ĐỒ ÁN KHẢO SÁT HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ HYUNDAI D6AC

- KÈM BẢN VẼ CAD (NẾU GIAO DỊCH QUA ZALO 0985655837) Trong giai đoạn hiện nay ngành giao thông vận tải đang trên đà phát triển mạnh mẽ, hoà nhập cùng với tốc độ phát triển sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, đáp ứng nhu cầu về phương tiện đi lại và vận chuyển hàng hoá, phục vụ đời sống sinh hoạt của xã hội.Xe HYUNDAI là loại xe do Hàn Quốc sản xuất và được sử dụng rất phổ biến ở nước ta hiện nay. Đó là loại xe có nhiều chủng loại dùng để chở hàng được thiết kế và chế tạo khá hoàn thiện về mỹ thuật cũng như tính năng hoạt động. Xe có động cơ hiệu suất, độ bền và độ tin cậy cao, kết cấu cứng vững, gồm nhiều thiết bị đảm bảo an toàn cho người sử dụng trong các điều kiện đường sá khác nhau. Động cơ đốt trong ngày nay đang phát triển rất mạnh, giữ vai trò quan trọng trong nhiều ngành kinh tế quốc dân như nông nghiệp, giao thông vận tải đường bộ, đường sắt, đường biển, đường không cũng như trong nhiều ngành công nghiệp khác. Tuy nhiên, con đường phát triển đi lên của ngành động cơ đốt trong nói chung và ngành công nghiệp ôtô nói riêng của các nước rất khác nhau. Tuỳ thuộc chủ yếu vào năng lực của ngành cơ khí và mức độ công nghiệp hoá của từng nước.Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, người ta chia ra trong động cơ đốt trong cũng như trong ôtô ra nhiều hệ thống như hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hê thống làm mát...., mỗi hệ thống đều có tầm quan trọng nhất định. Hệ thống bôi trơn là một trong những hệ thống chính của động cơ. Việc khảo sát một hệ thống bất kỳ trong động cơ sẽ giúp cho sinh viên củng cố lại những kiến thức đã học và biết đi sâu tìm hiểu những hệ thống khác. Do vậy, đề tài khảo sát hệ thống bôi trơn trên động cơ ôtô là một trong những đề tài đã nói trên. Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn TRẦN THANH HẢI TÙNG em đã hoàn thành đề tài này.Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo ít nên đồ án tốt nghiệp không tránh khỏi những thiếu sót những vấn đề còn sơ sài. Kính mong được quý thầy cô chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.Cuối cùng em xin gởi đến thầy giáo hướng dẫn và quý thầy cô giáo trong bộ môn sự biết ơn chân thành nhất.

MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀTÀI

Ý NGHĨA KINH TẾ

Hiện nay, động cơ đốt trong đã trở thành một phần quan trọng trong nhiều lĩnh vực như giao thông vận tải (bao gồm đường bộ, đường sắt, đường thuỷ và hàng không), nông nghiệp, công nghiệp, xây dựng và quốc phòng.

Động cơ đốt trong hiện đang là loại động lực chủ yếu, chiếm khoảng 90% tổng công suất thiết bị động lực từ mọi nguồn năng lượng Trong đó, động cơ đốt trong loại piston có hiệu suất cao nhất và được sử dụng phổ biến nhất Thuật ngữ “động cơ đốt trong” thường được hiểu ngắn gọn là động cơ piston Để nghiên cứu hiệu quả, động cơ đốt trong được phân chia thành nhiều hệ thống như hệ thống bôi trơn, làm mát, và nhiên liệu, trong đó hệ thống bôi trơn đóng vai trò quan trọng.

Ý NGHĨA VỀ KỸ THUẬT

Trong quá trình học tập các môn chuyên ngành động cơ đốt trong, đồ án tốt nghiệp với đề tài khảo sát hệ thống bôi trơn giúp sinh viên hiểu rõ hơn về một trong các hệ thống của động cơ Việc khảo sát này không chỉ giúp sinh viên nắm bắt sâu hơn các hệ thống khác mà còn mang lại kinh nghiệm quý báu và định hướng cho việc tìm hiểu chuyên sâu sau khi ra trường.

KHẢO SÁT ĐỘNG CƠ D6AC

GIỚI THIỆU CHUNG XE HYUNDAI

Động cơ D6AC là một trong những động cơ Diesel hiện đại và phổ biến nhất hiện nay, thường được lắp đặt trên xe HYUNDAI 19 tấn.

Xe HYUNDAI với công thức lốp 8 x 4 được thiết kế chủ yếu để vận chuyển hàng hóa sạch như hoa quả và nước ngọt, thường hoạt động trong các khu vực đô thị Ngoài ra, xe còn phục vụ chở khách và các phương tiện khác Với kết cấu cứng vững, độ bền và độ tin cậy cao, xe cung cấp đầy đủ tiện nghi cho người sử dụng, đảm bảo an toàn Hình dáng bên ngoài và nội thất của xe cũng mang tính mỹ thuật cao Trong những năm gần đây, xe HYUNDAI đã được nhập khẩu và sử dụng phổ biến tại Việt Nam.

Hãng HYUNDAI đã phát triển động cơ D6AC với công nghệ sản xuất tiên tiến, mang lại hiệu suất cao và công suất cực đại 340 PS tại 2200 vòng/phút Động cơ này được trang bị đầy đủ hệ thống làm mát với vòng tuần hoàn kín và hệ thống bôi trơn cưỡng bức, đảm bảo hoạt động tối ưu.

BẢNG CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ D6AC

2.2.1 Các thông số kỹ thuật của động cơ D6AC.

Có 6 máy piston thẳng hàng :1-5-3-6-2-4

Hành trình piston : 140 mm Đường kính xy lanh : 130 mm

Số vòng quay cực đại : 2200 vòng / phút.

Công suất cực đại : 340/2200 vòng / phút.

Mô men cực đại : 140 kg.m / số vòng quay 1400 vòng / phút.

Khối lượng khô (chưa có dầu bôi trơn, nhiên liệu, nước làm mát): 990 kg

Khối lượng đầy đủ : 1035 kg

Kích thước bao chiều dài : 1338,6 mm

Kích thước bao chiều rộng : 1041,9 mm

Kích thước bao chiều cao : 1171,6 mm Áp suất van an toàn : 12 kg / cm 2

Thông số Giá trị Đơn vị

Số xy lanh 6 xy lanh xếp thẳng hàng

Thứ tự làm việc 1-5-3-6-2-4 Đường kính × hành trình 130 x 140 [mm]

Dung tích xy lanh 1858 [cm 3 ]

Kiểu buồng cháy Buồng cháy thống nhất

Góc phun sớm 17 o trước điểm chết trên

- Góc mở sớm xu páp nạp

- Góc đóng muộn xu páp nạp

- Góc mở sớm xu páp thải

- Góc đóng muộn xu páp thải ϕ1 = 10 0 ϕ 2 = 46 0 ϕ3 = 56 0 ϕ 4 = 10 0

CƠ CẤU KHUỶU TRỤC – THANH TRUYỀN - PISTON

Trục khuỷu là một trong những chi tiết máy quan trọng nhất trong động cơ đốt trong, có nhiệm vụ chuyển đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay để truyền công suất ra ngoài Trong quá trình hoạt động, trục khuỷu phải chịu lực tác động lớn từ khí thể và lực quán tính, dẫn đến tình trạng làm việc nặng nề và có tính chất va đập mạnh Những lực này không chỉ gây hao mòn lớn trên các bề mặt ma sát mà còn ảnh hưởng đến tuổi thọ của trục khuỷu, điều này cho thấy rằng tuổi thọ của khuỷu trục thanh truyền phụ thuộc chủ yếu vào độ bền, độ cứng và độ chính xác của trục khuỷu.

Hình 2.1 Kết cấu trục khuỷu động cơ D6AC.

1-Cổ khuỷu; 2- Lỗ dầu bôi trơn; 3-Bánh răng dẫn động các cơ cấu khác; 4- Chốt khuỷu

Trục khuỷu của động cơ D6AC trên xe HYUNDAI được chế tạo từ một khối liền bằng thép các bon với thành phần carbon trung bình, đảm bảo tính cân bằng và đồng đều trong quá trình sản xuất Các bề mặt gia công đạt độ bóng cao, với đường kính cổ trục khuỷu là 100 mm Thứ tự làm việc của các xi lanh là 1-5-3-6-2-4, giúp động cơ hoạt động ổn định mà không xảy ra hiện tượng giao động.

