THiết kế hệ thống nhiên liệu động cơ đốt trong

66 335 2
THiết kế hệ thống nhiên liệu động cơ đốt trong

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

LỜI NÓI ĐẦU Ôtô ngày càng được dùng rộng rãi ở nước ta như một phương tiện đi lại cá nhân cũng như vận chuyển hành khách , hàng hoá rất phổ biến . Sự gia tăng nhanh chóng số lượng ôtô trong xã hội , đặc biệt là các loại ôtô đời mới đang kéo theo nhu cầu đào tạo rất lớn về nguồn nhân lực phục vụ trong ngành công nghiệp ôtô nhất là trong linh vực thiết kế . Sau khi học xong giáo trình ‘ động cơ đốt trong ’ chúng em được tổ bộ môn giao nhiệm vụ làm đồ án môn học . Vì bước đầu làm quen với công việc tính toán , thiết kế ôtô nên không tránh khỏi những bỡ ngỡ và vướng mắc.Nhưng với sự quan tâm , động viên , giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn , cùng giáo viên giảng dạy và các thầy giáo trong khoa nên chúng em đã cố gắng hết sức để hoàn thành đồ án trong thời gian được giao. Qua đồ án này giúp sinh viên chúng em nắm được các lực tác dụng , công suất của động cơ ... và điều kiện đảm bảo bền của vài nhóm chi tiết ... ôtô , máy kéo . Vì thế nó rất thiết thực với sinh viên nghành công nghệ kỹ thuật ôtô . Tuy nhiên trong quá trình thực hiện dù đã cố gắng rất nhiều không tránh khỏi những thiếu sót . Vì vậy chúng em rất mong nhận được sự quan tâm đóng góp ý kiến của các thầy , incác bạn để em có thể hoàn thiện đồ án của mình tốt hơn và cũng qua đó rút ra được thànhững kinh nghiệm quý giá cho bản thân nhằm phục vụ tốt cho quá trình học tập và công tác sau này Em xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, Ngày 28 tháng 7 năm 2017 Sinh viên thực hiện Võ Ngọc Lam Phần 1: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ DMV60113 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG Các số liệu ban đầu THÔNG SỐ KỸ THUẬT KÝ HIỆU GIÁ TRỊ Nhiên liệu Gasoline Số xilanh Số kỳ Cách bố trí i τ 6 4 VType Thứ tự làm việc 152463 Tỷ số nén ε 10,8 Đường kính × hành trình piston (mm×mm) D×S 94×82 Công suất cực đại Số vòng quay (Kwvgph) Ne n 142.04800 Tham số kết cấu λ 0.25 Áp suất cực đại (MNm2) Pz 4,5 Khối lượng nhóm piston (kg) mpt 1,0 Khối lượng nhóm thanh truyền (kg) mtt 1,2 Góc phun sớm (độ) φ s 10 Góc phân phối khí (độ) α1 4 α2 42 α3 46 α4 4 Hệ thống nhiên liệu EFI Hệ thống bôi trơn Cưỡng bức cácte ướt Hệ thống làm mát Cưỡng bức sử dụng môi chất lỏng Hệ thống nạp Không tăng áp Hệ thống phân phối khí 24 valve, DOHC   1.1.2.Các thông số tính toán Để xây dựng đồ thị công ta phải tính toán các thông số sau: Xác định tốc độ trung bình của động cơ : C_(m )= (S.n)30= (0.082×4800)30=13,12 m⁄(s ) Trong đó: S mlà hành trình dịch chuyển của piston trong xilanh, n vòngphút là tốc độ quay của động cơ. Vì Cm ≥ 9 ms: động cơ tốc độ cao hay còn gọi là động cơ cao tốc. Chọn trước: n1=1,32 ÷ 1,39; n2 = 1,25 ÷ 1,29. Chọn chỉ số nén đa biến trung bình n1= 1,32, chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2= 1,27 Áp suất cuối kỳ nạp: Đối với động cơ 4 kỳ không tăng áp ta có: pa=(0,8÷0,9)pk. Chọn pa = 0,9pk = 0,09 MNm2 Đối với động cơ không tăng áp, có thể coi gần đúng pk =po =0,1MNm2. Áp suất cuối kỳ nén: pc = pa.n1 = 0,09×9,61,35 = 1,782 MNm2 Vì là động cơ xăng nên chọn ρ = 1 Áp suất cuối quá trình giản nở: Pb = = 4,5(9,61)1,27 =0,255 MNm2 Thể tích công tác: V_h=s×(π.×D2)4= (0.082×π×〖0.94〗2)4=0,5688 〖dm〗3 Thể tích buồng cháy: V_c=V_h(ε1 )= 0,5688(9,61)=0,0661 〖dm〗3 Thể tích làm việc: V_a= V_c+V_h =0,6349 〖dm〗3 Vận tốc góc của trục khuỷu ω=(π.×n)30= (π×4800)30=502,4 rads Áp suất khí sót: Chọn pth=1.04×pk=1,04×0.1= 0,104 MNm2. Vì động cơ cao tốc nên có: pr = (1,05 1,10)pth. Chọn pr = 1,1×pth = 1,1×0,104= 0,114 MNm2 1.1.3.Các thông số chọn Áp suất khí nạp: pk = 0,1 MNm2 Chọn n1= 1,32, n2= 1,27 Tỷ số giản nở sớm ρ = 1 1.1.4.Xây dựng đồ thị công Để xây dựng đồ thị công ta cần phải: Biểu diễn thể tích buồng cháy: Vcbd = 10, 15, 20 mm. Chọn Vcbd =20mm Tỉ lệ xích biểu diễn thể tích là: Vc = V_cV_cbd = 0,00331dm3mm  Giá trị biểu diễn của V_hbd= V_hµ_(V_c ) = 0.56880,00331=172 mm Biểu diễn áp suất cực đại: pzbd = 160220mm. Chọn pzbd = 200 mm Tỉ lệ xích biểu diễn áp suất là: p = =4.5200= 0,023 Với vòng tròn Brick ta có đường kính AB có giá trị biểu diễn bằng giá trị biểu diễn của Vh, tức là AB = Vh mm. Tỉ lệ xích của biểu đồ Brick là:µ_S= SV_hbd = 0.082172=0,000476 mmm Vậy giá trị biểu diễn là:〖OO〗_bd= (λ.R)(2.µ_S )= (0,25.0,041)2.0,000476=10.76 mm 1.1.4.1.Xây dựng đường nén Ta có phương trình đường nén là: p.Vn1 = cosnt => pc.Vcn1 = pnx.Vnxn1 Rút ra ta có: pnx = pc(V_cV_nx )n1 Đặt: i = V_nxV_c , ta có: Trong đó: pnx và Vnx là áp suất và thể tích tại một điểm bất kỳ trên đường nén, i là tỉ số nén tức thời. Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng, khi đó i = 1;1,5;2;2,5;3;...;10;10,8   1.1.4.2.Xây dựng đường giản nở Ta lại có phương trình đa biến của quá trình giãn nở là: Gọi Pgnx, Vgnx là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình giãn nở của động cơ. Ta có: pz.Vcn2 = pgnx.Vgnxn2  (với VZ = .VC =Vc) Pgnx= Pgnx = Đặt , ta có: (1.4) Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng , khi đó i = 1; 1,5 ;2 ;2,5 ;3 ;3,5 ;… ;10 ;10,8 1.1.4.3.Xác định các điểm đặc biệt và bảng giá trị đồ thị công Điểm bắt đầu quá trình nạp: r(Vc,pr) Vcthể tích buồng cháy Vc=0,066dm3 práp suất khí sót, chọn pr=0,114 MNm2. Vậy: r(0,066 ;0,114). rbd(20;5,084) Điểm bắt đầu quá trình nén: a(Va ;pa) Với Va=ε.Vc=0,635dm3, pa=0,09 MNm2 Vậy điểm a(0,6381; 0,09), abd(192;4) Điểm: b(Va;pb). Với pb: áp suất cuối quá trình giãn nở.pb= 0,255 MNm2 Vậy điểm b(0,635; 0,255), bbd(192;11.31) Điểm c(Vc;pc) Với pc = 1,782 MNm2 Vậy điểm c(0,066; 1,782), cbd(20;79,2) Điểm y(Vc; 0,85pz) = ( 0,066; 3,825), ybd(20;170) Điểm z(Vc; pz) = (0,066; 4,5), zbd(20;200) Bảng 1.1.4.3: Giá trị biểu diễn của đồ thị công 1.1.4.4.Vẽ đồ thị Để vẽ đồ thị công ta thực hiện theo các bước như sau: + Chọn tỉ lệ xích như trên + Vẽ hệ trục tọa độ trong đó: trục hoành biểu diễn thể tích xilanh, trục tung biểu diễn áp suất khí thể. + Từ các số liệu đã cho ta xác định được các tọa độ điểm trên hệ trục tọa độ. Nối các tọa độ điểm bằng các đường cong thích hợp được đường cong nén và đường cong giãn nở. + Vẽ đường biểu