Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong bối cảnh nền kinh tế Việt Nam tăng trưởng và hội nhập, ngành kỹ thuật động lực và sản xuất, lắp ráp ô tô từng bước đạt được những bước tiến quan trọng thông qua liên doanh với các thương hiệu ô tô quốc tế. Nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao trình độ kỹ thuật và năng lực công nghệ độc lập của đội ngũ kỹ sư trong nước, việc làm chủ quy trình nghiên cứu, tính toán thiết kế động cơ đốt trong trở thành nhiệm vụ cấp thiết. Đề tài đồ án môn học "Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong" của tác giả Đinh Ngọc Tú (ngành Kỹ thuật Động lực, Khoa Cơ khí Giao thông – Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng, dưới sự hướng dẫn của Thầy Nguyễn Quang Trung) được xây dựng nhằm hiện thực hóa mục tiêu trên.
Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu của đồ án bao gồm:
- Xây dựng và hiệu chỉnh đồ thị công thực tế của động cơ dựa trên các thông số nhiệt động ban đầu.
- Ứng dụng các phương pháp giải tích đồ giải để xác định các quy luật động học (chuyển vị, vận tốc, gia tốc) và động lực học (lực khí thể, lực quán tính, lực tổng hợp tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền).
- Khảo sát phân bố lực tiếp tuyến, lực pháp tuyến, lực ngang, tổng lực tiếp tuyến $\Sigma T$, phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, đầu to thanh truyền và quy luật mài mòn chốt khuỷu động cơ 4 kỳ 4 xilanh.
- Phân tích nguyên lý hoạt động, đặc điểm cấu tạo và tiến hành tính toán thiết kế nhiệt - thủy lực toàn diện cho hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức của động cơ ô tô du lịch X-047.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Động cơ xăng ô tô du lịch nhiều xilanh tốc độ cao ký hiệu X-047 với công suất định mức $N_e = 98,5\text{ kW}$, công suất chỉ thị $N_i = 109,4\text{ kW}$, thứ tự làm việc 1-3-4-2 và các cơ cấu cụm chi tiết hệ thống làm mát đi kèm.
- Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát các chu trình nhiệt động lực học trong không gian thể tích công tác xilanh; tính toán cơ cấu thanh truyền - trục khuỷu và tính toán nhiệt - thủy lực cụm két làm mát, bơm nước ly tâm, quạt gió chiều trục và van hằng nhiệt trong điều kiện làm việc ở chế độ công suất cực đại.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Đồ án sử dụng nền tảng lý thuyết nhiệt động cơ đốt trong, động lực học cơ cấu piston - trục khuỷu - thanh truyền, cơ học lưu chất và lý thuyết truyền nhiệt đối lưu - dẫn nhiệt để giải quyết bài toán kỹ thuật.
Khung lý thuyết và mô hình tính toán:
- Lý thuyết chu trình công tác thực tế của động cơ đốt trong với các chỉ số nén đa biến $n_1 = 1,34$, giãn nở đa biến $n_2 = 1,23$, tỷ số giãn nở sớm $\rho = 1,00$.
- Mô hình đồ giải Briks hiệu chỉnh đồ thị công và xác định chuyển vị piston $x = f(\alpha)$.
- Phương pháp đồ thị vòng của PGS.TS Nguyễn Đức Phú để xác định quy luật biến thiên vận tốc piston $v = f(\alpha)$ và quan hệ $v = f(x)$.
- Phương pháp đồ giải Tolle để xác định gia tốc chuyển động $j = f(\alpha)$, $j = f(x)$ và quy luật lực quán tính chuyển động tịnh tiến $P_j = -m \cdot j$.
- Lý thuyết truyền nhiệt đối lưu ba giai đoạn (nước sang thành ống, dẫn nhiệt qua thành ống nhôm, tỏa nhiệt từ cánh tản nhiệt sang không khí) và thủy lực dòng chảy qua bơm ly tâm cánh dẫn.