Thanh truyền là bộ phận kết nối piston với trục khuỷu trong động cơ, có nhiệm vụ truyền lực từ piston xuống trục khuỷu để tạo ra chuyển động quay Khi động cơ hoạt động, thanh truyền phải chịu tác động của nhiều lực như lực khí thể trong xi lanh, lực quán tính của nhóm piston và lực quán tính của chính thanh truyền Đặc biệt, trong các động cơ của HYUNDAI, thanh truyền có những đặc điểm và yêu cầu riêng biệt để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

Thanh truyền của động cơ D6AC được chế tạo từ thép carbon và thép hợp kim, với thép carbon được ưa chuộng nhờ giá thành rẻ và dễ gia công Thành phần của thép bao gồm các nguyên tố như Mn, Ni và Vônphram Tiết diện của thanh truyền có hình chữ I, với đầu to được khoan lỗ dầu để bôi trơn xilanh Hai nửa của đầu to thanh truyền được lắp ghép với nhau và kết nối với thanh truyền bằng hai bu lông Đường kính chốt khuỷu lắp vào đầu to thanh truyền là 84 mm.

Hình 2.2 Thanh truyền động cơ D6AC.

1- Đầu to thanh truyền; 2- Đầu nhỏ thanh truyền; 3- Thân thanh truyền.

Piston là một bộ phận quan trọng trong động cơ đốt trong, chịu áp lực lớn, nhiệt độ cao và ma sát lớn trong quá trình hoạt động Những yếu tố này tạo ra ứng suất cơ học và nhiệt, trong khi mài mòn xảy ra do thiếu dầu bôi trơn giữa piston và xilanh Piston có nhiệm vụ chính là đảm bảo kín buồng cháy, ngăn không cho khí cháy lọt xuống các te và giữ dầu nhờn không bị hút lên buồng cháy.

Trong động cơ hai kỳ, lực khí thể được tiếp nhận và truyền cho thanh truyền, giúp quay trục khuỷu trong quá trình nén khí Đồng thời, động cơ cũng thực hiện việc đẩy khí thải ra khỏi xilanh trong quá trình thải và hút khí nạp mới vào buồng cháy trong quá trình nạp Nhóm piston trong động cơ này hoạt động như một van trượt, đảm nhiệm việc phối khí bằng cách đóng mở các lỗ nạp, lỗ quét và lỗ thải.

Động cơ piston xe HYUNDAI có cấu tạo bao gồm ba phần chính: đầu to, đầu nhỏ và thân của thanh truyền Những thành phần này đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi năng lượng từ quá trình đốt cháy nhiên liệu thành chuyển động, giúp xe hoạt động hiệu quả.

Hình 2.3 Kết cấu piston động cơ D6AC.

1- Xec măng lửa 2- Xec măng khí 3- Xec măng dầu 4- Vòng chặn chốt piston 5- Chốt piston 6- Piston.

Piston của động cơ D6AC được làm từ hợp kim nhôm, đảm bảo độ bền cao để đáp ứng các điều kiện làm việc khắc nghiệt Vật liệu chế tạo piston cần phải đáp ứng nhiều yêu cầu khắt khe nhằm đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy trong quá trình vận hành.

Piston được chế tạo từ vật liệu có sức bền cao, chịu được nhiệt độ và tải trọng thay đổi, với trọng lượng riêng nhỏ và hệ số dẫn nhiệt lớn Chúng có khả năng chống mòn tốt trong điều kiện bôi trơn kém và nhiệt độ cao, đồng thời kháng lại sự mài mòn hóa học do khí cháy Hiện nay, gang và hợp kim nhẹ là vật liệu phổ biến để sản xuất piston, trong khi thép ít được sử dụng Piston thường được trang bị một xéc măng lửa, một xéc măng khí và một xéc măng dầu, với đường kính 130 mm Các rãnh trên piston được thiết kế để lắp xéc măng, trong đó chiều cao rãnh cho xéc măng khí là 4 mm và chiều cao cho xéc măng dầu là 5 mm.

CƠ CẤU PHỐI KHÍ

Cơ cấu phân phối khí có vai trò quan trọng trong quá trình thay đổi khí, giúp thải sạch khí thải khỏi xilanh và nạp đầy khí hổn hợp hoặc không khí mới, đảm bảo động cơ hoạt động liên tục Động cơ đốt trong thường sử dụng các loại cơ cấu phân phối khí khác nhau để tối ưu hóa hiệu suất làm việc.

Hinh 2.4 Cơ cấu phân phối khí động cơ D6AC.

1- Trục cam 2- Đũa đẩy 3- Trục cò mổ 4- Cò mổ 5- Lò xo xupap 6- Xupap.

Cơ cấu phân phối khí sử dụng xupap và van trượt được ứng dụng phổ biến trong động cơ bốn kỳ nhờ vào thiết kế đơn giản và hiệu suất hoạt động hiệu quả.

Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt có nhiều ưu điểm như tiết diện lưu thông lớn, khả năng làm mát tốt và độ ồn thấp Tuy nhiên, do kết cấu phức tạp và chi phí chế tạo cao, nó ít được sử dụng Trong động cơ hai kỳ, piston thực hiện chức năng của van trượt để đóng mở lỗ nạp và lỗ thải mà không cần cơ cấu dẫn động van trượt Cơ cấu phân phối khí hỗn hợp thường sử dụng lỗ để nạp và xupap để thải, cần đảm bảo đóng mở đúng thời gian, độ mở lớn cho dòng khí lưu thông dễ dàng, xupap thải không tự mở trong quá trình nạp, ít mòn, tiếng kêu nhỏ, dễ điều chỉnh và sửa chữa, cùng với chi phí chế tạo thấp Cơ cấu phối khí kiểu một trục cam được đặt ở thân máy, sử dụng đũa đẩy và cò mổ, với bộ dẫn động bánh răng truyền chuyển động từ bánh răng, trục khuỷu qua bánh răng trung gian đến bánh răng trục cam.

Khi tháo lắp bánh răng, cần lưu ý rằng các dấu trên bánh răng phải trùng khớp với nhau Trục cam được làm từ thép, và cả bề mặt làm việc của các cam lẫn cổ trục cam đều được tôi để đảm bảo độ bền và hiệu suất.

Trục cam của động cơ 5 cao tần được lắp thẳng vào lốc máy với 3 cổ trục, đầu trục cam được trang bị bánh răng để dẫn động Xu páp nạp và xu páp thải được điều khiển bởi cò mổ, trong khi trục cam được dẫn động từ trục khuỷu Đường kính thân xu páp đạt 8 mm, với khe hở giữa ống dẫn hướng và thân xu páp là 0,08 mm Đặc biệt, động cơ còn được trang bị turbô tăng áp kiểu hướng kính, nâng cao hiệu suất hoạt động.

Hình 2.5: Sơ đồ dẫn động cam động cơ D6AC.

1- Dẫn động bơm dầu, 2- Bánh răng dẫn động trục cam, 3- Bánh răng dẫn động bơm nước, 4,8- Bánh răng dẫn động trung gian, 5-Bánh răng trục cân bằng, 6-Dẫn động bơm nhiên liệu, 7- Bánh răng trục khuỷu.

HỆ THỐNG LÀM MÁT

Động cơ D6AC có hệ thống làm mát bằng nước kiểu một vòng kín.

Hệ thống tuần hoàn cưỡng bức bao gồm các thành phần chính như áo nước xi lanh, nắp máy, két nước, bơm nước, van hằng nhiệt, quạt gió và các đường ống dẫn nước Để đảm bảo hiệu suất làm mát, hệ thống này sử dụng nước nguyên chất kết hợp với chất phụ gia chống gỉ Két làm mát được lắp đặt ở phía đầu xe, với đường nước vào từ van hằng nhiệt và đường nước ra đến bơm, đồng thời có các giàn ống dẫn nước gắn cánh tản nhiệt trên két nước.

Bơm nước kiểu ly tâm được dẫn động từ trục khuỷu qua dây đai, trong khi quạt gió cũng được điều khiển bằng dây đai Van hằng nhiệt hoạt động bằng cách đóng lại khi nhiệt độ dưới 87°C và mở ra khi nhiệt độ đạt 98°C Quạt nước sử dụng loại φ 320-12A.

Hình 2.6: Sơ đồ khối hệ thống làm mát động cơ D6AC.

1- Két làm mát, 2- Van hằng nhiệt, 3- Đường ống dẫn dầu, 4- Nước về két làm mát,

HỆ THỐNG BÔI TRƠN

Hệ thống bôi trơn động cơ D6AC hoạt động theo kiểu cưỡng bức và vung toé, có chức năng bôi trơn các bề mặt ma sát và làm mát các chi tiết Hệ thống này bao gồm các thành phần chính như bơm dầu, van an toàn, lọc dầu, các te dầu và đường ống dẫn dầu, giúp dầu từ các te được hút và phân phối hiệu quả.