diễn quá trình nạp và quá trình thải bằng hai đường thẳng song song với trục hoành đi qua hai điểm Pa và Pr. Ta có được đồ thị công lý thuyết. + Hiệu chỉnh đồ thị công: Vẽ đồ thị brick phía trên đồ thị công. Lấy bán kính cung tròn R bằng ½ khoảng cách từ Va đến Vc (R=S2). Tỉ lệ xích đồ thị brick như đã tính toán ở trên. Lấy về phía phải điểm O’ một khoảng : OO’ Dùng đồ thị Brick để xác định các điểm: Điểm mở sớm của xu páp nạp : r’ xác định từ Brick ứng với α1=40 Điểm đóng muộn của xupáp thải : r’’ xác định từ Brick ứng với α4=40 Điểm đóng muộn của xupáp nạp : a’ xác định từ Brick ứng với α2=420 Điểm mở sớm của xupáp thải : b’ xác định từ Brick ứng với α3=460 Điểm phun sớm : c’ xác định từ Brick ứng với φ s=100 • Điểm y (Vc, 0,85Pz)= y(0,066;3,825) • Điểm áp suất cực đại lý thuyết: z (Vc, Pz)= z(0,066;4,5) Áp suất cuối quá trình nén thực tế pc’’. Áp suất cuối quá trình nén thực tế thường lớn hơn áp suất cuối quá trình nén lý thuyết do sự đánh lửa sớm. pc’’ = pc + .( py pc ) pc’’ = 1.782 + .( 3,825 – 1,782 ) =2,463 MNm2 Nối các điểm c’, c’’, z’ lại thành đường cong liên tục và dính vào đường giãn nở. Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế pb’’: Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế thường thấp hơn áp suất cuối quá trình giãn nở lý thuyết do mở sớm xupap thải. Pb’’ = pr + .( pb pr ) Pb’’ = 0,114 + .( 0,225 0,114 ) = 0,184 MNm2. Nối các điểm b’, b’’ và tiếp dính với đường thải prx. Nối điểm r với r’’, r’’ xác định từ đồ thị Brick bằng cách gióng đường song song với trục tung ứng với góc 4 độ trên đồ thi Brick cắt đường nạp pax tại r’’. Sau khi hiệu chỉnh ta nối các điểm lại thì được đồ thị công thực tế. + Sau khi có các điểm đặc biệt tiến hành vẽ đường thải và đường nạp , tiến hành hiệu chỉnh bo tròn ở hai điểm z’’ và b’’.Ý nghĩa của đồ thị công: Biểu thị mối quan hệ giữa áp suất và thể tích làm việc của xylanh động cơ ứng với mỗi vị trí của piston. Cho ta thấy được các quá trình nạp, nén, cháy giản nở và thải xảy ra như thế nào. Đồng thời là căn cứ để xác định các đồ thị: Pkt α, P1¬α, T, N, Z... Do đó đồ thị công có ý nghĩa quan trọng tiên quyết, ảnh hưởng đến tính đúng đắn của toàn bộ quá trình tính toán thiết kế động cơ. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC Xây dựng đồ thị động học Đồ thị chuyển vị S = f(α) Để xây dựng đồ thị chuyển vị ta sử dụng phương pháp đồ thị Brick. Đầu tiên ta chọn tỉ lệ xích: µ_S=SV_hbd = 0.082172=0,000476 mmmm ; μα = 2 độmm Vẽ đồ thị Brick có nửa đường tròn tâm O bán kính R = S2. Lấy bán kính R bằng ½ khoảng cách từ Va đến Vc. Lấy về phía phải điểm O’ tức về phía ĐCD một khoảng 〖OO〗_bd=(λ.R)〖2.µ〗_S = 0.25.0,0412.0,000476=10,76 mm Từ O vẽ OB ứng với các góc 100, 200, 300....1800 Từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB , hạ MC thẳng góc với AD . Theo Brick đoạn AC = x . Điểm A ứng với ĐCT vởi α=00, điểm D ứng với ĐCD với α=1800. Cứ như thế từ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các tia ứng với 100 ; 200…1800. Đồng thời đánh số thứ tự từ trái qua phải 0,1,2…18. Chọn hệ trục tọa độ với trục tung biểu diễn góc quay trục khuỷu, trục hoành biểu diễn khoảng dịch chuyển của piston. Gióng các điểm ứng với 100; 200…1800 đã chia trên cung tròn đồ thị brick xuống cắt các đường kẻ từ điểm 100; 200…1800 tương ứng ở trục tung của đồ thị x=f(α) để xác định chuyển vị tương ứng. Nối các giao điểm ta có đồ thị biểu diễn hành trình của piston S = f(α). Ý nghĩa đồ thị chuyển vị S = f(α): qua đồ thị thể hiện được sự dịch chuyển của piston theo góc quay của trục ứng với khuỷu và tương mỗi giá trị của góc quay ta sẽ có hành trình tương ứng của trục khuỷu. Đồ thị vận tốc V(α) Chọn tỷ lệ xích: V = S.= 0,000476×502,4 = 0,293142 ms.mm Vẽ nửa đường tròn tâm O bán kính R1 với: R1 = R ω.=0,041.502,4 = 20,598 ms. Giá trị biểu diễn: R_1bd=R_1µ_V = 20,598(0,293142 )=86 mm Vẽ đường tròn tâm O bán kính R2 với: R_2bd=R.(ω.λ)〖2.µ〗_V = 0,041.502,4.0,252.0,293124=10,76 mm Chia nửa vòng tròn tâm O bán kính thành 18 phần bằng nhau và đánh số thứ tự 0,1,2 …18. Chia vòng tròn tâm O bán kính thành 18 phần bằng nhau và đánh số thứ tự 0’, 1’, 2’…18’ theo chiều ngược lại. Từ các điểm 0;1;2… kẻ các đường thẳng góc với AB cắt các đường song song với AB kẻ từ các điểm 0’, 1’, 2’…tại các điểm o, a, b, c.... Nối các giao điểm này lại ta có đường cong giới hạn vận tốc của piston. Khoảng cách từ đường cong này đến nửa đường tròn biểu diễn trị số tốc độ của piston ứng với các góc α. Để khảo sát mối quan hệ giữa hành trình piston và vận tốc của piston ta đặt chúng cùng chung hệ trục toạ độ. Trên đồ thị chuyển vị S = f(α) lấy trục OV ở bên phải đồ thị trùng với trục Oα, trục ngang biểu diễn hành trình của piston. Từ các điểm 00, 100, 200,...,1800 trên đồ thị Brick ta gióng xuống các đường cắt đường OS tại các diểm 0, 1, 2,...,18. Từ các điểm này ta đặt các đoạn tương ứng từ đồ thị vận tốc, nối các điểm của đầu còn lại của các đoạn ta có đường biểu diễn v = f(x). Hình 1.2.1.2 Đồ thị vận tốc V (α) Ý nghĩa của đồ thị vận tốc V(α): cho ta thấy mối qua hệ giữa vận tốc piston ứng với mỗi góc quay của trục khuỷu. Đồng thời thể hiện mối quan hệ giữ hành trình piston và vận tốc piston. Đồ thị gia tốc j = f(x) Để xác định và vẽ đồ thị gia tốc của piston ta sử dụng phương pháp đồ thị Tôlê và cụ thể được tiến hành như sau: Trước tiên chọn hệ trục toạ độ. Trục hoành là truc Ox, trục tung Oj biểu thị giá trị của gia tốc. Ta có: Jmax = R2(1+) = 0,041. 502,42.(1+0,25) = 12935,795 ms2 Jmin = R2(1) = 0,041.502,42.