Phương pháp nghiên cứu thực tế:
- Phương pháp đồ giải hình học: Dựng hình đồ giải kết hợp giải tích để xác định tọa độ các điểm đặc trưng của đồ thị công, đồ thị động học piston, đồ thị lực tiếp tuyến $T$, pháp tuyến $Z$, lực ngang $N$, véc-tơ phụ tải chốt khuỷu và đầu to thanh truyền.
- Phương pháp tổng hợp lực theo pha công tác: Lập bảng số liệu và cộng đại số theo chu kỳ làm việc của động cơ 4 xilanh 4 kỳ để xây dựng đường cong mômen $\Sigma T$ và kiểm nghiệm mômen cản $\Sigma T_{tb}$.
- Phương pháp tính toán kỹ thuật nhiệt - thủy lực thực nghiệm: Sử dụng các công thức kinh nghiệm chuyên ngành cơ khí động lực để định cỡ kích thước bề mặt tản nhiệt của két nước, kích thước bánh công tác bơm nước ly tâm và quạt làm mát.
Nguồn dữ liệu sử dụng:
- Giáo trình chuẩn chuyên ngành "Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong" (Tập 1, 2, 3) của các tác giả Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, GS.TS Nguyễn Tất Tiến.
- Tài liệu bài giảng và thông số quy chuẩn của Bộ môn Động lực – Khoa Cơ khí Giao thông, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng.
Nội dung chính theo từng chương
Nội dung đồ án được chia thành hai phần trọng tâm gắn liền với tính toán kết cấu và hệ thống động cơ đốt trong:
Phần 1: Vẽ đồ thị công, tính toán động học và động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
Phần này tập trung xác định toàn bộ các quy luật chuyển động và tải trọng tác dụng trong động cơ:
- Xây dựng và hiệu chỉnh đồ thị công: Trên hệ trục tọa độ $p-V$, đồ thị công lý thuyết được hiệu chỉnh bằng phương pháp Briks với bán kính $R = (V_a - V_c)/2$, khoảng lệch tâm $OO'$. Điểm đánh lửa sớm $c'$ tạo áp suất cực đại thực tế $p_z' = 0,85 \cdot p_z$ ở góc lệch $12^\circ$ sau điểm chết trên; áp suất cuối quá trình nén thực tế đạt $p_c'' = 2,54\text{ MN/m}^2$ (với hiệu chỉnh hiệu số $4,505 - 1,693\text{ MN/m}^2$), xác định các điểm chuyển tiếp nạp ($r, r'$), thải ($b', b''$).
- Động học piston:
- Chuyển vị $x = f(\alpha)$: Xác định bằng phương pháp gióng tia góc quay từ tâm đồ thị Briks ($0^\circ, 10^\circ, \dots, 180^\circ$).
- Vận tốc $v = f(\alpha)$ và $v = f(x)$: Ứng dụng phương pháp đồ thị vòng Nguyễn Đức Phú với bán kính quy ước $R_2 = 10\text{ mm}$, chia cung 18 phần đều nhau để tìm vận tốc chốt khuỷu và đường cong vận tốc giới hạn piston.
- Gia tốc $j = f(\alpha)$ và $j = f(x)$: Dựng theo phương pháp Tolle trên đoạn hành trình $AB = S$, lấy các đoạn tung độ đỉnh $AC = j_{max}$, $BD = j_{min}$, điểm giao $E$ trên $Ox$ và độ hạ $EF$, chia thành 6 đoạn đẳng phân tiếp tuyến với tỉ lệ xích $174522,343\text{ (mm/s}^2\text{)/mm}$.
- Động lực học và phân bố lực:
- Lực quán tính $P_j$: Xác định từ khối lượng chuyển động tịnh tiến $m = m_{pt} + m_1$ ($m_1$ là khối lượng thanh truyền quy về tâm chốt piston).