6 bằng bơm qua bầu lọc vào đường dầu dọc trong thân máy vào trục khuỷu lên trục cam, từ

Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống bôi trơn động cơ D6AC

1- Hộp cácte; 2- Lưới lọc; 3- Bơm dầu; 4- Van an toàn; 5- Bộ làm mát dầu nhờn; 6-Van hằng nhiệt; 7- Lọc dầu; 8- Van an toàn; 9- Trục khuỷu; 10- Ông phun dầu làm mát piston; 11- Piston; 12- Trục cam; 13- Con đội; 14- Dàn mò mổ; 15- Xupap;16- Bánh răng dẫn động trục cam; 17- Tuabin tăng áp; 18- Bơm cao áp.

Bơm dầu hút dầu từ hộp cacte sau khi được lọc sơ bộ tại lưới lọc, đưa dầu đến bộ làm mát dầu bôi trơn.

(5) Dầu bôi trơn sau khi được làm mát (nếu nhiệt độ của dầu quá lớn) qua bầu lọc dầu

(7) đi đến các đường dầu chính như sau:

+ Bôi trơn các cổ trục khuỷu, cổ trục đầu to thanh truyền.

+ Ống phun dầu lên phía dưới piston để bôi trơn thành xilanh và làm mát đỉnh piston.

+ Bôi trơn các chi tiết của cơ cấu phân phối khí: Trục cam, con đội, cò mổ, + Bôi trơn tuabin tăng áp.

+ Bôi trơn hệ bánh răng phối khí.

+ Bôi trơn bơm cao áp.

Dầu bôi trơn từ trục khuỷu và hệ bánh răng phối khí sẽ tự rơi về hộp cacte, trong khi dầu từ bơm cao áp và tuabin tăng áp được dẫn qua các ống về hộp cacte Nếu bơm dầu hoạt động với áp suất quá cao, van an toàn sẽ mở để dầu thoát trở về thùng cacte, ngăn ngừa ống dầu bị vỡ Khi bầu lọc bị bẩn, dầu bôi trơn sẽ bị thiếu, vì vậy van sẽ mở khi áp suất lớn hơn 2,5 kg/cm² để đảm bảo đủ dầu cho hệ thống Khi động cơ mới khởi động, van sẽ đóng để ngăn dầu lạnh đi qua bộ làm mát, và khi nhiệt độ dầu vượt quá 85°C, van sẽ mở để dầu đi qua bộ làm mát đến bầu lọc.

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

Hệ thống nhiên liệu của động cơ DIESEL trong động cơ đốt trong có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu vào xilanh đúng lúc theo quy luật định sẵn, đồng thời phun tơi và phân bố đều hơi nhiên liệu trong buồng cháy Đối với hệ thống nhiên liệu của động cơ D6AC trên xe HYUNDAI, các đặc điểm và chức năng cụ thể sẽ được trình bày chi tiết hơn.

Hệ thống nhiên liệu của động cơ D6AC được thiết kế để dự trữ nhiên liệu, đảm bảo hoạt động liên tục trong thời gian quy định Hệ thống này có khả năng lọc sạch nước và tạp chất, cung cấp lượng nhiên liệu cần thiết cho mỗi chu trình làm việc của động cơ Đồng thời, nó phân phối nhiên liệu đồng đều vào các xy lanh theo trình tự hoạt động và đảm bảo cung cấp nhiên liệu đúng lúc Thùng chứa và bơm cao áp phân phối PE đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hiệu suất hoạt động của động cơ.

Hình 2.8 Hệ thống nhiên liệu động cơ D6AC.

1- Kim phun; 2- Đường dầu hồi; 3- Giá kẹp ống nhiên liệu; 4- Ống hồi; 5- Bình dầu hồi; 6- Thùng chứa nhiên liệu; 7- Bầu lọc nhiên liệu; 8- Bộ hạn chế tốc độ; 9- Bơm tay; 10- Trục dẫn động bơm; 11-Van giãm áp; 12- Đường ống chính của nhiên liệu. loại này có đặc điểm:

• Mỗi xi lanh có một phần tử bơm nhiên liệu riêng.

• Để thay đổi lưu lượng cung cấp cho chu trình thông qua cơ cấu thanh răng để xoay piston.

ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

HỆ THỐNG BÔI TRƠN DÙNG CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

3.2.1 Các phương án bôi trơn trong động cơ đốt trong.

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý bôi trơn bằng phương pháp vung toé dầu.

1- Bánh lệch tâm; 2- Piston bơm dầu; 3- Thân bơm; 4-Cácte; 5-Điểm tựa; 6- Máng dầu phụ; 7-Thanh truyền có thìa hắt dầu.

3.2.1.1 Bôi trơn bằng phương án vung toé dầu:

Bôi trơn vung toé trong động cơ nằm ngang.

Bôi trơn vung toé trong động cơ đứng.

Bôi trơn vung toé có bơm dầu đơn giản.

Dầu nhờn được chứa trong cacte (4) khi động cơ làm việc nhờ vào thìa múc dầulắp trên đầu to thanh truyền (7) múc hắt tung lên.

Khi múc dầu trong cacte cách xa thìa múc, hệ thống bôi trơn cần sử dụng bơm dầu đơn giản để bơm dầu lên máng dầu phụ, từ đó dầu nhờn được hắt tung lên Mỗi vòng quay của trục khuỷu sẽ hắt dầu múc lên một lần, các hạt dầu sẽ rơi tự do xuống các mặt ma sát của ổ trục Để đảm bảo các ổ trục luôn có đủ dầu, các vách ngăn trên ổ trục thường được thiết kế với các gân hứng dầu.

- Ưu điểm: Kết cấu của hệ thống bôi trơn rất đơn giản, dễ bố trí.

Phương án bôi trơn này có nhược điểm là lạc hậu, không đảm bảo lưu lượng dầu bôi trơn cho ổ trục, dẫn đến tuổi thọ dầu nhanh chóng giảm và cường độ bôi trơn không ổn định, vì vậy ít được sử dụng.

Hiện nay, phương án bôi trơn này chủ yếu được áp dụng trong các động cơ cũ có công suất nhỏ và tốc độ thấp, thường gặp ở động cơ một xilanh kiểu nằm ngang như T62, W1105, hoặc một số loại động cơ một xilanh kiểu đứng Những động cơ này sử dụng kết hợp giữa bôi trơn vung té dầu và bôi trơn tự động bằng cách nhỏ dầu, như trong các động cơ Becna và Slavia kiểu cũ.

3.2.1.2 Phương án bôi trơn cưỡng bức:

Trong các động cơ đốt trong hiện nay, hầu hết đều sử dụng hệ thống bôi trơn cưỡng bức Dầu nhờn được bơm từ nơi chứa đến các bề mặt ma sát dưới áp suất cần thiết, đảm bảo hiệu quả bôi trơn, làm mát và tẩy rửa cho các bề mặt ma sát ổ trục.

Hệ thống bôi trơn cưỡng bức của động cơ bao gồm các thiết bị cơ bản như thùng chứa dầu, bơm dầu, bầu lọc thô và bầu lọc tinh, cùng với két làm mát dầu nhờn Hệ thống này còn có các đường ống dẫn dầu, đồng hồ báo áp suất, đồng hồ báo nhiệt độ của dầu nhờn và các van điều chỉnh.

Hệ thống bôi trơn cưỡng bức được phân chia thành hai loại chính dựa trên vị trí chứa dầu: cácte ướt, nơi dầu được chứa trong cácte, và cácte khô, nơi dầu được lưu trữ trong thùng dầu bên ngoài cácte Ngoài ra, theo hình thức lọc, hệ thống này còn được chia thành hai loại: hệ thống bôi trơn sử dụng lọc thấm và hệ thống bôi trơn sử dụng lọc ly tâm, bao gồm cả loại toàn phần và không toàn phần Chúng ta sẽ lần lượt khảo sát từng loại hệ thống bôi trơn này.

3.2.1.3 Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte ướt : a Sơ đồ và nguyên lý làm việc.