(10,25) = 7761,477 ms2 EF = 3λR2 = 3.0,25.0,041.502,42 = 7761,477 ms2 Chọn giá trị biểu diễn của Jmax là Jmaxbd = 100 mm. Nên có: µ_j=J_maxJ_maxbd = 12935,795100= 129,35795mms2 .mm Do đó ta có: Giá trị biểu diễn J_minbd=J_minµ_j = (7761,477)129,35795=60 mm Giá trị biểu diễn EF=EFµ_j = (7761,477)129,35795=60 mm Sau khi có được các giá trị biểu diễn ta tiến hành vẽ: Lấy đoạn thẳng AB = S = 2R. Từ A dựng đoạn thẳng AC = Jmax = R2(1+). Từ B dựng đoạn thẳng BD = Jmin = R2(1) , nối CD cắt AB tại E. Lấy EF = 3R2. Nối CF và DF. Phân đoạn CF và DF thành 5 đoạn nhỏ bằng nhau ghi các số 1 , 2 , 3 , 4 và 1’ , 2’ , 3’ , 4’ Nối 11’ ,22’ ,33’ ,44’ . Đường bao của các đoạn thẳng này biểu thị quan hệ của hàm số : j = f(x). Ý nghĩa đồ thị gia tốc j = f(x): qua đồ thị cho ta thấy được sự biến thiên của gia tốc piston theo hành trình piston ứng với góc quay trục khuỷu. Biết được gia tốc cực đại và gia tốc cực tiểu của piston. Hình 1.2.1.3 Đồ thị gia tốc J = f(x) Xây dựng đồ thị động lực học Đồ thị lực quán tính Pj=f(x) Trước tiên ta thấy lực quán tính Pj = m j  Pj = m j. Do đó thay vì vẽ Pj ta vẽ Pj lấy trục hoành đi qua po của đồ thị công vì đồ thị Pj là đồ thị j = f(x) có tỷ lệ xích khác mà thôi. Vì vậy ta có thể hoàn toàn áp dụng phương pháp Tôlê để vẽ đồ thị Pj=f(x). Để có thể dùng phương pháp cộng đồ thị Pj với đồ thị công thì Pj phải có cùng thứ nguyên và tỷ lệ xích với đồ thị công, thay vì vẽ giá trị thực của nó ta vẽ Pj = f(x) ứng với một đơn vị diện tích đĩnh Piston. Do đó ta có tỉ lệ xích của đồ thị là: = 0,023 MNs2.mm. Và có: = 1,36((π×〖0,094〗2)4)=196,071 kgm2 m’ = m1 + mnpt = 0,36+1 = 1,36 kg Đối với động cơ ô tô máy kéo: m1 = (0,2750,350)mtt. Chọn m1 = 0,3mtt = 0,3.1,2 = 0,36 kg m2 = (0,6500,725)mtt. Chọn m2 = 0,7mtt = 0,7.1,2 = 0,84 kg Trong đó: m _ khối lượng tham gia chuyển động tịnh tiến mnpt ¬_ khối lượng nhóm Piston mtt _ khối lượng nhóm thanh truyền m1 _ khối lượng nhóm thanh truyền qui về đầu nhỏ m2 _ khối lượng nhóm thanh truyền qui về đầu to Ta có: Pjmax = mJmax =2,5363 MNm2 Pjmin = mJmin = 1,5218 MNm2 EF = 3mλR2 = 1,5218 MNm2 Giá trị biểu diễn gia tốc là: Giá trị biểu diễn của Pjmax = = 2,53630,023=112,724 Giá trị biểu diễn của Pjmin = = (1,5218)0,023=67,636 Giá trị biểu diễn của EF = = 1,52180,023=67,636 1.2.2.2 ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN: PKT , PJ , P1  1.2.2.2.1.Vẽ Pkt  + Đồ thị Pkt được vẽ bằng cách khai triển P theo  từ đồ thị công trong 1 chu trình của động cơ (Động cơ 4 kỳ: =0,10,20,...,720o, động cơ 2 kỳ: =0,5,10,15,.., 360o). Nếu trục hoành của đồ thị khai triển nằm bằng với trục hoành của đồ thị công thì ta được P , Để được Pkt  ta đặt trục hoành của đồ thị mới ngang với trục chứa giá trị p¬0 ở đồ thị công . Làm như vậy bởi vì áp suất khí thể : Pkt = P P0 . + Cách khai triển là dựa vào đồ thị Brick và đồ thị công để xác định điểm có áp suất theo giá trị  cho trước. Hình 1.2.2.2.1: Cách khai triển Pkt 1.2.2.2.2 Vẽ Pj  + Cách vẽ giống cách khai triển đồ thị công nhưng giá trị của điểm tìm được ứng với  chọn trước lai được lấy đối xứng qua trục o , bởi vì đồ thị trên cùng trục tạo độ với đồ thị công là đồ thị Pj . + Sở dĩ khai triển như vậy bởi vì trên cùng trục toạ độ với đồ thị công nhưng Pj được vẽ trên trục có áp suất P0 . 1.2.2.2.3. Vẽ P1  + P1 được xác định : P1 = Pkt + Pj + Do đóp P1 đựoc vẽ bằng phương pháp cộng đồ thị + Để có thể tiến hành cộng đồ thị thì P1 , Pkt và Pj phải cùng thứ nguyên và cùng tỷ lệ xích. Ta có bảng Giá trị đo (mm) Giá trị vẽ (mm) Giá trị thật (MNm2) α Pkt Pj P1=Pkt+pj P1 0 0.64 112.7 112.060 2.52135 10 0.44 109 109.440 2.4624 20 0.44 100.5 100.940 2.27115 30 0.44 88 88.440 1.9899 40 0.44 71.5 71.940 1.61865 50 0.44 53 53.440 1.2024 60 0.44 32.5 32.940 0.74115 70 0.44 12.8 13.240 0.2979 80 0.44 6 5.560 0.1251 90 0.44 22.5 22.060 0.49635 100 0.44 36.5 36.060 0.81135 110 0.44 47.5 47.060 1.05885 120 0.44 56 55.560 1.2501 130 0.44 61.8 61.360 1.3806 140 0.44 65.3 64.860 1.45935 150 0.44 67 66.560 1.4976 160 0.44 67.4 66.960 1.5066 170 0.44 67.5 67.060 1.50885 180 0.44 67.6 67.160 1.5111 190 0.1 67.5 67.400 1.5165 200 0 67.4 67.400 1.5165 210 0.1 67 67.100 1.50975 220 0.2 65.3 65.500 1.47375 230 0.2 61.8 62.000 1.395 240 0.66 56 56.660 1.27485 250 1.06 47.5 48.560 1.0926 260 2.56 36.5 39.060 0.87885 270 3.1 22.5 25.600 0.576 280 4.6 6 10.600 0.2385 290 6.8 12.8 6.000 0.135 300 11.6 32.5 20.900 0.47025 310 15.6 53 37.400 0.8415 320 22.6 71.5 48.900 1.10025 330 34.6 88 53.400 1.2015 340 50.6 100.5 49.900 1.12275 350 80.6 109 28.400 0.639 360 115.6 112.7 2.900 0.06525 370 165.6 109 56.600 1.2735 380 155.6 100.5 55.100 1.23975 390 100.6 88 12.600 0.2835 400 69.1 71.5 2.400 0.054 410 47.6 53 5.400 0.1215 420 35.6 32.5 3.100 0.06975 430 26.6 12.8 13.800 0.3105 440 20.6 6 26.600 0.5985 450 16.6 22.5 39.100 0.87975 460 13.1 36.5 49.600 1.116 470 11.6 47.5 59.100 1.32975 480 10.1 56 66.100 1.48725 490 9.6 61.8 71.400 1.6065 500 8.6 65.3 73.900 1.66275 510 7.1 67 74.100 1.66725 520 5.6 67.4 73.000 1.6425 530 5.1 67.5 72.600 1.6335 540 3.6 67.6 71.200 1.602 550 2.6 67.5 70.100 1.57725 560 1.4 67.4 68.800 1.548 570 1.3 67 68.300 1.53675 580 1.2 65.3 66.500 1.49625 590 1.2 61.8 63.000 1.4175 600 1.1 56 57.100 1.28475 610 1 47.5 48.500 1.09125 620 1 36.5 37.500 0.84375 630 1 22.5 23.500 0.52875 640 0.9 6 6.900 0.15525 650 0.8 12.8 12.000 0.27 660 0.8 32.5 31.700 0.71325 670 0.8 53 52.200 1.1745 680 0.7 71.5 70.800 1.593 690 0.7 88 87.300 1.96425 700 0.7 100.5 99.800 2.2455 710 0.64 109 108.360 2.4381 720 0.64 112.7 112.060 2.52135   1.2.2.2.4. Đồ thị khai triển Pkt , Pj , P1  Hình 1.2.2.2.4. Đồ thị khai triển Pkt , Pj, P1. 1.2.2.3. Đồ thị T,Z,N α Ta có lực tác dụng trên chốt Piston P1 là hợp lực của lực quán tính và lực khí thể. Nó tác dụng lên chốt Piston và đẩy thanh truyền. P1 = Pkt + Pj (1.5) Trong quá trình tính toán động lực học các lực này thường tính trên đơn vị diện tích đỉnh Piston nên sau khi chia hai vế của đẳng thức (1.5) cho diện tích đỉnh Piston Fpt ta có : p1 = pkt + pj, p1 = , pj = Áp dụng các công thức sau: , , N= P1.tan(β) . Với sin = sin  = arcsin(sin) Vẽ hệ hệ trục tọa độ T, Z, N – α. Chọn tỉ lệ xích: μT = μZ = μN = μP = 0,023 μα = 2 độmm Từ đồ thị p1  tiến hành đo giá trị biểu diễn của p1 theo  = 00,100, 200, 300,7200. Ứng với mỗi giá trị của  ta có giá trị của  tương ứng . Từ quan hệ ở các công thức trên ta lập được bảng giá trị của đồ thị T , Z , N  như sau: Giá trị thật Giá trị vẽ α β sin(α+β)cosβ cos(α+β)cosβ T N Z Tbd Nbd Zbd 0 0.00 0.000 1.000 0.000 0.000 2.521 0.00 0.00 112.06 10 2.49 0.216 0.977 0.533 0.107 2.406 23.69 4.76 106.95 20 4.91 0.423 0.910 0.960 0.195 2.068 42.66 8.66 91.89 30 7.18 0.609 0.803 1.212 0.251 1.598 53.87 11.14 71.02 40 9.25 0.768 0.661 1.242 0.264 1.071 55.21 11.71 47.58 50 11.04 0.891 0.493 1.072 0.235 0.593 47.64 10.43 26.36 60 12.50 0.977 0.308 0.724 0.164 0.228 32.18 7.30 10.14 70 13.59 1.022 0.115 0.305 