiên liệu và không khí vẫn được phối hợp hòa trộn với nhau tạo ra hòa khí tốt. Dòng xoáy lốc được tạo ra khi nén có cuồng độ lớn hơn so với dòng xoáy được tạo ra khi nạp, nên hòa khí được tạo ra nhanh hơn. Vì vậy kể cả khi phun nhiên liệu rất trễ, quá trình cháy vẫn kết thúc kịp thời và động cơ có thể chạy ở tốc độ cao. Mặt khác số màng lửa xuất hiện đầu tiên trong vòi phun một lỗ ít hơn nhiều so với vòi phun nhiều lỗ, nhờ đó giảm được tốc độ cháy, tốc độ tăng áp khí cháy và tiếng ồn của động cơ.
SVTH: Lê Minh Hoàng 4 72DCOT11 ĐỒ ÁN KẾT CẤU-TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ GVHD: TS. Dương Quang Minh Chọn buồng đốt xoáy lốc cần làm cho thời điểm cháy hơi muộn một chút (sát điểm chết trên), vì vậy trong thời gian cháy ở buồng cháy chính, Piston bắt đầu đi xuống, nhiệt độ môi chất sẽ giảm do giãn nở đã hạn chế sự hình thành NOx. Hệ thống nhiên liệu Nhiệm vụ: + Cung cấp nhiên liệu cho vòi phun với áp suất cao đảm bảo cho nhiên liệu phun vào buồng cháy dưới dạng sương mù. + Cung cấp nhiên liệu đúng thời điểm quy định cho các xy lanh của động cơ.
+ Điều chỉnh được lượng nhiên liệu cung cấp cho các xy lanh phù hợp với các chế độ làm việc và lượng nhiên liệu cung cấp phải đồng đều giữa các xy lanh. + Đảm bảo thời điểm bắt đầu phun và kết thúc phun phải chính xác, tránh hiện tượng phun nhỏ giọt. Yêu cầu: + Áp suất nhiên liệu do bơm tạo ra phải lớn hơn áp suất phun của vòi phun. + Cung cấp nhiên liệu đúng thời điểm quy định cho các xy lanh của động cơ.
+ Điều chỉnh được lượng nhiên liệu cho các xy lanh phù hợp với các chế độ làm việc và lượng nhiên liệu cung cấp phải đồng đều giữa các xy lanh. + Đảm bảo thời điểm bắt đầu phun và kết thúc phun phải chính xác, tránh hiện tượng phun nhỏ giọt. Cấu tạo của một bơm PE có 6 phân bơm. Nguyên lý làm việc: Khi động cơ làm việc, nhiên liệu được hút từ thùng nhiên liệu, theo ống dẫn qua bầu lọc thô, tới bơm thấp áp và được đẩy lên bầu lọc tinh, sau khi được lọc sạch đến ngăn chứa của bơm cao áp, ở đây nhiên liệu được nén đến áp suất cao đi qua ống dẫn cao áp đến vòi phun và phun vào buồng cháy SVTH: Lê Minh Hoàng 5 72DCOT11 ĐỒ ÁN KẾT CẤU-TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ GVHD: TS.
Dương Quang Minh của động cơ theo đúng thứ tự làm việc. Nhiên liệu phun vào buồng cháy hòa trộn với không khí ở cuối quá trình nén có áp suất và nhiệt độ cao, nhiên liệu tự bốc cháy, giãn nở và sinh công. Sau đó khí cháy theo ống xả và bình tiêu âm thải ra ngoài khí trời. Dầu thừa ở bơm cao áp, bầu lọc tinh và vòi phun theo ống dẫn dầu hồi trở về thùng chứa nhiên liệu.