Dầu nhờn trong cácte được bơm qua phao hút dầu để đảm bảo hút dầu sạch và tránh bọt khí Sau đó, dầu đi qua lọc thô để loại bỏ các tạp chất lớn trước khi được đưa vào đường dầu chính, cung cấp bôi trơn cho các ổ trục khuỷu và cam Đường dầu trong trục khuỷu giúp bôi trơn chốt và đầu to thanh truyền, trong khi các đường dầu khác cung cấp dầu cho các cơ cấu phối khí Khoảng 15-20% lượng dầu sẽ đi qua bầu lọc tinh trước khi trở về cácte Bầu lọc tinh có thể được lắp gần hoặc xa bầu lọc thô nhưng luôn theo mạch rẽ Hệ thống còn có đồng hồ đo áp suất và nhiệt độ dầu nhờn để theo dõi hoạt động.

Khi nhiệt độ của dầu bôi trơn lên cao quá 80 0 C, vì do độ nhớt giảm sút, van điều khiển

C sẽ mở để dầu nhờn đi qua két làm mát dầu nhờn 11 Sau một thời gian hoạt động, bầu lọc thô có thể bị tắc do quá tải, khiến van an toàn D của bầu lọc thô được dầu nhờn đẩy mở ra Khi đó, dầu không thể qua bầu lọc thô mà sẽ đi thẳng vào đường dầu chính 6 Để duy trì áp suất dầu bôi trơn ổn định trong toàn bộ hệ thống, van an toàn a được lắp đặt trong hệ thống bôi trơn.

Để tối ưu hóa quá trình bôi trơn cho các bề mặt làm việc của xilanh và piston, một số động cơ sử dụng dầu vung ra từ ổ đầu to thanh truyền Bằng cách khoan một lỗ nhỏ trên đầu to thanh truyền, dầu được phun về phía trục cam, nâng cao chất lượng bôi trơn cho cả trục cam và xilanh Ưu điểm của phương pháp này là cung cấp đầy đủ dầu bôi trơn về số lượng và chất lượng, đồng thời đảm bảo độ tin cậy cao cho hệ thống bôi trơn.

Nhược điểm của động cơ sử dụng cácte ướt là khi hoạt động ở độ nghiêng lớn, dầu nhờn có thể dồn về một phía, dẫn đến hiện tượng phao hút dầu bị hẫng Điều này làm cho lưu lượng dầu cung cấp không đảm bảo đúng yêu cầu.

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte ướt.

1- Phao hút dầu; 2- Bơm dầu nhờn; 3- Lọc thô; 4- Trục khuỷu; 5- Đường dầu lên chốt khuỷu; 6- Đường dầu chính; 7- Ổ trục cam; 8- Đường dầu lên chốt piston; 9- lỗ phun dầu; 10- Bầu lọc tinh; 11- Két làm mát dầu; 12- Thước thăm dầu; 13- Đường dẫn dầu. a- Van an toàn của bơm dầu; b- Van an toàn của lọc thô; c- Van khống chế dầu qua két làm mát; T- Đồng hồ nhiệt độ dầu nhờn; M-Đồng hồ áp suất. b Phạm vi sử dụng:

Hầu hết động cơ đốt trong hiện nay sử dụng hệ thống bôi trơn cưỡng bức, trong đó dầu nhờn được bơm đến các bề mặt ma sát với áp suất nhất định, đảm bảo bôi trơn, làm mát và tẩy rửa ổ trục Hệ thống bôi trơn cácte ướt thường được áp dụng cho động cơ ô tô hoạt động trên địa hình bằng phẳng, vì khi động cơ nghiêng, dầu có thể dồn về một phía, gây ảnh hưởng đến khả năng hút dầu.

3.2.1.4 Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte khô a Sơ đồ và nguyên lý làm việc:

Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte ướt khác với hệ thống truyền thống ở chỗ có thêm hai bơm hút dầu từ cácte về thùng chứa Sau đó, bơm thứ hai sẽ chuyển dầu đi để bôi trơn Trong khi hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte ướt sử dụng cácte làm nơi chứa dầu, hệ thống này lại sử dụng thùng chứa dầu Van d thường ở trạng thái mở.

Trong một số động cơ tĩnh tại và tàu thuỷ, hệ thống bôi trơn thường được trang bị bơm tay hoặc bơm điện để cung cấp dầu nhờn đến các mặt ma sát Việc này giúp điền đầy các đường ống dẫn trước khi khởi động động cơ, đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu Sơ đồ bố trí của bơm tay hoặc bơm điện có thể được tham khảo trong hình (3.4).

Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte khô.

1- Phao hút dầu; 2- Bơm chuyển dầu nhờn; 3- Bầu lọc thô; 11-Két làm mát dầu 14- Thùng chứa dầu; 15-Bơm hút dầu từ cácte về thùng chứa; a- Van an toàn của bơm; b- Van an toàn của bầu lọc thô; d- Van khống chế dầu qua két làm mát ; M- Đồng hồ áp suất; T- Đồng hồ nhiệt độ dầu nhờn. Ưu - nhược điểm: Ưu điểm: Cácte chỉ hứng và chứa dầu tạm thời, còn thùng dầu mới là nơi chứa dầu để đi bôi trơn nên động cơ có thể làm việc ở độ nghiên lớn mà không sợ thiếu dầu, dầu được cung cấp đầy đủ và liên tục.

KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT CỤM CHI TIẾT CHÍNH HTBT

để bôi trơn các mặt ma sát.

Cách bôi trơn này không yêu cầu hệ thống bôi trơn phức tạp, giúp việc bôi trơn các chi tiết máy trở nên đơn giản và dễ dàng Tuy nhiên, việc dầu nhờn theo khí hỗn hợp vào buồng cháy có thể dẫn đến việc hình thành muội than bám trên đỉnh piston Càng pha nhiều dầu nhờn, lượng muội than trong buồng cháy càng gia tăng, gây ra hiện tượng piston nhanh nóng, quá nhiệt, và dễ dẫn đến cháy sớm, kích nổ, cũng như hiện tượng đoản mạch do bugi bị bám bụi than.

Ngược lại, pha ít dầu nhờn, bôi trơn kém, ma sát lớn dễ làm cho piston bị bó kẹt trong xilanh.

Phương án bôi trơn động cơ đốt trong, mặc dù đơn giản, nhưng gặp nhiều nhược điểm, đặc biệt trong bối cảnh hiện nay khi vấn đề môi trường được đặt lên hàng đầu Hệ thống này đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp dầu nhờn để bôi trơn các bề mặt ma sát và loại bỏ cặn bẩn, nhưng ngày càng ít được sử dụng Để đảm bảo hiệu quả bôi trơn, dầu nhờn cần phải đáp ứng các tiêu chuẩn về tính năng lý - hóa trong giới hạn cho phép.

Hệ thống bôi trơn trong động cơ đốt trong sử dụng dầu nhờn để giảm thiểu công suất tiêu hao do ma sát tại các ổ trục Dầu nhờn giúp loại bỏ nhiệt lượng sinh ra từ ma sát, tỏa ra môi trường xung quanh, từ đó giảm mài mòn cho các chi tiết máy và bảo vệ chúng khỏi hiện tượng gỉ sét.

3.3 KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT CỤM CHI TIẾT CHÍNH CỦA HỆ THỐNG BÔI

3.3.1 Thiết bị lọc dầu: Để luôn giữ cho dầu bôi trơn được sạch, đảm bảo cho ổ trục ít bị mài mòn do tạp chất cơ học Trong quá trình làm việc của động cơ, dầu nhờn bị phân huỷ và nhiễm bẩn bởi nhiều tạp chất như:

Mạt kim loại hình thành do sự mài mòn giữa các bề mặt ma sát, đặc biệt trong giai đoạn chạy rà động cơ và sau khi động cơ đã trải qua quá trình làm việc kéo dài vượt quá chu kỳ đại tu.

Khi không khí được nạp vào xilanh, nó mang theo các tạp chất như bụi và các chất khác Những tạp chất này sẽ hòa trộn với dầu nhờn và chảy xuống cácte, gây ảnh hưởng đến hiệu suất của động cơ.

Nhiên liệu hoặc dầu nhờn cháy không hoàn toàn tạo thành muội than, bám trên thành xilanh, sau đó rớt xuống cácte.

Các tạp chất hóa học trong dầu nhờn thường xuất hiện do quá trình biến chất, oxy hóa hoặc tác động của axit trong quá trình cháy Để loại bỏ tối đa các tạp chất này, đặc biệt là tạp chất cơ học, cần phải lọc sạch dầu bằng thiết bị lọc dầu nhờn Đối với bầu lọc thô, nó được lắp đặt trực tiếp trên đường dầu, thường là ngay sau bơm dầu, đảm bảo rằng toàn bộ dầu trước khi bôi trơn đều phải qua bầu lọc.