0.072 0.034 13.54 3.20 1.52 80 14.25 1.029 0.077 0.129 0.032 0.010 5.72 1.41 0.43 90 14.48 1.000 0.258 0.496 0.128 0.128 22.06 5.70 5.70 100 14.25 0.941 0.424 0.763 0.206 0.344 33.92 9.16 15.28 110 13.59 0.857 0.569 0.907 0.256 0.603 40.33 11.37 26.78 120 12.50 0.755 0.692 0.944 0.277 0.865 41.96 12.32 38.45 130 11.04 0.641 0.792 0.884 0.269 1.094 39.31 11.97 48.61 140 9.25 0.518 0.871 0.756 0.238 1.271 33.60 10.56 56.47 150 7.18 0.391 0.929 0.585 0.189 1.391 26.02 8.39 61.84 160 4.91 0.261 0.969 0.394 0.129 1.460 17.50 5.75 64.89 170 2.49 0.131 0.992 0.197 0.066 1.497 8.78 2.91 66.55 180 0.00 0.000 1.000 0.000 0.000 1.511 0.00 0.00 67.16 190 2.49 0.131 0.992 0.198 0.066 1.505 8.82 2.93 66.88 200 4.91 0.261 0.969 0.396 0.130 1.470 17.62 5.78 65.31 210 7.18 0.391 0.929 0.590 0.190 1.403 26.23 8.45 62.34 220 9.25 0.518 0.871 0.763 0.240 1.283 33.93 10.66 57.03 230 11.04 0.641 0.792 0.894 0.272 1.105 39.72 12.10 49.12 240 12.50 0.755 0.692 0.963 0.283 0.882 42.79 12.57 39.21 250 13.59 0.857 0.569 0.936 0.264 0.622 41.62 11.74 27.64 260 14.25 0.941 0.424 0.827 0.223 0.372 36.74 9.92 16.55 270 14.48 1.000 0.258 0.576 0.149 0.149 25.60 6.61 6.61 280 14.25 1.029 0.077 0.245 0.061 0.018 10.91 2.69 0.81 290 13.59 1.022 0.115 0.138 0.033 0.016 6.13 1.45 0.69 300 12.50 0.977 0.308 0.459 0.104 0.145 20.42 4.63 6.44 310 11.04 0.891 0.493 0.750 0.164 0.415 33.34 7.30 18.45 320 9.25 0.768 0.661 0.844 0.179 0.728 37.53 7.96 32.34 330 7.18 0.609 0.803 0.732 0.151 0.965 32.53 6.73 42.88 340 4.91 0.423 0.910 0.475 0.096 1.022 21.09 4.28 45.43 350 2.49 0.216 0.977 0.138 0.028 0.624 6.15 1.23 27.75 360 0.00 0.000 1.000 0.000 0.000 0.065 0.00 0.00 2.90 370 2.49 0.216 0.977 0.276 0.055 1.245 12.25 2.46 55.31 380 4.91 0.423 0.910 0.524 0.106 1.129 23.29 4.73 50.16 390 7.18 0.609 0.803 0.173 0.036 0.228 7.67 1.59 10.12 400 9.25 0.768 0.661 0.041 0.009 0.036 1.84 0.39 1.59 410 11.04 0.891 0.493 0.108 0.024 0.060 4.81 1.05 2.66 420 12.50 0.977 0.308 0.068 0.015 0.021 3.03 0.69 0.95 430 13.59 1.022 0.115 0.317 0.075 0.036 14.11 3.34 1.59 440 14.25 1.029 0.077 0.616 0.152 0.046 27.37 6.76 2.04 450 14.48 1.000 0.258 0.880 0.227 0.227 39.10 10.10 10.10 460 14.25 0.941 0.424 1.050 0.283 0.473 46.66 12.60 21.02 470 13.59 0.857 0.569 1.140 0.321 0.757 50.65 14.28 33.64 480 12.50 0.755 0.692 1.123 0.330 1.029 49.91 14.66 45.74 490 11.04 0.641 0.792 1.029 0.313 1.273 45.74 13.93 56.57 500 9.25 0.518 0.871 0.861 0.271 1.448 38.29 12.03 64.34 510 7.18 0.391 0.929 0.652 0.210 1.549 28.97 9.34 68.84 520 4.91 0.261 0.969 0.429 0.141 1.592 19.08 6.26 70.74 530 2.49 0.131 0.992 0.214 0.071 1.621 9.50 3.15 72.04 540 0.00 0.000 1.000 0.000 0.000 1.602 0.00 0.00 71.20 550 2.49 0.131 0.992 0.206 0.069 1.565 9.17 3.05 69.56 560 4.91 0.261 0.969 0.405 0.133 1.500 17.98 5.90 66.67 570 7.18 0.391 0.929 0.601 0.194 1.428 26.70 8.60 63.45 580 9.25 0.518 0.871 0.775 0.244 1.303 34.45 10.83 57.90 590 11.04 0.641 0.792 0.908 0.277 1.123 40.36 12.29 49.91 600 12.50 0.755 0.692 0.970 0.285 0.889 43.12 12.66 39.52 610 13.59 0.857 0.569 0.935 0.264 0.621 41.57 11.72 27.60 620 14.25 0.941 0.424 0.794 0.214 0.358 35.28 9.53 15.89 630 14.48 1.000 0.258 0.529 0.137 0.137 23.50 6.07 6.07 640 14.25 1.029 0.077 0.160 0.039 0.012 7.10 1.75 0.53 650 13.59 1.022 0.115 0.276 0.065 0.031 12.27 2.90 1.38 660 12.50 0.977 0.308 0.697 0.158 0.220 30.97 7.03 9.76 670 11.04 0.891 0.493 1.047 0.229 0.579 46.53 10.19 25.75 680 9.25 0.768 0.661 1.223 0.259 1.054 54.34 11.53 46.83 690 7.18 0.609 0.803 1.196 0.247 1.577 53.18 11.00 70.10 700 4.91 0.423 0.910 0.949 0.193 2.044 42.18 8.56 90.85 710 2.49 0.216 0.977 0.528 0.106 2.383 23.45 4.71 105.90 720 0.00 0.000 1.000 0.000 0.000 2.521 0.00 0.00 112.06 Ý nghĩa đồ thị T, N, Zα: qua đồ thị ta thấy được lực ngang N, lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền. Lực T, N, Z có trị số thay đổi theo góc quay trục khuỷu. Là căn cứ để xác định tất cả các đồ thị còn lại. 1.2.2.4. Đồ thị ΣTα Để vẽ đồ thị ΣTα ta thực hiện theo những bước sau: Lập bảng xác định góc ứng với góc lệch các khuỷu theo thứ tự làm việc. Góc lệch công tác: . Thứ tự làm việc của động cơ là: 152463 Sau khi lập bảng xác định góc ứng với các khuỷu theo thứ tự làm việc. Lấy tỉ lệ xích μΣT = 0,0238(MNm2.mm), ta lập được bảng tính . Trị số của ta đã tính, căn cứ vào đó tra bảng các giá trị đã tịnh tiến theo .Cộng tất cả các giá trị của ta có .(Với giá trị ΣT được tính theo μΣT).Ta có bảng giá trị sau: α1 T1 α2 T2 α3 T3 α4 T4 α5 T5 α6 T6 ∑T 0 0.00 480 49.91 120 41.96 360 0.00 600 43.12 240 42.79 5.97 10 23.69 490 45.74 130 39.31 370 12.25 610 41.57 250 41.62 9.57 20 42.66 500 38.29 140 33.60 380 23.29 620 35.28 260 36.74 19.51 30 53.87 510 28.97 150 26.02 390 7.67 630 23.50 270 25.60 40.31 40 55.21 520 19.08 160 17.50 400 1.84 640 7.10 280 10.91 38.48 50 47.64 530 9.50 170 8.78 410 4.81 650 12.27 290 6.13 15.78 60 32.18 540 0.00 180 0.00 420 3.03 660 30.97 300 20.42 22.23 70 13.54 550 9.17 190 8.82 430 14.11 670 46.53 310 33.34 62.46 80 5.72 560 17.98 200 17.62 440 27.37 680 54.34 320 37.53 89.36 90 22.06 570 26.70 210 26.23 450 39.10 690 53.18 330 32.53 93.93 100 33.92 580 34.45 220 33.93 460 46.66 700 42.18 340 21.09 75.47 110 40.33 590 40.36 230 39.72 470 50.65 710 23.45 350 6.15 40.51 120 41.96 600 43.12 240 42.79 480 49.91 720 0.00 360 0.00 5.97 Hình 1.2.2.4. Đồ thị T – α Ta nhận thấy rằng ∑T lặp lại theo chu kỳ 1200 vì vậy chỉ cần tính tổng T từ 00 đến 1200 sau đó suy ra cho các chu kỳ còn lại. Vẽ đồ thị ∑T bằng cách nối các tọa độ điểm bằng một đường cong thích hợp cho ta đường cong biểu diễn đồ thị tổng T. Sau khi đã có đồ thị tổng ta vẽ (đại diện cho mô men cản). Phương pháp xác định như sau: . Ý nghĩa đồ thị ∑T = f (x): dựa vào đồ thị T và thứ tự làm việc của động cơ, ứng với mỗi góc quay trục khuỷu ta sẽ có giá trị ∑T tương ứng và lặp lại theo chu kỳ 1800. Đồng thời qua đồ thị xác định giá trị trung binh của ∑T (∑Ttb). 1.2.2.5. Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu dùng để xác định lực tác dụng lên chốt khuỷu ở mỗi vị trí của chốt khuỷu. Sau khi có đồ thị này ta tìm được trị số trung bình của phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, cũng có thể dễ dàng tìm được lực lớn nhất và bé nhất, dùng đồ thị phụ tải có thể xác định được khu vực chịu tải ít nhất để xác định vị trí lỗ khoan dẫn dầu bôi trơn và để xác định phụ tải khi tính sức bền ổ trục. Các bước tiến hành vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu được tiến hành như sau: Vẽ hệ trục toạ độ TO’Z trong đó trục hoành O’T có chiều dương từ tâm O’ về phía phải còn trục tung O’Z có chiều dương hướng xuống dưới. Chọn tỉ lệ xích: (MNm2mm).L Dựa vào bảng tính , . Ta có được toạ độ các điểm ứng với các góc α = 100 ; 200…7200. Cứ tuần tự như vậy ta xác định được các điểm từ cho đến . Nối các điểm trên hệ trục toạ độ bằng một đường cong thích hợp, ta có đồ thị biểu diễn phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu. Tính lực quán tính của khối lượng chuyển động quay của thanh truyền (tính trên đơn vị diện tích của piston). Từ công thức: Với: m2 : Khối lượng đơn vị của thanh truyền quy về tâm chốt khuỷu. Ta có khối lượng thanh truyền quy về tâm chốt khuỷu là: = mtt – m1 = mtt – 0,3mtt = 0,7mtt=0,7.1,2=0,84 (kg) => Vậy: Từ gốc tọa độ O’của đồ thị lấy theo chiều dương của Z một khoảngO’O bằng giá trị biểu diễn của PRo: O’O = (mm) O là tâm chốt khuỷu, từ tâm chốt khuỷu ta kẻ đường tròn tượng trưng cho chốt khuỷu, giá trị của lực tác dụng lên chốt khuỷu là vectơ có gốc O và ngọn là một điểm bất kỳ nằm trên đường biểu diễn đồ thị phụ tải. Ý nghĩa đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu: qua đồ thị xác định được phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ứng với vị trí trục khuỷu. Xác định được vị trí phụ tải cực đại, cực tiểu. Đồng thời từ đồ thị ta xác định đồ thị đầu to thanh truyền và đồ thị mài mòn chốt khuỷu. 1.2.2.6.Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền Để vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền ta thực hiện theo các bước như sau: Vẽ tượng trưng đầu to thanh truyền lên tờ giấy bóng, đầu nhỏ hướng xuống, tâm của đầu to là O. Vẽ một vòng tròn bất kì tâm O. Giao điểm của đường tâm phần thân thanh truyền với vòng tròn tâm O tại 0o. Từ điểm 0o, ghi trên vòng tròn các điểm 0, 1, 2…36 theo chiều quay trục khuỷu (chiều kim đồng hồ) và tương tự ứng với các góc ; … Từ giá trị góc β tính theo α ở phần trước ta có bảng xác định các góc như sau: α(độ ) α(rad) β α+β QB ψ ξ T1 Z1 0.00 0.00 0.00 0.00 166.52 0.00 0.00 0.00 166.52 10.00 0.17 0.04 0.22 163.14 0.15 0.07 11.78 162.71 20.00 0.35 0.09 0.43 152.44 0.28 0.15 22.93 150.71 30.00 0.52 0.13 0.65 136.55 0.41 0.24 32.91 132.53 40.00 0.70 0.16 0.86 116.02 0.50 0.36 41.26 108.44 50.00 0.87 0.19 1.07 93.82 0.53 0.53 47.65 80.82 60.00 1.05 0.22 1.27 72.17 0.46 0.80 51.94 50.11 70.00 1.22 0.24 1.46 57.59 0.24 1.22 54.12 19.70 80.00 1.40 0.25 1.65 55.18 0.10 1.75 54.31 9.78 90.00 1.57 0.25 1.82 64.07 0.35 2.17 52.73 36.40 100.00 1.75 0.25 1.99 77.55 0.45 2.45 49.65 59.58 110.00 1.92 0.24 2.16 90.70 0.46 2.62 45.37 78.54 120.00 2.09 0.22 2.31 101.94 0.42 2.74 40.15 93.71 130.00 2.27 0.19 2.46 110.31 0.36 2.83 34.24 104.87 140.00 2.44 0.16 2.60 115.91 0.29 2.90 27.85 112.52 150.00 2.62 0.13 2.74 119.17 0.22 2.96 21.12 117.28 160.00 2.79 0.09 2.88 120.62 0.15 3.02 14.18 119.79 170.00 2.97 0.04 3.01 121.32 0.07 3.08 7.12 121.12 180.00 3.14 0.00 3.14 121.62 0.00 3.14 0.00 121.62 190.00 3.32 0.04 3.27 121.66 0.07 3.20 7.12 121.46 200.00 3.49 0.09 3.41 121.06 0.15 3.26 14.18 120.23 210.00 3.67 0.13 3.54 119.71 0.22 3.32 21.12 117.83 220.00 3.84 0.16 3.68 116.54 0.30 3.38 27.85 113.16 230.00 4.01 0.19 3.82 110.93 0.37 3.46 34.24 105.52 240.00 4.19 0.22 3.97 102.98 0.43 3.54 40.15 94.83 250.00 4.36 0.24 4.13 92.04 0.47 3.66 45.37 80.09 260.00 4.54 0.25 4.29 79.96 0.48 3.81 49.65 62.67 270.00 4.71 0.25 4.46 66.22 0.40 4.06 52.73 40.05 280.00 4.89 0.25 4.64 56.34 0.19 4.44 54.31 14.98 290.00 5.06 0.24 4.82 55.49 0.11 4.94 54.12 12.26 300.00 5.24 0.22 5.02 64.23 0.32 5.34 51.94 37.78 310.00 5.41 0.19 5.22 80.17 0.43 5.65 47.65 64.47 320.00 5.59 0.16 5.42 94.57 0.41 5.83 41.26 85.10 330.00 5.76 0.13 5.63 102.63 0.32 5.96 32.91 97.21 340.00 5.93 0.09 5.85 102.09 0.21 6.06 22.93 99.48 350.00 6.11 0.04 6.07 82.44 0.07 6.14 11.78 81.60 360.00 6.28 0.00 6.28 51.56 0.00 6.28 0.00 51.56 370.00 6.46 0.04 6.50 12.28 1.50 5.00 11.78 3.48 380.00 6.63 0.09 6.72 23.68 1.39 8.11 22.93 5.91 390.00 6.81 0.13 6.93 45.00 0.17 7.10 32.91 30.69 400.00 6.98 0.16 7.14 56.08 0.03 7.11 41.26 37.98 410.00 7.16 0.19 7.35 57.33 0.08 7.26 47.65 31.87 420.00 7.33 0.22 7.55 53.59 0.06 7.61 51.94 13.20 430.00 7.50 0.24 7.74 54.72 0.26 8.00 54.12 8.11 440.00 7.68 0.25 7.93 62.78 0.45 8.38 54.31 31.48 450.00 7.85 0.25 8.11 75.47 0.54 8.65 52.73 54.00 460.00 8.03 0.25 8.28 88.74 0.55 8.83 49.65 73.55 470.00 8.20 0.24 8.44 101.62 0.52 8.96 45.37 90.93 480.00 8.38 0.22 8.60 111.95 0.46 9.06 40.15 104.50 490.00 8.55 0.19 8.74 120.08 0.39 9.14 34.24 115.09 500.00 8.73 0.16 8.89 124.82 0.31 9.20 27.85 121.68 510.00 8.90 0.13 9.03 126.66 0.23 9.26 21.12 124.88 520.00 9.08 0.09 9.16 126.65 0.15 9.31 14.18 125.85 530.00 9.25 0.04 9.29 126.86 0.07 9.37 7.12 126.66 540.00 9.42 0.00 9.42 125.66 0.00 9.42 0.00 125.66 550.00 9.60 0.04 9.56 124.36 0.07 9.48 7.12 124.16 560.00 9.77 0.09 9.69 122.46 0.15 9.54 14.18 121.63 570.00 9.95 0.13 9.82 120.90 0.22 9.60 21.12 119.04 580.00 10.12 0.16 9.96 117.52 0.30 9.66 27.85 114.18 590.00 10.30 0.19 10.10 111.90 0.37 9.74 34.24 106.54 600.00 10.47 0.22 10.25 103.40 0.43 9.82 40.15 95.28 610.00 10.65 0.24 10.41 91.99 0.47 9.94 45.37 80.02 620.00 10.82 0.25 10.57 78.70 0.46 10.11 49.65 61.06 630.00 11.00 0.25 10.74 64.93 0.37 10.37 52.73 37.89 640.00 11.17 0.25 10.92 55.44 0.13 10.79 54.31 11.16 650.00 11.34 0.24 11.11 57.17 0.22 11.32 54.12 18.43 660.00 11.52 0.22 11.30 71.30 0.45 11.75 51.94 48.84 670.00 11.69 0.19 11.50 92.73 0.53 12.03 47.65 79.55 680.00 11.87 0.16 11.71 114.94 0.49 12.20 41.26 107.28 690.00 12.04 0.13 11.92 135.44 0.40 12.32 32.91 131.38 700.00 12.22 0.09 12.13 151.31 0.28 12.41 22.93 149.56 710.00 12.39 0.04 12.35 162.06 0.15 12.49 11.78 161.63 720.00 12.57 0.00 12.57 166.52 0.00 12.57 0.00 166.52 Đem tờ giấy bóng đặt chồng lên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu sao cho tâm O trùng với tâm