- Khai triển lực tổng hợp: Khai triển áp suất khí thể $p_{kt} = f(\alpha)$ từ hệ trục $p-V$ sang $p-\alpha$, kết hợp $p_j = f(\alpha)$ để tính áp suất tổng hợp $p_1 = p_{kt} + p_j$.
- Lực tác dụng lên cơ cấu: Tính toán hệ lực phân rã gồm lực tiếp tuyến $T = p_1 \frac{\sin(\alpha+\beta)}{\cos\beta}$, lực pháp tuyến $Z = p_1 \frac{\cos(\alpha+\beta)}{\cos\beta}$, lực ngang $N = p_1 \tan\beta$ dựa trên bảng tra thông số thanh truyền ($\lambda = 0,25$).
- Đồ thị tổng lực tiếp tuyến $\Sigma T$: Tính toán cho động cơ 4 xilanh có góc lệch công tác $180^\circ$ theo thứ tự 1-3-4-2 (Xilanh 1: $0^\circ$, Xilanh 2: $180^\circ$, Xilanh 3: $540^\circ$, Xilanh 4: $360^\circ$). Tỉ lệ xích $\mu_{\Sigma T} = \mu_T = 0,025\text{ MN/(m}^2\cdot\text{mm)}$. Đường cong $\Sigma T$ lặp lại theo chu kỳ $180^\circ$, giá trị trung bình $\Sigma T_{tb} = 23,93\text{ mm}$ tương ứng công suất chỉ thị $N_i = 109,4\text{ kW}$.
- Phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu và đầu to thanh truyền: Xác định lực quán tính ly tâm của đầu to thanh truyền với khối lượng $m_2 = m_{tt} - m_1 = 0,7 - 0,21 = 0,49\text{ kg}$, dịch gốc tọa độ $O'O = P_{k2}$ để vẽ biểu đồ véc-tơ phụ tải trên tọa độ cực $TO'Z$ và chuyển đổi sang tọa độ đầu to thanh truyền nhờ xoay giấy bóng theo góc $(\alpha+\beta)$.
- Đồ thị mài mòn chốt khuỷu: Chia đường tròn chốt khuỷu bán kính biểu diễn $R = 80\text{ mm}$ làm 24 điểm theo chiều ngược kim đồng hồ, tính tổng phụ tải tác dụng trong một chu trình công tác ($720^\circ$) để xác định biên dạng mòn không đều.
Phần 2: Phân tích nguyên lý, đặc điểm kết cấu và tính toán hệ thống làm mát động cơ X-047
Phần này phân tích cơ sở nhiệt động và tính toán các thiết bị thành phần trong hệ thống:
- Phân tích yêu cầu tản nhiệt: Động cơ đốt trong truyền khoảng $25%\div 35%$ nhiệt lượng của nhiên liệu cho các chi tiết tiếp xúc khí cháy. Hệ thống làm mát ngăn ngừa việc suy giảm sức bền, quá nhiệt dầu nhờn gây ma sát, bó kẹt piston, giảm hệ số nạp khí và nguy cơ kích nổ đối với động cơ xăng; đồng thời không để động cơ quá nguội gây tổn thất cơ giới, ngưng tụ axit ăn mòn thành xilanh. Động cơ X-047 ứng dụng hệ thống làm mát cưỡng bức một vòng tuần hoàn kín.
- Phân tích kết cấu cụm chi tiết:
- Két làm mát: Cấu tạo 3 phần (ngăn trên nước nóng, ngăn dưới nước nguội, giàn ống dẹp cánh tản nhiệt nhôm). Nắp két bố trí van kép: van xả hơi mở khi áp suất vượt quá $0,125\div 0,15\text{ MN/m}^2$ (nâng điểm sôi nước lên $100\div 105^\circ\text{C}$ chống bay hơi khi xe chạy đường dài) và van hút khí mở khi áp suất giảm dưới $0,09\div 0,095\text{ MN/m}^2$.