Sức cản của lọc dầu không nên quá lớn, với độ chênh lệch áp suất trước và sau bầu lọc thường không vượt quá 0.1 MN/m² Loại bầu lọc thô chỉ có khả năng lọc các cặn bẩn có kích thước lớn hơn 0.03mm.

Bầu lọc tinh thường được lắp đặt theo mạch rẽ do sức cản lớn của chúng Lượng dầu phân nhánh qua bầu lọc tinh chỉ chiếm khoảng 15-20% tổng lượng dầu mà bơm cung cấp Các bầu lọc tinh có khả năng loại bỏ tạp chất với kích thước rất nhỏ.

Hình 3.5 Bầu lọc thấm có lõi lọc bằng giấy.

1- Giấy lọc; 2- Tấm lọc; 3- Rãnh dẫn dầu; 4- Trục lõi lọc; 5- Lỗ dẫn dầu trên trục 4;

6- Lỗ chứa dầu của lõi lọc. nhỏ đến 0.1àm, cỏc chất keo, nước lả và cả cỏc axit lẫn trong dầu nhờn, dầu đi qua lọc tinh thường ngay sau đó là trở về cácte.

Dựa vào kết cấu và nguyên lý làm việc của bầu lọc người ta bố trí thiết bị lọc dầu trên động cơ như sau:

Bầu lọc dầu là thiết bị lọc thấm được sử dụng phổ biến hiện nay, với nhiều loại khác nhau tùy thuộc vào phần tử lọc, bao gồm bầu lọc thô và lọc tinh Trên động cơ D6AC, bầu lọc được làm bằng giấy, mang lại hiệu suất lọc hiệu quả.

Dầu nhờn từ đường dầu chính được bơm vào bầu lọc với áp suất cao Trong bầu lọc, giấy lọc và khung tấm lọc được sắp xếp xen kẽ, cho phép dầu thấm qua và được lọc sạch Sau khi lọc, dầu tập trung vào các rãnh 3, rồi chảy vào các lỗ chứa dầu 6 và theo lỗ 5 trên trục bầu lọc 4 về cácte.

Lỗ dẫn dầu trên trục 4 có kích thước nhỏ (1÷2mm) và thường chỉ có một lỗ, giúp đảm bảo sức cản của bầu lọc và an toàn khi các tấm lọc bị rách Loại bầu lọc này cho phép dầu được lọc sạch, chiếm khoảng 15÷20% lưu lượng dầu bôi trơn và thường được lắp đặt cuối cùng trong hệ thống đường dầu chính Ưu điểm của bầu lọc là giá thành rẻ, dễ thay thế và bảo trì, đồng thời có khả năng lọc các tạp chất nhỏ đến 1÷2mm Tuy nhiên, nhược điểm là bầu lọc dễ bị hỏng và chỉ có thể thay thế trong kỳ bảo dưỡng, không thể sử dụng lại.

Trong động cơ đốt trong, các loại bơm dầu nhờn như bơm piston, bơm phiến trượt, bơm bánh răng và bơm trục vít hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển dầu bằng áp suất thuỷ tĩnh Mỗi loại bơm có cấu trúc đặc trưng, dẫn đến những ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng khác nhau.

Trên động cơ ô tô, bơm bánh răng là lựa chọn phổ biến nhờ vào thiết kế nhỏ gọn và khả năng bố trí dễ dàng Loại bơm này đảm bảo áp suất dầu ổn định, cung cấp dầu liên tục cho động cơ Đặc biệt, bơm bánh răng nổi bật với độ tin cậy cao và tuổi thọ lâu dài Bài viết sẽ khảo sát một số loại bơm điển hình được sử dụng trên động cơ đốt trong.

TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ D6AC

TÍNH TOÁN CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ

4.1.1 Thông số cho trước của động cơ :

Tên thông số Ký hiệu Thứ nguyên Giá trị

Công suất có ích Nc Kw 250

Số vòng quay n Vòng/phút 2200 Đường kính xilanh D mm 130

Góc mở xupáp nạp ϕ 1 Độ 10 0

Góc đóng muộn xupáp nạp ϕ 2 Đô 46 0

Góc mở xupáp thải ϕ 3 Độ 56 0

Góc đóng muộn xupáp thải ϕ 4 Đô 10 0

Loại buồng cháy:thống nhất

4.1.2.Thông số chọn của động cơ:

Tên thông số Ký hiệu Thứ nguyên Giá trị

Ap suất khí nạp pk MN/m 2 0,17

Nhiệt độ khí nạp Tk K 300

Hệ số dư lượng không khí α 1,3

Ap suất cuối kì nạp pa MN/m 2 0,1595

Ap suất khí sót pr MN/m 2 0,11

Nhiệt độ khí sót Tr K 800 Độ sấy nóng khí nạp mới ∆T 30

Hệ số lợi dụng nhiệt tại z ξz 0,8

Hệ số lợi dụng nhiệt tai b ξb 0,8

Tỷ số tăng áp suất λ 1,52

Hệ số quét buồng cháy λ2 1

Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt λt 2

Hệ số điền đầy đồ thị ϕd 0,9

4.1.3.Tính toán các thông số của chu trình:

1.Tính hệ số khí sót γr : m a r t a r r k r p p p p T

3 Tính nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta (K) :

4 Tính sốmol không khí để đốt cháy một kg nhiên liệu M0 (kmolKk/kgnl) :

5 Tính số mol khí nạp mới M1 :

6 Tỷ nhiệt của không khí mCvkk(kJ/kmol.K)

7 Tỷ nhiệt mol của sản phẩm cháy mC // v(kJ/kmol.K) :

8 Tỷ số của hỗn hợp cháy mC / v (kJ/kmol.K): r

Có thể viết dưới dạng :

9 Tính chỉ số nén đa biến trung bình n1 :

Chọn trước n1, thế vào phương trình sau, giải bằng phương mò nghiệm.

Chọn n1= 1,367 khi sai số hai vế nhỏ hơn 0,001 thì lấy giá trị đã chọn.

10 Tính nhiệt độ cuối kỳ nén Tc (K):

11 Tính áp suất cuối kỳ nén pc (MN/m 2 ) : pc= pa.ε n 1 = 0,1595.15,5 1,367 = 6,7599 (MN/m 2 )

13 Tính số mol sản phẩm cháy M2 (kmol/kgnl):

14 Hệ số đổi phân tử lý thuyết.

15 Hệ số biến đổi phân tử thực tế :

16 Hệ số biến đổi phân tử tại z :

17 Tính hệ số toả nhiệt xz tại z:

18 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn α > thì ∆Q H =0 (động cơ diesel)

19 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình môi chất tại z :

20 Nhiệt độ cực đại của chu trình Tz ( 0 K): c c v v r

Ta có phương trình bậc hai :AT z 2 +BT z +C=0

21 Ap suất cực đại chu trình pz. pz= pc.λ = 6,7599.1,52 = 10,275 (MN/m 2 )

4.1.3.4 Tính quá trình giãn nở

22 Tỷ số giãn nở sớm :

23 Tỷ số giãn nở sau:

15 24 Kiểm nghiệm lại trị số n2:= 1,268

Chọn trước n2 = 1,268 theo công thức:

25 Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở Tb ( 0 K) :

26 Ap suất cuối quá trình giãn nở pb (MN/m 2 ):

27 Kiểm lại nhiệt độ khí sót :

4.1.3.5 Các thông số chỉ thị

28 Áp suất chỉ thi trung bình lý thuyết (MN/m 2 ): trong trường hợp động cơ diesel :

29 Áp suất chỉ thi trung bình (MN/m 2 ): pi = p i / ϕ a =1 , 542516 0 , 9= 1,3882653 (MN/m 2 )

30 Hiệu suất chỉ thị động cơ ηi :

31 Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi (g/kw.h):

4.1.3.6 Các thông số có ích

32 Tổn thất cơ giới pm (MN/m 2 ) :

Theo công thức kinh nghiệm :

33 Áp suất trung bình (MN/m 2 ) : pe = pi - pm = 1,3882653 - 0,1637 = 1,2245653

34 Hiệu suất cơ giới (%) : với i≤ 6

35 Suất tiêu hao nhiên liệu có ích (g/kw.h):

37 Thể tích công tác của đông cơ (dm 3 ) :

38 Kiểm nghiệm đường kính xilanh (dm):

TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC ĐỘNG LỰC HỌC

Chọn tỉ lệ: àp = 0,04 [MN/m 2 /mm] à v = 12815,5314 [mm 3 /mm]

V (mm 3 ) va = vc+ vh 86407,369 (mm 3 )