O của đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, đường tâm thanh truyền O’Z trùng với OZ của đồ thị. Lần lượt xoay tờ giấy bóng sao cho các điểm 0o;10o;20o…trùng với trục O’z về phần dương (theo chiều ngược chiều kim đồng hồ), đồng thời đánh dấu các điểm mút của véc tơ , , , , của đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu trên tờ giấy bóng bằng các điểm 0;10;20...Vì đây là động cơ 4 kỳ nên ta quay thêm một vòng nũa, tức là đến điểm ...720. Nối các điểm lại bằng một đường cong thích hợp cho ta đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền. Cách xác định lực trên đồ thị phụ tải như sau: Giá trị của lực tác dụng lên đầu to là dộ dài đoạn thẳng nối từ tâm O đến điểm trên đường vừa vẽ xong nhân với tỷ lệ xích. Chiều của lực hướng từ tâm O ra ngoài. Điểm đặt lực là giao điểm của đường nối từ tâm O đến điểm tính với vòng tròn tượng trưng cho đầu to thanh truyền. Ý nghĩa đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền: là đồ thị biểu diễn phản lực tác dụng lên ổ trượt đầu to thanh truyền do phụ tải Q chốt khuỷu gây nên. Qua đồ thị ứng với mỗi vị trí ta có một giá trị phụ tải xác định về điểm đặt, phượng, chiều, độ lớn. 1.2.2.7. Đồ thị mài mòn chốt khuỷu Đồ thị mài mòn chốt khuỷu là đồ thị biểu diễn trang thái chịu lực của chốt khuỷu trong một chu trình công tác của động cơ đồng thời phản ánh dạng mài mòn lý thuyết của chốt khuỷu, xác định vùng chịu lực bé nhất khi khoan lỗ dầu bôi trơn. Đảm bảo đưa dầu nhờn vào ổ trượt ở vị trí có khe hở giữa trục và bạc lót của ổ lớn nhất. Áp suất bé làm cho dầu nhờn lưu động dễ dàng. Để xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu ta dùng các giả thuyết sau: Tính toán động cơ ở tốc độ định mức Độ mài mòn tác tỷ lệ với lực tác dụng lên chốt khuỷu Tại một điểm trên chốt khuỷu lức tác dụng sẽ gây ảnh hưởng lên vùng lân cận về cả hai phía trong phạm vi 1200(mỗi phía 600). Để vẽ đồ thị mài mòn chốt khuỷu ta thực hiện theo các bước như sau: Từ tâm O của đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta vẽ đường tròn (O,R) với bán kính tùy ý (vòng tròn đặc trưng mặt chốt khuỷu). Chia đường tròn thành 24 phần bằng nhau, đánh số thứ tự theo chiều quy ước ngược chiều kim đồng hồ. Từ các điểm 0, 1, 2…23 trên vòng tròn gạch cát tuyến O0; O1;O2,…,O23 cắt đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ở các điểm khác nhau. Tính hợp lực ∑Q’: từ các điểm 0, 1, 2...23 ta kẻ qua tâm O và kéo dài, các tia này sẽ cắt đồ thị phụ tải và có bao nhiêu điểm giao nhau thì có bấy nhiêu lực tác dụng tại một điểm. Nên ta có: ∑Q’i= Qi1+ Qi2+ Qi3.....+ Qin Với: i là điểm chia bất kỳ, n là số giao điểm của tia chia và đồ thị phụ tải Ghi kết quả tính được vào bảng trong pham vi tác dụng 1200. Tính ∑Q theo dòng: ∑Q = ∑Q’0 + ∑Q’1 +.....+∑Q’23 Chọn tỷ lệ xích:μ∑Q = 2,1MNm2.mm Có được ta tiến hành thực hiện các bước vẽ đồ thị như sau: Vẽ đường tròn tượng trưng cho chốt khuỷu. Chia đường tròn thành 24 phần bằng nhau đồng thời đánh số thứ tự 0,1,2…23 theo chiều ngược chiều kim đồng hồ. Đặt các giá trị từ đường tròn hướng về tâm theo thứ tự các điểm. Nối các điểm lại với nhau bằng một đường cong thích hợp ta được đường cong thể hiện đồ thị mài mòn chốt khuỷu. Ta có bảng giá trị sau: Sau khi nối các điểm lại với nhau bằng đường cong thích hợp ta có đồ thị mài mòn chốt khuỷu. Ý nghĩa đồ thị mài mòn chốt khuỷu: biểu diễn trạng thái chịu lực của chốt khuỷu trong một chu trình công tác của động cơ. Phản ánh được dạng mài mòn lý thuyết của chốt khuỷu. Xác định vùng chịu tải bé nhất để khoan lỗ dầu bôi trơn 1.2.2.8.Đồ thị khai triển Q(α) Từ đồ thị phụ tải tác dụng trên đầu nhỏ thanh truyền tiến hành đo giá trị của các véc tơ lực , , , ,, sau đó khai triển theo hệ trục toạ độ mới Q . Chọn tỉ lệ xích: = Ta có bảng giá trị sau: α Q mm α Q mm α Q mm α Q mm 0 166.52 180 121.6 360 51.56 540 125.66 10 163.14 190 121.7 370 12.28 550 124.36 20 152.44 200 121.1 380 23.68 560 122.46 30 136.55 210 119.7 390 45.00 570 120.90 40 116.02 220 116.5 400 56.08 580 117.52 50 93.82 230 110.9 410 57.33 590 111.90 60 72.17 240 103.0 420 53.59 600 103.40 70 57.59 250 92.0 430 54.72 610 91.99 80 55.18 260 80.0 440 62.78 620 78.70 90 64.07 270 66.2 450 75.47 630 64.93 100 77.55 280 56.3 460 88.74 640 55.44 110 90.70 290 55.5 470 101.62 650 57.17 120 101.94 300 64.2 480 111.95 660 71.30 130 110.31 310 80.2 490 120.08 670 92.73 140 115.91 320 94.6 500 124.82 680 114.94 150 119.17 330 102.6 510 126.66 690 135.44 160 120.62 340 102.1 520 126.65 700 151.31 170 121.32 350 82.4 530 126.86 710 162.06 720 166.52 Hình 1.11. Đồ thị khai triển phụ tải chốt khuỷu   PHẦN 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ CHỌN THAM KHẢO GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ CHỌN THAM KHẢO Loại động cơ 4A9 Yêu cầu Số xy lanh số kỳ – cách bố trí 4 – 4 – thẳng hàng 6 – 4 – thẳng hàng Thứ tự làm việc 1342 152463 Loại nhiên liệu Xăng Xăng Công suất cực đạisố vòng quay (KWvgph) 77kW6000 142kW4800 Tỷ số nén 10,0 9.6 Đườg kính X hành trình piston (mm x mm) 75 x 84,8 94 x 82 Góc phân phối khí (độ) Mở sớm xupap nạp 310~190 BTDC 4 Đóng muộn xupap nạp 210~710 ABDC 42 Mở sớm xupap thải 39 46 Đóng muộn xupap thải 5 4 Hệ thống nhiên liệu MFI EFI Hệ thống bôi trơn Cưỡng bức cácte ướt Cưỡng bức cácte ướt Hệ thống làm mát Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng Hệ thống nạp Không tăng áp Không tăng áp Hệ thống phân phối khí 16 valve – DOHC 24 valve DOHC 2.2. ĐẶC ĐIỂM TỔNG QUÁT ĐỘNG CƠ4A9. Động cơ 4A9 lắp trên xe Innova của hãng Mitsubishi là loại động cơ xăng thế hệ mới, 4 xy lanh thẳng hàng, dung tích xylanh 1,5 lít trục cam kép DOHC 16 xupap dẫn động bằng xích thông qua con đội thuỷ lực với hệ thống van nạp biến thiên thông minh VVTi. Động cơ có công suất 77 Kw6000vp có hệ thống đánh lửa trực tiếp điều khiển bằng điện tử và hệ thống nhiên liệu phun trực tiếp điều khiển bởi ECU. 2.2.1. Động cơ. Hình 2.1: Cách bố trí xupap, trục cam trên động cơ. 1:Con đội thủy lực; 2:Trục cam; 3:Xupap; 4:Vòi phun. Động cơ4A9 là động cơ 4 xy lanh thẳng hàng có hệ thống cam kép (DOHC) gồm bốn xupap cho mỗi xylanh hai xupap nạp và hai xupap thải đặt lệch nhau một góc 22,850.với các góc phối khí:   Bảng: 2.5. Nạp Mở 310~190 BTDC Đóng 210~710 ABDC Xả Mở 390 BTDC Đóng 50 ABDC Do có con đội thủy lực nên luôn duy trì khe hở xupap bằng “0” nhờ áp lực của dầu và lực của lò xo. Nắp quy lát được đúc bằng hợp kim nhôm nhẹ, các trục cam đều được phân bố trên đầu quy lát. Thân máy cũng giống các động cơ cổ điển nhưng hoàn thiện hơn. Lốc máy được chế tạo bằng thép đúc có dạng gân tăng cứng nhằm giảm rung động và tiếng ồn. Piston: được làm bằng hợp kim nhôm có kết cấu đặc biệt đỉnh piston vát hình nón cụt. Rãnh piston trên cùng có tráng lớp ôxit axit, phần đuôi piston có tráng nhựa. Bảng: 2.6. Cỡ piston Điều kiện tiêu chuẩn Tiêu chuẩn 85,951 đến 95,986mm Sécmăng: có 3 Sécmăng loại có ứng suất thấp secmăng khí số 1 được xử lý PVD, secmăng khí số 2 được mạ crôm và Sécmăng dầu. Hình 2.2: Cấu tạo piston, secmăng. 