- Bơm nước: Loại ly tâm lắp ở đầu thân máy, dẫn động bằng đai và puli từ trục khuỷu, trục đỡ bởi hai ổ bi cầu có phớt bao kín nước và dầu mỡ. Quạt gió nối với puli qua khớp điện từ tự động đóng mạch làm việc khi nhiệt độ nước đạt $90^\circ\text{C}$ và ngắt khi nhiệt độ giảm dưới $85^\circ\text{C}$.
- Quạt làm mát: Loại quạt chiều trục dẫn động đai thang, tỉ số truyền $1\div 1,3$, vận tốc đai không quá $30\div 35\text{ m/s}$, góc nghiêng cánh phẳng chọn từ $40^\circ$.
- Van hằng nhiệt: Sử dụng chất giãn nở nhiệt là hỗn hợp xê-rê-zin (sáp paraffin) trộn bột đồng đặt trong thân van, tự động điều tiết lưu lượng nước qua két chính hoặc tuần hoàn cục bộ trong thân máy để rút ngắn thời gian sấy nóng ban đầu.
Thiết kế và triển khai
Hệ thống kỹ thuật được thiết kế và tính toán chi tiết ở chế độ phụ tải cực đại với các thông số vật lý và kích thước xác định:
1. Tính toán trao đổi nhiệt và bề mặt két làm mát
- Lượng nhiệt truyền cho nước làm mát ở công suất cực đại $N_e = 98,5\text{ kW}$: $$Q_{lm} = q'{lm} \cdot N_e = 1300 \cdot 98,5 = 128050\text{ J/s} \quad (\text{với } q'{lm} = 1300\text{ J/(kW}\cdot\text{s)})$$
- Chênh lệch nhiệt độ nước vào - ra két chọn $\Delta t_n = 8^\circ\text{C}$ (trong dải $5\div 10^\circ\text{C}$); nhiệt dung riêng của nước $C_n = 4187\text{ J/(kg}\cdot\text{độ)}$.
- Nhiệt độ nước trung bình trong két $t_n = 85^\circ\text{C}$ (dải định mức $80\div 92^\circ\text{C}$).
- Nhiệt độ không khí vào trước két $t_{kkv} = 40^\circ\text{C}$, độ tăng nhiệt độ không khí qua két $\Delta t_{kk} = 20\div 30^\circ\text{C}$.
- Vật liệu làm ống tản nhiệt là hợp kim nhôm có hệ số dẫn nhiệt $\lambda = 104,8\div 198\text{ W/(m}\cdot\text{K)}$. Hệ số tỏa nhiệt phía nước $\alpha_1 = 2326\div 4070\text{ W/(m}^2\cdot\text{K)}$.
- Hệ số tỏa nhiệt phía không khí phụ thuộc lưu tốc gió $v_{kk} = 5\div 60\text{ m/s}$ xác định theo công thức $\alpha_2 = 11,38 \cdot v_{kk}^{0,8} = 260\text{ W/(m}^2\cdot\text{K)}$ (ứng với $\alpha_2 = 40,6\div 303\text{ W/(m}^2\cdot\text{K)}$).
- Ống dẹp tản nhiệt có hệ số tỷ số diện tích $\phi = F_2/F_1 = 5$ (dải lựa chọn $3\div 6$), từ đó xác định diện tích trao đổi nhiệt tiếp xúc không khí $F_2$.
2. Tính toán kích thước hình học thủy lực của bơm nước ly tâm
- Cột áp tính toán tổng thể của hệ thống làm mát: chọn $H = 13\text{ mH}_2\text{O}$ (trong dải $3,5\div 15\text{ mH}_2\text{O}$).
- Hiệu suất thể tích bơm $\eta = 0,8\div 0,9$; hiệu suất cơ giới của bơm $\eta_{cg} = 0,8$ (dải $0,7\div 0,9$).
- Mật độ nước làm mát $\rho_n = 1000\text{ kg/m}^3$, vận tốc tuyệt đối dòng nước vào bánh công tác $c_1 = 3\text{ m/s}$ (dải $2\div 5\text{ m/s}$).
