ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:HOÀNG NGỌC DƯƠNG LỜI NÓI ĐẦU Trong bối cảnh của đất nước ta hiện nay đã và đang phát triển một cách nhanh chóng và đang trên đà phát triển thành một nước công nghiệp trong thời gian sắp tới, thì vai trò của ngành động cơ đốt trong nói chung và nền công nghiệp ôtô nói riêng rất là quan trọng. Cụ thể hơn thì nền công nghiệp ôtô đã góp phần rất nhiều trong các ngành nông nghiệp ,công nghiệp ,dịch vụ…,và đặc biệt là khả năng di chuyển rất linh động đã làm cho phần lớn người dân Việt Nam đã chọn ôtô xe máy làm phương tiện di chuyển qua đó thúc đẩy ngành công nghiệp ôtô phát triển.Qua đó bản thiết kế “ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG” đã giúp chúng ta phần nào có thể hình dung ra được cách tính toán,trình tự thiết kế ra một động cơ đốt trong.Và dưới đây là bản thiết kế đồ án động cơ đốt trong mà tôi đã áp dụng những kiến thức về tính toán động cơ,nguyên lý động cơ đốt trong,Kết cấu động cơ…để thiết kế. Hi vọng bạn đọc có thể có góp ý giúp tôi để tôi có thể rút kinh nghiệm trong những bản thiết kế tiếp theo.Và xin cảm ơn thầy Hoàng Ngọc Dương đã giúp đỡ em tận tình trong quá trình thực hiện bản thiết kế. CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ 1/GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN: 1.1/ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ: -Động cơ thiết kế là động cơ 4 kì,4 xy lanh được bố trí thẳng hàng (I4) +Công suất danh nghĩa: N en =47,1Kw +Tốc độ vòng quay danh nghĩa :n n =5500 (v/ph) SVTH:LÊ DUY 07702471 Page 1 ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:HOÀNG NGỌC DƯƠNG Được sử dụng trên xe ôtô KIA MORNING BAH 42F8. 1.2/TỔ CHỨC QUÁ TRÌNH CHÁY: 1.2.1/Loại nhiên liệu: -Nhiên liệu được sử dụng cho động cơ là nhiên liệu xăng -Các thành phần có trong nhiên liệu là: C=0,855;H=0,145 ([1],36) 1.2.2/Buồng đốt: Kết cấu của buồng đốt phải thỏa mãn những yêu cầu sau: -Khả năng hòa trộn hỗn hợp giữa khí và nhiên liệu vì vậy tùy thuộc vào dạng buồng đốt mà hòa khí đi vào sẽ tạo thành lốc xoáy và tạo điều kiện để hòa trộn hòa khí tốt hơn. -Tạo được một hỗn hợp hòa khí đậm xung quanh bugi :Hòa khí khi đi vào buồng đốt sau khi đi qua xuppap nạp tạo thành lốc xoáy phải làm sao mà ngay tại tâm cháy thì hỗn hợp hòa khí là đậm nhất. Buồng đốt sử dụng ở đây là hình bán cầu: -Đặc điểm buồng đốt loại này là diện tích bề mặt buồng đốt nhỏ gọn -Trong buồng đốt có bố trí 2 xuppap nạp và xả về 2 phía khác nhau rất thuận tiện cho việc bố trí trục cam phía trên -Đỉnh pittong có 2 bán cầu thuận tiện cho việc tạo thành lốc xoáy nhưng cũng vì vậy mà diện tích chịu nhiệt sẽ tăng lên làm cho pittong nóng hơn trong thì nổ. 1.2.3/Hệ thống nhiên liệu: SVTH:LÊ DUY 07702471 Page 2 ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:HOÀNG NGỌC DƯƠNG a/Hệ thống nhiên liệu: SVTH:LÊ DUY 07702471 Page 3 ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:HOÀNG NGỌC DƯƠNG Nhiên liệu được bơm điện hút nhiên liệu từ bình chứa qua lưới lọc trên bơm đẩy nhiên liệu tới bộ lọc nhiên liệu và đi tới ống phân phối sau đó đi vào từng kim