1:Piston; 2:Sec mang khí số 1; 3:Sec mang khí số 2; 4:Sec mang dầu. Khe hở cho phép của các secmăng cho dưới bảng: Bảng: 2.7 Secmang Điều kiện tiêu chuẩn số 1 0,22 đến 0,34mm số 2 0,45 đến 0,57mm dầu 0,1 đến 0,4mm Thanh truyền: được đúc bằng thép hợp kim có đường kính đầu to: 52,989 đến 53,002mm. Hình 2.3: Kết cấu thanh truyền. 1:Thân thanh truyền; 2:Bu lông thanh truyền; 3:Nắp đầu to. Trục khuỷu: có kết cấu khá đặc biệt, bên trong có đường dầu đi bôi trơn các bạc lót và cổ trục. Đường kính cổ trục tiêu chuẩn: 59,981 đến 59,994mm, đường kính các cổ biên tiêu chuẩn: 52,989 đến 53,002mm. Hình 2.4: Kết cấu trục khuỷu. 1:Rãnh then lắp đĩa xích; 2:Chốt khuỷu; 3:Lỗ dầu; 4:Má khuỷu; 5:Cổ trục chính. 2.2.2. Cơ cấu phối khí. Cơ cấu phối khí bao gồm: cò mổ loại con lăn, cơ cấu điều chỉnh khe hở xu páp thủy lực và hệ thống VVTi, trục cam kép DOHC 16 xupap dẫn động bằng xích. Cò mổ: Cò mổ loại con lăn dùng 1 vòng bi kim giúp giảm ma sát, do đó cải thiện được tính kinh tế nhiên liệu. Hình 2.5: Kết cấu cò mổ. 1:Ổ bi kim; 2:Cò mổ. Cơ cấu điều chỉnh khe hở thủy lực: duy trì khe hở xu páp luôn bằng “0” nhờ áp lực của dầu và lực lò xo. Hình 2.6: Kết cấu con đội thủy lực. 1:Piston đẩy; 2:Buồng áp suất thấp; 3:Đường dầu; 4:Lò xo; 5:Buồng dầu áp suất cao; 6:Lò xo van bi; 7:Van bi. Cam quay sẽ nén bộ pitton đẩy và dầu trong buồng áp suất cao. Khi đó cò mổ sẽ ép tới xu páp bằng cách dùng bộ điều chỉnh khe hở thủy lực làm điểm tựa. Lò xo đẩy piston đẩy đi lên, van 1 chiều sẽ mở ra và dầu sẽ điền đầy vào từ buồng áp suất thấp Do piston được đẩy lên, và khe hở xu páp sẽ được duy trì không đổi bằng không. 2.2.3. Hệ thống nhiên liệu. Hệ thống nhiên liệu động cơ 4A9 đóng vai trò rất quan trọng, nó không đơn thuần là hệ thống phun nhiên liệu, nhưng nó hợp thành một hệ thống đó là hệ thống điều khiển điện tử (ECU), hệ thống đánh lửa điện tử, điều khiển tốc độ động cơ, tạo ra sự tương trợ lẫn nhau, kim phun hoạt động như các kim phun của các xe đời mới. Khả năng điều khiển tốt, công suất động cơ tăng, giảm tiêu hao nhiên liệu. Lượng không khí nạp được lọc sạch khi đi qua lọc không khí và được đo bởi cảm biến lưu lượng không khí. Tỷ lệ hoà trộn được ECU tính toán và hoà trộn theo tỷ lệ phù hợp nhất. Có cảm biến ôxy ở đường ống xả để cảm nhận lượng ôxy dư, điều khiển lượng phun nhiên liệu vào tốt hơn. Hình 2.7: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ 4A9. 1:Bình Xăng; 2:Bơm xăng điện; 3:Cụm ống của đồng hồ đo xăng và bơm; 4:Lọc Xăng; 5:Bộ lọc than hoạt tính; 6:Lọc không khí; 7:Cảm biến lưu lượng khí nạp; 8:Van điện từ; 9: Môtơ bước; 10:Bướm ga; 11:Cảm biến vị trí bướm ga; 12:Ống góp nạp; 13:Cảm biến vị trí bàn đạp ga; 14:Bộ ổn định áp suất;15:Cảm biến vị trí trục cam; 16:Bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu; 17:Ống phân phối nhiên liệu; 18:Vòi phun; 19:Cảm biến tiếng gõ; 20:Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 21:Cảm biến vị trí trục khuỷu; 22:Cảm biến ôxy. 2.2.4. Hệ thống kiểm soát khí xả. Hệ thống kiểm soát khí xả giúp hạn chế lượng khí thải có hại cho con người và môi trường. Các khí thải có hại: nhiên liệu bay hơi từ thùng nhiên liệu, khí lọt qua khe giữa piston và thành xy lanh và khí xả. Vì các khí này có chứa những chất độc như: CO (cacbon oxit), HC (Hiđrô cacbon) và NOx (Nitơ ôxit). CO (cacbon oxit). CO được sinh ra khi lượng ôxy đưa vào buồng đốt không đủ (cháy không hoàn toàn) 2C +O2 = 2CO Khi CO được hít vào trong cơ thể, nó hòa tan vào máu và làm hạn chế khả năng tải ôxy của máu. Hít vào một lượng lớn CO có thể dẫn đến tử vong. HC (Hiđrô cacbon). HC được sinh ra trong quá trình đốt cháy không hoàn toàn, cũng như CO. Ngoài ra HC còn sinh ra trong các trường hợp sau: Khi nhiệt độ ở khu vực dập lửa thấp, chưa đạt tới nhiệt độ bóc cháy. Khí nạp thổi qua trong thời gian lặp của xupap. Hỗn hợp không khí nhiên liệu càng giàu càng sinh ra nhiều HC. Hỗn hợp càng nghèo càng ít sinh ra HC. Lượng HC sinh ra càng trở nên lớn hơn khi hỗn hợp không khí nhiên liệu quá nghèo, vì nó không cháy được. Khi HC được hít vào cơ thể nó trở thành tác nhân gây ung thư. Nó cũng gây ra hiện tượng sương khói quang hóa. NOx (Nitơ ôxit). NOx được sinh ra do nitơ và ôxy trong hỗn hợp không khí nhiên liệu, khi nhiệt độ của buồng đốt tăng cao trên 1800oC. Nhiệt độ của buồng đốt càng cao, lượng NOx sản sinh ra càng nhiều. Khi hỗn hợp không khí nhiên liệu nghèo, NOx sinh ra nhiều hơn vì tỷ lệ ôxy trong hỗn hợp không khí nhiên liệu cao hơn. Như vậy, lượng NOx sinh ra tùy theo hai yếu tố: nhiệt độ cháy và hàm lượng ôxy. N2 + O2 = 2NO(NO2,N2…NOx) Khi NOx được hít vào cơ thể, nó gây kích thích mũi và họng. Nó cũng gây ra hiện tượng sương khói quang hóa. Hình 2.8: Đồ thị biến thiên nồng độ các chất ô nhiễm theo hệ số dư lượng không khí. Để giảm các chất khí có hại từ khí xả: trước hết ta dùng bộ trung hòa khí xả (TWC) làm cho các chất độc hại CO (cacbon oxit), HC (Hiđrô cacbon) và NOx (Nitơ ôxit) phản ứng với các chất vô hại (H2O, CO2, N2) khi luồng khí xả đi qua, với các chất xúc tác platin, pladini, iridi, rodi. Để khí xả ra ngoài môi trường không độc hại đối với sức khỏe con người. TWC hoạt động tốt nhất với tỷ lệ hỗn hợp không khí nhiên liệu gần như lý thuyết. Vì vậy cần có hệ thống thông tin phản hồi về tỷ lệ hỗn hợp không khí nhiên liệu để giữ cho tỷ lệ này gần như tỷ lệ lý thuyết. Hệ thống thông tin phản hồi về hỗn hợp không khí nhiên liệu theo dõi lượng