- Bán kính mayơ bánh công tác $r_0 = 0,02\text{ m}$; bán kính trong $r_1$ và bán kính ngoài $r_2$ xác định từ vận tốc vòng $u_2$.
- Góc dẫn dòng: góc vào $\alpha_1 = 90^\circ$, góc ra $\alpha_2 = 120^\circ$ (dải $8\div 120^\circ$), góc vào tương đối $\beta_1 = 13,2^\circ$.
- Số cánh bánh công tác chọn $z = 8$ cánh (dải quy chuẩn $4\div 8$ cánh), chiều dày cánh $\delta_1 = \delta_2 = \delta_3 = 4\text{ mm}$ (dải $3\div 5\text{ mm}$).
- Chiều rộng cánh bánh công tác: cửa vào $b_1 = 12\div 35\text{ mm}$, cửa ra $b_2 = 10\div 25\text{ mm}$.
3. Thông số khí động học của quạt gió làm mát
- Số vòng quay trục quạt $n_q = n = 5410\text{ vòng/phút}$ theo trục khuỷu.
- Khối lượng riêng không khí $\rho_{kk} = 1,1\text{ kg/m}^3$.
- Đường kính ngoài cánh quạt chọn $D_q = 0,34\text{ m}$ ($R = 0,17\text{ m}$, nằm trong khoảng giới hạn ô tô máy kéo $0,3\div 0,7\text{ m}$ và không vượt quá $0,65\text{ m}$).
- Chiều dài công tác của cánh $L = 0,12\text{ m}$, suy ra bán kính trong $r = 0,17 - 0,12 = 0,05\text{ m}$. Chiều rộng cánh không vượt quá $70\text{ mm}$.
- Khoảng cách từ quạt đến két nước: bố trí $80\div 100\text{ mm}$ khi có bản dẫn hướng gió (hoặc $10\div 15\text{ mm}$ khi không dùng bản dẫn hướng).
Kết quả và đóng góp
1. Tổng hợp các thông số kỹ thuật cốt lõi
| Hạng mục / Cụm chi tiết | Thông số tính toán | Giá trị thiết kế | Đơn vị đo |
|---|---|---|---|
| Động cơ X-047 | Công suất định mức ($N_e$) | 98,5 | $\text{kW}$ |
| Công suất chỉ thị ($N_i$) | 109,4 | $\text{kW}$ | |
| Số xilanh / Thứ tự nổ | 4 xilanh / 1-3-4-2 | - | |
| Chỉ số nén đa biến ($n_1$) | 1,34 | - | |
| Chỉ số giãn nở đa biến ($n_2$) | 1,23 | - | |
| Áp suất nén thực tế ($p_c''$) | 2,54 | $\text{MN/m}^2$ | |
| Giá trị biểu diễn $\Sigma T_{tb}$ | 23,93 | $\text{mm}$ | |
| Két làm mát | Nhiệt lượng truyền cho nước ($Q_{lm}$) | 128050 | $\text{J/s}$ |
| Nhiệt dung riêng của nước ($C_n$) | 4187 | $\text{J/(kg}\cdot\text{độ)}$ | |
| Độ chênh nhiệt độ nước ($\Delta t_n$) | 8 | $^\circ\text{C}$ | |
| Nhiệt độ trung bình nước ($t_n$) | 85 | $^\circ\text{C}$ | |
| Hệ số diện tích tản nhiệt ($\phi$) | 5 | - | |
| Áp suất mở van xả hơi nắp két | $0,125\div 0,15$ | $\text{MN/m}^2$ | |
| Áp suất mở van hút khí nắp két | $0,09\div 0,095$ | $\text{MN/m}^2$ | |
| Bơm nước ly tâm | Cột áp thiết kế ($H$) | 13 | $\text{mH}_2\text{O}$ |
| Hiệu suất cơ giới ($\eta_{cg}$) | 0,8 | - | |
| Bán kính mayơ ($r_0$) | 0,02 | $\text{m}$ | |
| Số cánh dẫn bánh công tác ($z$) | 8 | cánh | |
| Chiều dày cánh ($\delta_1, \delta_2$) | 4 | $\text{mm}$ | |
| Góc vào dòng chảy ($\beta_1$) | 13,2 | độ | |