phun.Trong quá trình hoạt động nếu bộ lọc bị tắc nghẽn làm cho áp suất trong ống dẫn tăng thì lúc này bộ điều áp sẻ mở làm cho nhiên liệu quay trở lại bình chưa. b/Hệ thống điều khiển: c/Hệ thống nạp khí: Không khí → Bộ lọc khí → Đo lưu lượng khí nạp → Bướm ga → buồng đốt 1.3/CƠ CẤU PHỐI KHÍ: SVTH:LÊ DUY 07702471 Page 4 ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:HOÀNG NGỌC DƯƠNG 1.3.1/Công dụng: Cơ cấu phối khí có nhiệm vụ nạp đầy hòa khí vào các xy lanh và thải sạch khí cháy ra khỏi các xy lanh sau khi bị đốt cháy 1.3.2/Yêu cầu: -Nạp đầy và thải sạch muốn vậy xuppap phải mởi sớm và đóng muộn -Đảm bảo kín buồn đốt trong thì nén và nổ -Đóng mở đúng thời gian quy định -Độ mở để dòng khí dễ lưu thông -Ít mòn tiếng kêu bé -Dễ điều chỉnh và sữa chữa giá thành chế tạo rẻ 1.3.3/Cơ cấu phối khí sử dụng: Sử dụng cơ cấu phối khí dạng trực tiếp cam đội xuppap ( hai trục cam rời) -Ưu điểm: đơn giản,làm việc êm không gây tiếng ồn vì lúc này không còn tiếng ồn gây ra bởi cò mổ,đũa đẩy,con đội. -Nhược điểm: khó chế tạo SVTH:LÊ DUY 07702471 Page 5 ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:HOÀNG NGỌC DƯƠNG Cơ cấu phân phối khí có xupáp treo, trục cam đặt trên nắp xupáp. 1–xupáp xả; 2–lò xo xupáp; 3–trục cam; 4–đĩa tựa; 5–bulông điều chỉnh; 6–thân xupáp rỗng; 7–vành tựa; 8–mặt trụ; 9–đĩa tựa lò xo Cơ cấu phân phối khí có trục cam truyền động trực tiếp cho xupáp thể hiện trên hình vẽ trên. Khi trục cam đặt trên nắp xylanh và cam trực tiếp điều khiển việc đóng, mở xupáp, không thông qua con đội, đũa đẩy, đòn gánh . Loại này có xupáp rỗng, ghép. SVTH:LÊ DUY 07702471 Page 6 ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:HOÀNG NGỌC DƯƠNG 1.3.4/Phương pháp dẫn động: Phương pháp dẫn động trục cam là phương pháp dẫn động gián tiếp sử dụng dây curoa để truyền chuyển động từ trục khuỷu tới hai cốt cam. Vì những ưu điểm sau: -Truyền động êm không gây tiếng ồn -Dễ tháo lắp -Gía thành rẽ 1.3.5/Phương pháp điều chỉnh khe hở nhiệt: Bulông 5 đằng sau đuôi xuppap giúp ta điều chỉnh chiều dài xupáp, sẽ cho phép điều chỉnh khe hở nhiệt (giữ mặt tựa của cam và đuôi xupáp). Tuy nhiên, đối với xupáp xả thường làm việc ở nhiệt độ tới (300 – 400) 0 C. vì vậy các đường ren dễ bị kẹt do han rỉ và điều kiện áp lực lớn điều chỉnh bu lông 5 rất khó. Lò xo xupáp ở đây có hai chiếc có độ cứng khác nhau, chiều quấn nguợc nhau và có chiều dài bằng nhau. Nhờ vậy tránh được sự cộng hưởng nên bền lâu hơn. Với máy nhỏ đôi khi người ta đúc liền một khối, như vậy không điều chỉnh được khe hở nhiệt. Trong trường hợp này, nhà chế tạo để khe hở nhiệt lớn một chút, khi mòn càng lớn hơn, nên có thể có tiếng gõ khi máy làm việc, nhưng cấu tạo đơn giản, làm việc an toàn. 1.4/HỆ THỐNG LÀM MÁT: 1.4.1/Lý do phải làm mát động cơ: Trong quá trình làm việc tại thì nổ thì nhiệt độ của buồng đốt khoảng 2500 0 C.Nhiệt đó sẽ được truyền đến các chi tiết tiếp xúc với khí cháy như (pittông,xec măng,xuppap,thành xy lanh,nắp xy lanh) khoảng 25-35% nhiệt do buồng đốt tạo ra.Vì vậy các chi tiết này bị đốt nóng mãnh liệt: nhiệt độ của đỉnh pittông khoảng 600 