4.2.1 Phương pháp xây dựng các đồ thị trong bản vẽ đồ thị động học và động lực học.

4.2.1.1 Xây dựng đồ thị công: a Xây dựng đương cong áp suất trên đường nén:

Phương trình nén đa biến: p.V n1 = const, gọi x là điểm bất kì trên đường nén thì: pc.Vc n1 = pcx.Vcx n1 [5]

 Pnx n 1 c i p Áp suất tại một điểm x bất kỳ trên đường nén:

Trong quá trình nén, áp suất cuối cùng được xác định bằng công thức pc = pa.ε n1, trong đó pa là áp suất đầu và ε là tỷ số nén Đối với động cơ tăng áp, áp suất đầu pa được chọn là 0,938 Áp suất tăng áp pk được xác định là 0,17 [MN/m²], dẫn đến áp suất cuối là pk = 0,15946 [MN/m²] khi tính toán với pa Tỷ số nén ε được tính là 15,5 và chỉ số nén đa biến trung bình n là 1,367.

 pc = 0,0927 16.8 1.36 = 4,3 [MN/m 2 ] b Xây dựng đường cong áp suất trên đường giãn nở:

Phương trình giãn nở đa biến: p.V n2 = const, gọi x là điểm bất kì trên đường giãn nở thì: [5] pz.Vz n2 = pgnx.Vcgn n2

 Với pz áp suất cực đại pz = 10,275 [MN/m 2 ]

Vz = ρ V c ρ : tỷ số giãn nở sớm ρ = 1,596348 n2 chỉ số giãn nở đa biến trung bình: n2 = 1,268 đặt: i=    c gnx

Từ công thức (1.1) và (1.2), kết hợp với việt chọn các thể tích Vnx và Vgnx, ta tính được các giá trị áp suất pnx và pgnx trong bảng sau:

Bảng 4.1 Các điểm áp suất trên đường nén và đường giãn nở:

Vẽ hệ trục tọa độ (V,p) Với các tỷ lệ xích: àp = 0,04 [MN/m 2 /mm] à v = 12815,5314 [mm 3 /mm] v x v c biểu diễn i=

V x /V c đường nén biểu diễn đường giãn nở biểu diễn mm i n1 1/i n1 p c /i n1 mm i n2 1/i n2 p z (ρ/i) n2 mm v c 128155.314 10.0 1.00 1.000 1.000 6.760 168.998 1.000 1.000 10.275 256.9 ρv c 204580.492 16.0 1.60 1.895 0.528 3.567 89.167 1.810 0.553 10.275 256.9

V x /V c đường nén biểu diễn đường giãn nở biểu diễn mm i n1 1/i n1 p c /i n1 mm i n2 1/i n2 p z ( ρ /i) n2 mm

Nối các điểm trung gian của đường nén và đường giãn nở với các điểm đặc biệt, sẽ được đồ thị công lý thuyết.

Dùng đồ thị Brick xác định các điểm;

- Mở sớm b’ đong muộn r” xupap thải

- Mở sớm r’ đong muộn a” xupap nạp

Hiệu chỉnh đồ thị công; Động cơ Điezen lấy công suất cực đại bằng pz

Xác định các điểm trung gian.

- Trên đoạn cz lấy điểm c” với c”c = 1/3 cy

- Trên đoạn yz lấy điểm z” với yz” = 1/2 yz

- Trên đoạn ab lấy điểm b” với bb” = 1/2 ba

TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC

Khi xác định điểm chết dưới và tiếp xúc với đường thải, chúng ta sẽ thu được đồ thị công đã được hiệu chỉnh Đồ thị công có áp suất 0,04 [MN/m/mm] và vận tốc Vc là 12815,5314 [mm/mm].

4.3 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC [2]

4.3.1.1 Giải chuyển vị x của pít tông bằng đồ thị Brick ĐỒ THỊ CHUYỂ N VỊ S-α àα = 2 [õọỹ /mm] àS = 0,9655 [mm / mm]

Vẽ nửa cung tròn tâm O, đường kính AB, Bán kính R = S/2 0/2 = 70(mm) Chọn tỉ lệ xớch: às = 0,9655 mm/mm, Bỏn kớnh R tương ứng 72,5 mm, Từ O lấy đoạn

OO’ dịch về điểm chết dưới một đoạn; OO’ 2

Từ O’ kẽ các tia ứng với các 0 0 , 10 0 ,20 0 , ,180 0

Vẽ hệ trục vuông góc S-α dưới nửa cung tròn, với gốc O tại điểm A và trục Oα thể hiện giá trị α Trục OS song song với AB biểu diễn giá trị s Từ các điểm chia trên nửa vòng tròn đồ thị Brich, kẽ các đường thẳng song song với trục để hoàn thiện biểu đồ.

Từ các điểm chia có góc tương ứng trên trục Oα, ta kẽ các đường nằm ngang, cắt nhau tại các điểm 0, 1, 2, 3, 4, , 18 Khi nối các điểm này lại, ta sẽ có đường cong biểu diễn độ dịch chuyển S theo α.

4.3.1.2 Giải tốc độ v bằng phương pháp đồ thị (V- α )

5 4 3 2 1 ĐỒ THỊ VẬ N TỐ C V-α àV= 222,43478[mm/s /mm] o

Hinh 4.3 Đường giới hạn vận tốc piston

Vẽ một nửa vòng tròn tâm O bán kính R1 = R.ω Với ω = 230,383

Với tỷ lệ à v = ω à s = 230,383.0,9655 = 222,43478 mm/mm àα = 2 độ/mm

Vẽ một vòng tròn tâm O có bán kính r2 = 2177 , 123

Chia một nửa vòng tròn tâm O bán kính R1, và vòng tròn tâm O có bán kính r2 ra 18 phần bằng nhau và có chiều và thứ tự đã định. o

[m/s] ĐỒ THỊ VẬ N TỐ C V-S àv "2,43478[mm/s /mm] à s = 0,9655 [mm / mm]

Hình: 4.4 Đồ thị vận tốc v-s

Từ các điểm chia trên nửa vòng tròn ta kẽ các đường thẳng đứng vuông góc với

OA và từ các điểm chia trên vòng tròn nhỏ ta kẽ các đường song song với đường kính

OA những đường này sẽ cắt nhau tại các điểm 0,1’,2’,3’, ,

Nối các điểm này lại ta có đường cong phần giới hạn nửa vòng tròn và đường cong là vận tốc của piston.

Vẽ tọa độ vuông góc V-S lấy đoạn OA =S.Trục Ov song song với trục Oα, biểu diễn giá trị s.

Từ các điểm chia trên đồ thị Brick, chúng ta có thể kẽ các đoạn thẳng giới hạn vận tốc như 0’0’, 1’1’, 2’2’, 3’3’ Khi nối các điểm nút lại trên Hình 4.3, ta sẽ thu được đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc piston và quãng đường, được biểu diễn bằng công thức v = f(s).

V = 70.230,383 (sin α + 0,135 sin 2α) = 12460 (sin α + 0,135 sin 2α) (mm/s)

4.3.1.3 Giải gia tốc bằng đồ thị tole:

Vẽ hệ trục j-s lấy đoạn AB trên trục os với AB=S = 140 (mm)

Chọn tỉ lệ xớch: à = 0,9655mm/mm AB tương ứng 145 mm

Tại A về phía trên lấy đoạn AC =jmax = R.ω 2 (1+λ) jmax = 70.230,383 2 (1+0,27) = 4718504,825 (mm/s 2 ).= 4718,504825 (m/s 2 )

- Chọn tỷ lệ xớch à j = 1,4.ω 2 = 1,4.230,383 2 = 74306,857 (mm/s 2 mm)

Tại B về phía dưới lấy đoạn BD tương ứng jmin = R.ω 2 (1-λ) jmin = 70.230,383 2 (1-0,27) = 2712211,125(mm/s 2 ) = 2712,211125 (m/s 2 )

Nối C và D cắt AB tại E

Tại E lấy về phía dưới một đoạn EF tương ứng

Nối Cvới F, F với D Chia hai đoạn CF và FD thành 5 đoạn bằng nhau bởi các điểm;1,2,3,4 và 1’,2’,3’, 4’.Theo thứ tự và cùng chiều.

Nối các điểm 1với 1’, 2 với 2’, ., 4 với 4’ Từ C ta kẽ đường cong tiếp xúc với các đoạn 11’.22’, , 16 16’.và D ta được đường cong biểu diễn gia tốc của piston j = f(s).