| Góc ra cánh dẫn ($\alpha_2$) | 120 | độ | |
| Quạt gió & Điều khiển | Tốc độ quay quạt ($n_q$) | 5410 | $\text{vòng/phút}$ |
| Đường kính ngoài quạt ($D_q$) | 0,34 ($R=0,17$) | $\text{m}$ | |
| Chiều dài công tác cánh | 0,12 ($r=0,05$) | $\text{m}$ | |
| Nhiệt độ đóng khớp điện từ | 90 | $^\circ\text{C}$ | |
| Nhiệt độ ngắt khớp điện từ | 85 | $^\circ\text{C}$ |
2. Giải pháp và đóng góp kỹ thuật
- Thiết lập hoàn chỉnh quy trình tính toán động học và động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền thông qua sự kết hợp của các phương pháp đồ giải kinh điển (Briks, Tolle, Nguyễn Đức Phú).
- Đưa ra giải pháp điều khiển nhiệt độ nước làm mát bán tự động: kết hợp van hằng nhiệt chứa sáp xê-rê-zin bột đồng ở đường nước với ly hợp điện từ đóng cắt quạt gió theo ngưỡng nhiệt độ ($85^\circ\text{C} - 90^\circ\text{C}$), giúp động cơ nhanh chóng đạt nhiệt độ làm việc tối ưu và giảm tiêu hao công suất phụ tải khi chạy ở tốc độ cao.
- Hoàn thiện bộ số liệu tính toán kích thước hình học thực tế cho cụm két tản nhiệt cánh nhôm và bơm nước ly tâm đáp ứng đầy đủ yêu cầu tản nhiệt tại công suất cực đại $98,5\text{ kW}$.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế trong văn bản đồ án:
- Phân tích phụ tải và mài mòn chốt khuỷu dựa trên giả thiết chế độ phụ tải ổn định tại công suất định mức và tốc độ danh định, giả định độ mài mòn tỷ lệ thuận thuần túy với áp lực.
- Đồ án chưa xét đến các yếu tố công nghệ chế tạo và lắp ghép thực tế như độ bóng bề mặt, khe hở lắp ghép, đặc tính hóa lý của vật liệu hợp kim và chế độ thủy động học của màng dầu bôi trơn thay đổi theo thời gian.
- Các tính toán nhiệt - thủy lực của hệ thống làm mát dừng lại ở phương pháp giải tích - bán thực nghiệm tĩnh tại điểm công suất cực đại, chưa mô phỏng động học quá trình truyền nhiệt khi xe thay đổi chu kỳ tải hoặc điều kiện vận hành gió thay đổi.
Hướng phát triển:
- Ứng dụng phần mềm mô phỏng động lực học nhiều vật thể (MBD) và mô phỏng nhiệt - thủy khí động lực học (CFD) để đánh giá chi tiết sự phân bố nhiệt độ và dòng chảy cục bộ trong áo nước xilanh động cơ.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên môn hữu ích cho:
- Sinh viên chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Động lực, Kỹ thuật Ô tô, Kỹ thuật Nhiệt - Máy lạnh khi thực hiện đồ án môn học Động cơ đốt trong, đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống động lực.
- Phần giá trị cốt lõi đáng tham khảo:
- Quy trình từng bước lập bảng tính và vẽ các đồ thị động học, động lực học bằng phương pháp Briks, Tolle, Nguyễn Đức Phú.