Cơ cấu phân phối khí Cơ cấu phân phối khí kiểu xu páp treo. Sử dụng phương pháp dẫn động bằng cơ cấu cam - con đội - đũa đẩy - cò mổ. Sơ đồ cấu tạo: Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo hệ thống phân phối khí 1-nắp máy; 2-xupáp (nạp và xả); 4-lò xo; 5-đĩa lò xo; 6-cần bẩy; 7-trục cần bẩy; 8- vít điều chỉnh; 9-êcu hãm; 10-giá đỡ trục cần bẩy; 11-đũa đẩy; 12-con đội; 13-trục cam; 14,15,16-các bánh răng phân phối. Nguyên lý hoạt động: Khi động cơ hoạt động kéo bánh răng 16 dẫn động bánh răng trục cam quay khiến các vấu cam bánh răng 13 quay theo.
Vấu cam đẩy con đội 12, đũa đẩy 11 đi lên ép cần bẩy 6 quay quanh trục 7 tì ép đuôi xu páp, qua đĩa lò xo 5 ép lò xo 4 để đẩy xu páp 2 đi xuống mở cửa thông: khi đỉnh vấu cam trượt qua đáy con đội thì lò xo xupáp 4, thông qua đĩa lò xo 5 đẩy xupáp đi lên đóng cửa thông đồng thời qua cần bẩy 6 ép đũa đẩy 11 và con đội 12 đi xuống để đẩy con đội tiếp xúc với mặt cam. SVTH: Lê Minh Hoàng 6 72DCOT11 ĐỒ ÁN KẾT CẤU-TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ GVHD: TS. Dương Quang Minh 1. Hệ thống làm mát Động cơ chỉ có thể hoạt động bình thường khi các chi tiết tiếp xúc với buồng cháy có một chế độ nhiệt thích hợp vì: + Nếu nhiệt độ quá nóng thì điều kiện bôi trơn sẽ kém, làm cho các chi tiết chóng mòn, khe hở giữa Piston sẽ giảm do giãn nở nhiệt làm cho pittông dễ bị bó kẹt trong xy lanh.
+ Nếu nhiệt độ mát quá mức làm cho nhiên liệu khó bay hơi và cháy không hết tạo muội than làm bó kẹt vòng găng gây giảm công suất và tăng tiêu hao nhiên liệu. Nhiệm vụ của hệ thống làm mát: Là lấy đi số nhiệt dư thừa của các chi tiết rồi tỏa số nhiệt này ra bên ngoài không khí.3: Sơ đồ hệ thống làm mát cưỡng bức một vòng tuần hoàn kín. 1-thân máy ; 2-nắp xylanh ; 3-đường nước ra khỏi động cơ ; 4-ống dẫn bọt nước ; 5- van hằng nhiệt ; 6-nắp rót nước ; 7-két làm mát ; 8-quạt gió ; 9-puli ; 10-ống nước nối tắt vào bơm ; 11-đường nước vào động cơ ; 12-bơm nước ; 13-két làm mát dầu ; 14- ống phân phối nước. Nguyên lý hoạt động: Nước tuần hoàn nhờ bơm nước 12, qua ống phân phối nước 14 vào các khoang chứa các xy lanh.
Nước làm mát nhiệt độ thấp được bơm 12 hút từ bình chứa phía dưới của két 7 qua đường ống 10 rồi qua két 13 để làm mát dầu sau đó vào động cơ. Để phân phối nước làm mát đều cho mỗi xylanh, nước sau khi bơm vào thân máy 1 chảy qua ống phân phối 14 đúc sẵn trong thân máy. Sau khi làm mát xy lanh, nước lên làm mát nắp máy rồi theo đường ống 3 ra khỏi động cơ với SVTH: Lê Minh Hoàng 7 72DCOT11 ĐỒ ÁN KẾT CẤU-TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ GVHD: TS. Dương Quang Minh nhiệt độ cao đến van hằng nhiệt 5.
khi van hằng nhiệt mở, nước qua van vào bình chứa phía trên của két nước. Tiếp theo nước từ bình chứa phía trên đi qua các ống mỏng có gắn các cánh tản nhiệt. Tại đây nước được làm mát bởi dòng không khí qua két do quạt 8 tạo ra. Quạt được dẫn động bằng pu li từ trục khuỷu động cơ.