0 C,nhiệt độ nấm xuppap 900 0 C. Nhiệt độ các chi tiết cao sẽ gây ra các hậu quả như: -Phụ tải nhiệt các chi tiết lớn làm giảm sức bền ,giảm độ cứng vững và tuổi thọ của chúng -Nhiệt độ cao dẫn đến nhiệt độ dầu bôi trơn cũng cao do đó dẫn tới độ nhớt giảm khả năng nôi trơn kém làm tăng ma sát. -Có thê gây bó kẹt pittông do hiện tượng giản nỡ -Giảm hệ số nạp SVTH:LÊ DUY 07702471 Page 7 ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:HỒNG NGỌC DƯƠNG -Có thể gây hiện tượng kích nổ Vì vậy để khắc phục hiên tượng trên cần thiết phải làm mát động cơ giữ cho động cơ làm việc ở một mức độ nhiệt ổn định. 1.4.2/Phân tích chọn hệ thống làm mát: a/Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi: Hệ thống làm mát kiểu này là đơn giản nhất khơng cần bơm,quạt,phương pháp làm mát là khi động cơ làm việc nước bao bọc xung quanh sẽ sơi và bốc hơi thốt ra ngồi và một lượng nước khác phải được bổ sung kịp thời.Nhưng vấn đề ở đây là nếu khơng có nguồn nước bổ sung kịp thời thì lượng nước làm mát sẽ giảm dữ dội vì vậy phương pháp này khơng phù hợp với ơ tơ,máy kéo. Động cơ nằm ngang làm mát kiểu bốc hơi tự nhiên b/Hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên: -Với hệ thống làm mát loại này nước lưu động tuần hồn được hồn tồn là do sự chênh áp giữa 2 cột nước nóng và lạnh. -Sự chênh áp giữa 2 cột nước nóng và lạnh thì phụ thuộc vào SVTH:LÊ DUY 07702471 Page 8 ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:HOÀNG NGỌC DƯƠNG +Nhiệt độ của 2 cột nước nóng và lạnh (khi mới khởi động ∆ t bé,khi tốc độ tăng ∆ t tăng) +Độ chênh lệch chiều cao giữa 2 cột nước Vì vậy mà trên động cơ luôn phải đảm bảo rằng bình chứa nước phải cao hơn đầu nước ra của động cơ. Nhưng vấn đề ở đây là khi tốc độ động cơ tăng dẫn tới sự chênh lệch nhiệt độ của đầu vào và đầu ra lớn ,trong khi đó vì kết cấu của động cơ mà chiều cao đặt bình chứa nước bị hạn chế nên vận tốc tuần hoàn bé dẫn tới chỉ một lượng ít nước đi qua quạt để tản nhiệt,vì vậy tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ ở đầu vào và đầu ra lớn làm thành xy lanh làm mát không đều .Nếu muốn tăng chiều cao đặt bình chứa nước thì kết cấu lại lớn không phù hợp với ô tô, máy kéo. Sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước kiểu đối lưu tự nhiên c/Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức: Nước lưu động trong hệ thống không phải do đối lưu mà là do sức đẩy của bơm nước tạo ra vì vậy ta dung hệ thống tuần hoàn cưỡng bức kiểu kín là phương pháp làm mát cho ô tô máy kéo. SVTH:LÊ DUY 07702471 Page 9 ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:HOÀNG NGỌC DƯƠNG 1.4.3/Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức kiểu kín: SVTH:LÊ DUY 07702471 Page 10 . ĐỘNG CƠ 1/GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN: 1.1/ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ: -Động cơ thiết kế là động cơ 4 kì ,4 xy lanh được bố trí thẳng hàng. TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1/CHỌN CÁC THÔNG SỐ CHO TRƯỚC CỦA ĐỘNG CƠ: 1.1/Loại động cơ: -Động cơ thiết kế là động cơ xăng vì động cơ xăng có kết cấu nhỏ