C ĐỒ THỊ GIA TỐ C 2 àj = 74,306857 [m/S /mm] às = 0,9655[mm / mm] j min j max

ĐỘNG LỰC HỌC

4.4.1 Đồ thị lực quán tính

Xây dựng hoàn toàn giống đồ thị vận tốc ta chỉ thay giá trị j max, j min và -3λRω 2 bằng giá trị Pmax Pmin và -3λRω 2 m

Khối lượng chuyển động tịnh tiến của nhóm piston được tính bằng công thức m = mnp + m1, trong đó mnp là khối lượng nhóm piston, m1 là khối lượng thanh truyền quy dẫn về đầu nhỏ thanh truyền, và m2 là khối lượng thanh truyền quy dẫn về đầu to thanh truyền Giá trị của m1 được xác định trong khoảng (0,275÷0,35) Với m1 = 0,3 * 4,1 = 1,23 kg, ta có m2 = mt - m1 = 4,1 - 1,23 = 2,87 kg Cuối cùng, tổng khối lượng chuyển động tịnh tiến m = 2,7 + 1,23 = 3,93 kg.

Với Fp diện tích đỉnh piston

Chọn tỷ lệ à j = à p = 0,04((MN/m 2 )/mm)

Biểu diễn Pj trên đồ thị theo s

Vẽ hệ trục Pj-s lấy đoạn AB trên trục os với AB = S = 140 (mm) biểu diễn trên cùng đồ thị (P-v).

Chọn tỉ lệ xớch: à = 0,93 mm/mm AB tương ứng 150 mm

Tại A về phía trên lấy đoạn AC tương ứng -Pjmax = 34,925 mm

Tại B về phía dưới lấy đoạn BD tương ứng -Pjmin = 20,075 mm

Nối C và D cắt AB tại E

Tại E lấy về phía dưới một đoạn EF.

Nối Cvới F, F với D.Chia hai đoạn CF và FD thành 5 đoạn bằng nhau bởi các điểm; 1,

2, 3, 4 và 1’, 2’, 3’, 4’.theo thứ tự và cùng chiều.

Nối các điểm 1với 1’, 2 với 2’, ., 4 với 4’.

Từ C ta kẽ đường cong tiếp xúc với các đoạn 11’, 22’, , 16 16’.và D ta được đường cong biểu diễn gia tốc của piston -P j = f(s).

4.4.2 Khai triển đồ thị p-v thành p kt -α

Vẽ hệ trục vuông góc p -α trục ngang lấy bằng giá trị p 0 trên trục O-α ta chia thành 10 0 với tỉ lệ xớch àα = 2 độ/mm

Sử dụng đồ thị Brich để khai triển đồ thị p-v thành pkt - α

Từ các điểm chia trên đồ thị Brich, ta vẽ các đường thẳng song song với trục Op, cắt đồ thị công tại các điểm thể hiện quá trình nạp, nén, giãn nở và thải Qua các giao điểm này, ta kẽ các đường ngang song song với trục hoành sang hệ trục tọa độ p-α Từ các điểm chia trên trục O-α, ta tiếp tục vẽ các đường thẳng song song với trục Op, và những đường này sẽ cắt các đường nằm ngang tại các điểm tương ứng với các góc chia của đồ thị Brich, phù hợp với các quá trình làm việc của động cơ Khi nối các điểm lại, ta sẽ thu được đường cong khai triển đồ thị pkt-α.

4.4.3 Khai triển đồ thị p j -v thành p j -α

4.4.4 Cộng đồ thị p kt -α và p j -α ta được p 1 -α.

2 ĐỒ THỊ KHAI TRIỂ N à p kt = à p j = à p 1 = 0,04 [MN/m /mm] à α =2 [õọỹ / mm] o

Hình 4.6 Đồ thị khai triển.

4.4.5 Xây dựng đồ thị lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z, lực ngang N.

Lập bảng tính lực tác dụng lên chốt khuỷu àp =àt =àz =àn =0,04 [MN/m 2 /mm]

Bảng 4.2 Giá trị T, Z, N, ứng với các góc α. α sin(α) β sin(α+β)/ cos(β) cos(α+β)

Trên tọa độ T-α, Z-α, N-α Ta xác định các trị số T, Z, N ở các góc α = 10 0 , 20 0 ,

30 0 , ,720 0 Trị số T, Z, N, như đã lập ở Bảng 4.2 ta sẽ được các điểm 0, 1, 2,

3, ,72 Nối các điểm ấy lại ta có đồ thị lực T, Z, N cần xây dựng như Hình 4.7.

P ĐỒ THỊ T,Z,N àp = 0,04 [MN/m /mm] àVc = 12815,5314 [mm / mm]

4.4.6 Xây dựng đồ thị tổng lực tiếp tuyến T.

Thứ tự làm việc của động cơ 1-5-3-6-2-4 Ta có:

Bảng 4.3 Giá trị ΣT theo α trong một chu kỳ: α1 T1 α5 T5 α3 T3 α6 T6 α2 T2 α4 T4 tong T

Dựng hệ trục ΣT -α biểu diễn các giá trị trong Bảng 4.3 nối các điểm ta có đồ thị ΣT trong một chu kỳ và biểu diễn cho 720 0 như Hình 4.8.

∑ T ĐỒ THỊ TỔ NG Σ T à Σ T = 0,04 [MN/m /mm]

4.4.7 Xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ở mỗi vị trí của trục khuỷu Sau khi có giá trị này ta có thể tìm vị trí trung bình của phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu cũng như có thể tìm được dể dàng lực lớn nhất và nhỏ nhất Dùng đồ thị phụ tải ta có thể xác định khu vực chịu lực ít nhất để xác định vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn và xác định phụ tải khi tính sức bền ổ trục.

Khi vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, không cần thiết phải xem xét lực quán tính chuyển động quay của khối lượng thanh truyền m2 quy về tâm chốt khuỷu, vì phương và trị số của lực này là không đổi Sau khi hoàn thành việc vẽ, ta có thể xem xét lực quán tính Đồ thị vectơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu có thể được thể hiện với giá trị àT = àZ = àp = 0,04 [MN/m²/mm].

Vẽ tọa độ T - Z với gốc tọa độ O1, trong đó chiều dương Z hướng xuống dưới Đặt các giá trị T - Z đã tính trong Bảng 4.3 lên hệ trục T - Z Mỗi cặp cùng góc α tạo ra các điểm 0, 1, 2, , 72 Nối các điểm này lại để tạo thành đường đồ thị vectơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, như thể hiện trong Hình 4.9.

1 2 0 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TÁC DỤ NG CHỐ T KHUỶU àT = àZ= àP= 0,04 [MN/m2 /mm] Ζ Τ

Hình 4.9 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu.

Dịch gốc tọa độ Trên trục O1Z (phía dương) lấy điểm O, với OO1= PRo (lực quán ly tâm)

4.4.8 Khai triển đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu T-Z thành Q-α.

Chọn hệ trục tọa độ Q-α trờn trục oα chọn tỉ lệ àα = 2 0 /mm chọn cỏc điểm 0,1,

2, 3, , 72 ứng với cỏc gúc 0 0 , 10 0 , 20 0 , 30 0 , ,720 0 và trờn trục O-Q chọn tỉ lệ àQ

Trên các điểm chia của trục O-α ta lần lượt đặt các véc tơ tương ứng các góc 0 0 , 10 0 ,

20 0 , 30 0 , ,720 0 nối các điểm đó lại ta được đồ thị Q-α như Hình 4.10.

2 à Qtb = 0,04 [MN/m /mm] ĐỒ THỊ KHAI TRIỂ N CỦA VÉC TƠ PHỤ TẢI TÁC DỤ NG LÊN TRÊN CHỐ T KHUỶU

Hình 4.10 Đồ thị khai triển của vecto phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu.

4.4.9 Xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền.

Trên tờ giấy bóng, hình vẽ thể hiện đầu to của thanh truyền hướng xuống dưới, với trục Z-T gốc O trùng với tâm đầu to Chiều dương của trục Z được định hướng xuống dưới, tạo nên đồ thị phụ tải tác động lên đầu thanh truyền.

TO THANH TRUY Ề N àT àZ 0,04(MN/m )/mm

Hình 4.11 Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền.

Vẽ một vòng tròn với tâm O, giao điểm của trục OZ với vòng tròn Đánh dấu điểm O trên vòng tròn và chia vòng tròn thành các góc có giá trị (α + β), bắt đầu từ điểm O và đi ngược chiều kim đồng hồ.