Tại bình chứa phía dưới của két làm mát, nước có nhiệt độ thấp lại được bơm hút vào động cơ thực hiện một chu trình làm mát tuần hoàn. Hệ thống bôi trơn Lý do phải bôi trơn: trong quá trình làm việc, các chi tiết chuyển động tương đối với nhau luôn xảy ra ma sát giữa các bề mặt, gây mài mòn, đồng thời làm tăng nhiệt độ các chi tiết. Vì vậy động cơ chúng ta cần được bôi trơn các bề mặt ma sát. Nhiệm vụ: + Đưa dầu đến các bề mặt ma sát để bôi trơn bề mặt, lọc sạch những tạp chất lẫn trong dầu nhờn tẩy rửa các bề mặt ma sát này và làm mát dầu nhờn để đảm bảo tính năng hóa lý của nó.
+ Làm mát các bề mặt ma sát và bảo vệ các chi tiết không bị oxi hóa bề mặt. + Bao kín khe hở giữa Piston và xy lanh, giữa xéc măng và Piston. Dùng phương án bôi trơn cưỡng bức cacte ướt: Dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định, do đó hoàn toàn có thể đảm bảo yêu cầu bôi trơn, làm mát và tẩy rửa các bề mặt ma sát. Và xe hoạt động ở độ nghiêng không lớn lắm nên dùng phương án bôi trơn cưỡng bức cacte ướt.
Sơ đồ cấu tạo: SVTH: Lê Minh Hoàng 8 72DCOT11 ĐỒ ÁN KẾT CẤU-TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ GVHD: TS. Dương Quang Minh Hình 1.4: Sơ đồ cấu tạo hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte ướt. Nguyên lý làm việc: Khi động cơ làm việc, dầu từ các te được bơm hút qua phao lọc dầu, qua ống dẫn đến bầu lọc thô vào ống dẫn dầu chính. Từ ống dẫn dầu chính, dầu sẽ theo các ống dẫn dầu nhánh đi bôi trơn cho cổ trục cam, trục đòn mở và bạc cổ trục chính rồi qua lỗ và rãnh ở trong trục khuỷu (trục khuỷu rỗng) để bôi trơn bạc đầu to thanh truyền và các cổ trục còn lại của trục khuỷu.
Mặt khác, dầu cũng từ cổ biên, qua lỗ dẫn nhỏ theo rãnh dọc ở thân thanh truyền lên bôi trơn chốt Piston. Ở đầu to thanh truyền của một số động cơ có khoan lỗ phun dầu đặt nghiêng một góc 40 - 450 so với đường tâm của thanh truyền. Khi lỗ phun dầu này trùng hoặc nối thông với lỗ dầu ở cổ biên, thì dầu được phun hay té lên để bôi trơn xi lanh, cam và con đội. Sau khi bôi trơn tất cả các bề mặt làm việc của chi tiết dầu lại chảy về các te, nghĩa là khi động cơ làm việc, dầu sẽ lưu động tuần hoàn liên tục trong hệ thống bôi trơn.
Cũng từ đường dầu chính có một lượng dầu nhỏ khoảng 10 – 15% qua bầu lọc tinh. Tại đây những tạp chất có kích thước nhỏ được giữ lại nên dầu được lọc sạch sau đó về lại các te. Ưu điểm: Đảm bảo bôi trơn tốt các ổ trục do đó giảm được mài mòn và tổn thất ma sát, tăng tuổi thọ động cơ. Nhược điểm: Kết cấu hệ thống rất phức tạp.
Hệ thống khởi động Nhiệm vụ: Động cơ đốt trong có 1 hệ thống khởi động riêng biệt truyền cho trục khuỷu động cơ một mô men với số vòng quay nhất định nào đó để khởi động được động cơ.