- Các bước tính toán thủy lực bánh công tác bơm nước ly tâm (vận tốc vòng, góc nghiêng cánh, tam giác vận tốc) và tính toán diện tích tản nhiệt két nước dạng ống dẹp.
Câu hỏi thường gặp
1. Tỉ lệ xích và các bước cơ bản dựng đồ thị gia tốc piston bằng phương pháp Tolle trong đồ án là gì?
Tỉ lệ xích gia tốc được chọn là $174522,343\text{ (mm/s}^2\text{)/mm}$. Quá trình dựng gồm: vẽ trục hoành biểu diễn hành trình piston $AB = S$; từ điểm chết trên $A$ lấy tung độ lên phía trên $AC = j_{max}$, từ điểm chết dưới $B$ lấy xuống phía dưới $BD = j_{min}$; nối $CD$ cắt trục hoành tại $E$, lấy đoạn $EF$ xuống dưới; chia $CF$ và $FD$ thành 6 phần đẳng phân bằng nhau rồi vẽ các đường bao tiếp tuyến $11', 22', \dots$ để tạo đường cong gia tốc $j = f(x)$.
2. Khớp điện từ của quạt gió làm mát được điều khiển đóng và ngắt ở những ngưỡng nhiệt độ nào?
Mayơ quạt gió được dẫn động qua khớp điện từ: khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên đến $90^\circ\text{C}$, mạch điện đóng lại để quạt quay tản nhiệt; khi nhiệt độ nước giảm xuống dưới $85^\circ\text{C}$, khớp ngắt điện để quạt ngừng quay, tránh làm động cơ quá nguội và giảm tiêu hao công suất.
3. Áp suất định mức hoạt động của các van trên nắp két làm mát động cơ X-047 là bao nhiêu?
Nắp két nước bố trí van kép với thông số áp suất: van xả hơi tự động mở khi áp suất bên trong hệ thống vượt quá dải $0,125\div 0,15\text{ MN/m}^2$; van hút không khí mở ra khi áp suất hệ thống giảm xuống dưới dải $0,09\div 0,095\text{ MN/m}^2$.
4. Khối lượng quy dẫn thanh truyền về tâm chốt khuỷu ($m_2'$) được tính toán như thế nào?
Khối lượng thanh truyền quy đổi về tâm chốt khuỷu được tính bằng hiệu giữa khối lượng thanh truyền tổng thể và khối lượng quy về đầu nhỏ: $m_2' = m_{tt} - m_1 = 0,7 - 0,21 = 0,49\text{ kg}$.
5. Cơ cấu van hằng nhiệt trong động cơ X-047 hoạt động dựa trên nguyên lý vật lý nào?
Van hằng nhiệt hoạt động dựa trên hiện tượng giãn nở nhiệt thể tích của chất rắn đặt trong thân van, cụ thể là hỗn hợp sáp xê-rê-zin kết hợp với bột đồng. Khi nước nguội, van đóng nắp để nước chỉ tuần hoàn cục bộ trong thân máy; khi nước vượt nhiệt độ quy định, hỗn hợp giãn nở mạnh đẩy nắp van mở rộng để nước chảy qua két làm mát.
Kết luận
Đồ án môn học của tác giả Đinh Ngọc Tú đã giải quyết hoàn chỉnh các nội dung cốt lõi về tính toán động học, động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền và thiết kế kỹ thuật hệ thống làm mát cho động cơ ô tô du lịch X-047. Bằng việc phối hợp chuẩn xác các phương pháp đồ giải kỹ thuật kinh điển cùng hệ thống công thức nhiệt - thủy lực thực nghiệm, tác giả đã xác định đầy đủ các quy luật phân bố tải trọng cơ khí và thông số kích thước của két nước, bơm ly tâm và quạt gió. Công trình thể hiện tính khoa học, cấu trúc logic chặt chẽ và cung cấp nguồn tài liệu tra cứu có giá trị thực tiễn cao cho sinh viên ngành Kỹ thuật Động lực và Kỹ thuật Ô tô.