Để tiến hành, đầu tiên, hãy đặt tờ giấy bóng lên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu và trục OZ sao cho trùng với tâm thanh truyền Sau khi ghi lại các số trên đồ thị, xoay tờ giấy bóng ngược chiều kim đồng hồ theo các góc tương ứng (α 10 + β ứng với α = 10) cho đến khi trục OZ trùng khít Mỗi lần xoay, hãy đánh dấu lại các điểm xuất hiện trên tờ giấy bóng Cuối cùng, nối các điểm này lại để tạo thành đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền.

Bảng 4.5 Góc (α+β) ứng với α = 10 0 , 20 0 , 30 0 , α (Âọỹ) β (Âọỹ) ( α + β ) (Âọỹ)

4.4.10 Xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu.

Dùng phương pháp lập bảng.

Trên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, ta vẽ một vòng tròn và chia nó thành 24 phần bằng nhau Số 0 được ghi tại giao điểm của vòng tròn với chiều dương trục Z, tiếp theo là các điểm đánh số từ 1 đến 23 theo hướng ngược chiều kim đồng hồ.

Từ các điểm đã xác định, chúng ta kéo dài các tia qua tâm O, và những tia này sẽ cắt đồ thị phụ tải tại nhiều vị trí Số điểm cắt trên mỗi tia tương ứng với số lực tác dụng lên một điểm cụ thể Do đó, để tính hợp lực tại mỗi điểm cắt, chúng ta sẽ áp dụng phương pháp tổng hợp lực.

Chọn àQ = 1 [MN/m 2 /mm] ta biểu diễn được đồ thị lực tỏc dụng lờn chốt khuỷuBảng 4.6 Lực tác dụng lên chốt khuỷu.

2 vị trí khoan lỗ dầ u ĐỒ THỊ MÀI MÒN CHỐ T KHUY ÍU à Q = 1(MN/m )/mm

Hình 4.12 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu.

KHẢO SÁT HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ DIESEL D6AC

BƠM DẦU NHỜN BÔI TRƠN

1- Mặt bích; 2- Bu lông; 3- Thân bơm; 4- Bánh răng trung gian; 5- Bánh răng dẫn động; 6- Cặp bánh răng bơm.

Bơm bánh răng của động cơ D6AC bao gồm hai bánh răng hoạt động theo chiều nhất định, trong đó bánh răng dẫn động được cung cấp năng lượng bởi bánh răng 5 Bánh răng 4 được gắn trên trục bị động và được vận hành khi trục chủ động 5 được kích hoạt bởi trục khuỷu hoặc trục cam.

Bánh răng chủ động 5 quay dẫn động bánh răng bị động 4 quay ngược lại, giúp dầu nhờn từ đường dầu áp suất thấp được bơm sang đường dầu áp suất cao Để ngăn chặn hiện tượng chèn dầu giữa các răng của bánh răng 5 và 4, nắp bơm dầu được thiết kế với rảnh triệt áp Bơm dầu nhờn là bộ phận quan trọng của động cơ, đảm nhiệm việc cung cấp liên tục dầu nhờn có áp suất cao đến các bề mặt ma sát để đảm bảo quá trình bôi trơn hiệu quả.

BẦU LỌC DẦU BÔI TRƠN

Hình 5.3 Bầu lọc dầu bôi trơn D6AC.

1- Nắp lọc; 2- Công tắc báo động dầu tràn; 3- Vòng đệm; 4- Phần tử lọc; 5- Lò xo; 6-

Võ bầu lọc; 7- Bu lông tâm; 8- Vòng đệm thẳng.

Bầu lọc thấm hiện nay được sử dụng phổ biến trong nhiều ứng dụng Nguyên lý hoạt động của bầu lọc là khi dầu nhờn có áp suất cao đi qua các khe hở nhỏ của phần tử lọc, giúp loại bỏ các tạp chất và duy trì hiệu suất hoạt động của hệ thống.

Các tạp chất có đường kính hạt lớn hơn kích thước khe hở sẽ bị giữ lại và không thể đi qua phần tử lọc Nhờ đó, dầu được lọc sạch khỏi các tạp chất Sau khi quá trình lọc hoàn tất, dầu sạch sẽ được bơm lên các đường dầu chính để bôi trơn cho các bộ phận khác trong hệ thống.

Bầu lọc thấm có ưu điểm là lọc rất sạch nhưng bên cạnh đó nó có phần nhược điểm là.

VAN AN TOÀN

Van an toàn giữ áp suất bơm ổn định, đảm bảo hoạt động hiệu quả Khi áp lực trên đường đẩy tăng vượt mức cho phép, tổng áp lực tác động lên diện tích sẽ gia tăng, dẫn đến nguy cơ hư hỏng thiết bị Việc sử dụng van an toàn là cần thiết để bảo vệ hệ thống và duy trì an toàn trong quá trình vận hành.

1- Bu lông; 2- Lò xo van an toàn; 3-Bu lông điều chỉnh; 4- Cửa thoát; 5- Cửa làm việc; 6- Bi an toàn.

Khi viên bi 6 vượt quá lực lò xo 2, nó sẽ được tách ra khỏi đế van, cho phép dầu chảy qua khe hở giữa đế van và viên bi vào đường hút của bơm Để điều chỉnh áp suất dầu trên đường ra của bơm, người ta vặn bulông 3.

KÉT LÀM MÁT DẦU BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ D6AC

Két làm mát dầu nhờn hoạt động bằng cách nhận dầu từ bơm và truyền qua cánh tản nhiệt bằng đồng, được lắp đặt trong áo nước của động cơ Quá trình này giúp nhiệt độ của dầu nhờn được chuyển giao qua cánh tản nhiệt, từ đó làm nóng nước làm mát.

Loại động cơ này có 5 ưu điểm nổi bật, trong đó nhiệt độ của nước và dầu xấp xỉ bằng nhau, giúp động cơ hoạt động hiệu quả Cụ thể, nhiệt độ nước và dầu thường duy trì ở khoảng 80 độ C Két làm mát được trang bị van an toàn, đảm bảo an toàn cho hệ thống Khi động cơ mới khởi động, nhiệt độ dầu nhờn thường thấp hơn nhiệt độ nước, nhờ đó dầu nhờn hấp thụ nhiệt từ nước, đảm bảo độ nhớt cần thiết cho hoạt động của động cơ.

Nhược điểm: Két làm mát được đặt trong áo nước nên kiểm tra sữa chữa két áo nước

Hình 5.5 Sơ đồ két làm mát dầu nhờn động cơ D6AC

1- Vỏ két làm mát; 2- Nắp két làm mát;3- Cánh tản nhiệt; 4- Van hằng nhiệt; 5- Lò xo van hằng nhiệt; 5- Nắp van hằng nhiệt; A- Đường dầu vào; B- Đường dầu ra; C- Nước làm mát dầu

Thông số kỹ thuật cơ bản:

- Đối với van hằng nhiệt: Nhiệt độ mở van : 85 0 C

Nhiệt độ mở van hoàn toàn : 100 0 C

Hành trình mở van : 8mm

- Đối với bộ phận tản nhiệt: Diện tích tiếp xúc không khí : 0,986 m 2

Nhiệt lượng trao đổi đạt 29.000 Kcal/h, cho thấy trong quá trình hoạt động của động cơ, nhiệt độ dầu nhờn không ngừng gia tăng Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến sự tăng nhiệt độ của dầu nhờn là

Để thực hiện nhiệm vụ làm mát ổ trục và các bề mặt ma sát, dầu nhờn cần phải tải nhiệt do ma sát sinh ra ra ngoài Dầu nhờn tiếp xúc trực tiếp với các chi tiết máy có nhiệt độ cao, đặc biệt trong quá trình phun dầu để làm mát đỉnh piston và piston-xilanh Việc làm mát dầu nhờn là cần thiết để duy trì độ nhớt, khả năng bôi trơn và các đặc tính lý hóa khác, nhằm ổn định nhiệt độ dầu Thông thường, dầu nhờn được làm mát thông qua một két làm mát đặt trong áo nước của động cơ, dựa trên nguyên lý trao đổi nhiệt để truyền nhiệt hiệu quả.

Khi nhiệt độ dầu thấp, dầu sẽ đặc lại và van 3 mở, cho phép dầu được bơm lên ống qua cửa A mà không qua bộ làm mát, trực tiếp ra cửa B Khi động cơ hoạt động và nhiệt độ dầu vượt quá 85°C, van hằng nhiệt (3) sẽ nở ra do vật liệu giãn nở, đóng lại và cho phép dầu đi vào các đường ống làm mát của bộ làm mát trước khi ra cửa B.

KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ D6AC

MỘT SỐ HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HTBTĐC D6AC