ôxy trong khí xả bằng cách sử dụng cảm biến ôxy gắn trong đường ống xả. Khi đó lượng nhiên liệu được ECU của động cơ điều chỉnh để kiểm soát tỷ lệ hỗn hợp không khí nhiên liệu, giúp cho TWC làm việc có hiệu quả. Đối với nhiên liệu bay hơi từ thùng nhiên liệu: nhiên liệu này được hấp thụ bỡi bộ lọc than hoạt tính. Sau đó khi động cơ hoạt động, nhiên liệu trong bộ lọc than hoạt tính và không khí được dẫn vào đường ống nạp để đốt cháy. 2.2.5. Hệ thống xả. Khí xả được thải ra ngoài môi trường qua ống xả. Hệ thống xả gồm: ống góp xả và ống xả nối với nhau bằng khớp cầu. Trên ống xả có các bộ trung hòa khí xả để làm cho các chất độc hại CO (cacbon oxit), HC (Hiđrô cacbon) và NOx (Nitơ ôxit) phản ứng với các chất vô hại (H2O, CO2, N2) khi luồng khí xả đi qua, với các chất xúc tác platin, pladini, iridi, rodi. Để khí xả ra ngoài môi trường không độc hại đối với sức khỏe con người. Hình 2.10: Sơ đồ hệ thống xả động cơ 4A9. 1:Bộ trung hòa khí xả; 2:Bộ tiêu âm. 2.2.6. Hệ thống làm mát. Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức, nhiệt độ van hằng nhiệt mở là 800C, dung tích bình chứa 7,8lít. Quạt của hệ thống làm mát được điều khiển bằng khớp chất lỏng ba giai đoạn. Van hằng nhiệt có van đi tắt được đặt ở phía đầu ra của két nước. Hình 2.11: Hệ thống làm mát động cơ 4A9. 1:Két nước; 2:Van hằng nhiệt; 3:Đường nước đến cổ họng gió; 4:Đường nước về. 2.2.7. Hệ thống bôi trơn. Hệ thống bôi trơn kiểu cưỡng bức dùng để đưa dầu bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát của các chi tiết chuyển động của động cơ. Hệ thống bôi trơn gồm có: bơm dầu, bầu lọc dầu, cácte dầu, các đường ống... dầu sẽ từ cácte được hút bằng bơm dầu, qua lọc dầu, vào các đường dầu dọc thân máy vào trục khuỷu, lên trục cam, từ trục khuỷu vào các bạc biên, theo các lỗ phun lên thành xylanh, từ trục cam vào các bạc trục cam, rồi theo các đường dẫn dầu tự chảy về cácte. 2.2.8. Hệ thống đánh lửa. Hệ thống đánh lửa được điều khiển bằng điện tử ECU đánh lửa trực tiếp. Mỗi xylanh có một bugi loại đầu dài và một cuộn dây đánh lửa được điều khiển bằng mạch bán dẫn dùng transitor. Hệ thống đánh lửa điện tử luôn luôn gắn liền với hệ thống phun nhiên liệu, nó điều khiển tia lửa, góc đánh lửa luôn phù hợp với góc phun của nhiên liệu nhờ các cảm biến để thực hiện quá trình đốt cháy tốt hơn và nhiên liệu được cháy hoàn toàn, ít tốn nhiên liệu, tăng công suất động cơ, chất thải ít độc hại. Hình 2.12: Sơ đồ hệ thống đánh lửa động cơ 4A9. 1:Cầu chì dòng cao; 2:Khóa điện; 3:Cầu chì; 4:Cuộn đánh lửa số 1; 5:Cuộn đánh lửa số 2; 6:Cuộn đánh lửa số 3; 7:Cuộn đánh lửa số 4; 7,8:Bọc chống nhiễu; 9:Cảm biến vị trí trục khuỷu; 10:Cảm biến vị trí trục cam; 11:Bộ lọc ồn. ECU căn cứ vào tín hiệu nhận được từ cảm biến vị trí trục khuỷu và căn cứ vào góc đánh lửa cơ sở đã ghi sẵn trong bộ nhớ cũng như trong các thông số hiệu chỉnh để xác định góc đánh lửa sớm cho động cơ. Việc tạo ra các tín hiệu dạng xung để cung cấp dòng điện cho cuộn dây đánh lửa được lập trình sẵn để các cuộn dây cung cấp dòng điện trong thời gian định mức trước với giá trị tính toán để đảm bảo cho: Từ thông sinh ra trong các cuộn dây đạt giá trị lớn nhất, đảm bảo cuộn dây đủ năng lượng để đánh lửa. Điều khiển sự phát ra và chấm dứt tia lửa được ECU tính toán sau khi các dữ liệu được nhập vào bởi: + Tốc độ động cơ. + Cảm biến vị trí trục khuỷu. + Cảm biến vị trí trục cam. + Cảm biến nhiệt độ động cơ. + Cảm biến vị trí bướm ga. + Cảm biến vị trí bàn đạp ga. + Cảm biến kích nổ. 2.2.9. Hệ thống khởi động. Hệ thống khởi động bằng điện với phương pháp điều khiển gián tiếp bằng rơle điện từ . Để tránh khả năng không kịp tách bánh răng ra khi động cơ đã nổ, người ta làm kiểu truyền động một chiều bằng khớp truyền động hành trình tự do loại cơ cấu cóc. Hình 2.13: Kết cấu máy khởi động. 1:Bánh răng máy khởi động; 2:Cuộn giữ; 3:Cuộn đẩy; 4:Vành tiếp điểm; 5:Ắc quy. Khi người lái đóng khóa điện, dòng điện sẽ đi vào cuộn đẩy mà lõi thép của nó được nối với cần gạt. Cuộn dây có điện trở thành nam châm hút lõi thép sang phải, đồng thời làm quay cần gạt dịch chuyển bánh răng truyền động vào ăn khớp với bánh đà. Khi bánh răng của khớp truyền động đã vào ăn khớp với bánh đà, thì vành tiếp điểm cũng nối các tiếp điểm, đưa dòng điện vào các cuộn dây của máy khởi động. Máy khởi động quay, kéo trục khuỷu của động cơ quay theo. Khi động cơ đã nổ thì người lái nhả khóa điện, các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của lò xo hồi vị 2.2.10. Hệ thống nạp. Hệ thống nạp dùng một bộ điều áp để điều chỉnh điện mà nó tạo ra bỡi sự quay của cuộn day rôto và nạp điện vào ắc quy. Hình 2.14: Sơ đồ hệ thống nạp động cơ 4A9. 1:Máy phát ; 2:Bộ tiết chế; 3,7:Cầu chì; 4:Đèn báo nạp; 5:Khóa điện; 6,8,9:Cầu chì dòng cao; 10:Cuộn Stato; 11:Cuộn dây Rôto3.1. PHẦN 3: KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐỘNG CƠ 3.1.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống cung cấp xăng. Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ 4A9. 1:Bình Xăng; 2:Bơm xăng điện; 3:Cụm ống của đồng hồ đo xăng và bơm; 4:Lọc Xăng; 5:Bộ lọc than hoạt tính; 6:Lọc không khí; 7:Cảm biến lưu lượng khí nạp; 8:Van điện từ; 9: Môtơ bước; 10:Bướm ga; 11:Cảm biến vị trí bướm ga; 12:Ống góp nạp; 13:Cảm biến vị trí bàn đạp ga; 14:Bộ ổn định áp suất;15:Cảm biến vị trí trục cam; 16:Bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu; 17:Ống phân phối nhiên liệu; 18:Vòi phun; 19:Cảm biến tiếng gõ; 20:Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 21:Cảm biến vị trí trục khuỷu; 22:Cảm biến ôxy Nhiên liệu được hút từ bình nhiên liệu bằng bơm và đưa qua lọc nhiên liệu đến bộ giảm rung có tác dụng hấp thụ các dao động nhỏ của áp suất nhiên liệu do sự phun nhiên liệu gây ra, sau đó qua ống phân phối rồi đến các vòi phun, cuối ống phân phối có bộ ổn định áp suất nhằm điều khiển áp suất của đường nhiên liệu (phía có áp suất cao). Nhiên liệu thừa được đưa trở lại bình xăng qua ống hồi … Các vòi phun sẽ phun nhiên liệu vào đường ống nạp tùy theo các tín hiệu phun được ECU tính toán. 3.1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động các bộ phận chính. 3.1.2.1. Bơm nhiên liệu: Kết cấu và nguyên lý hoạt động: Bơm nhiên liệu là loại bơm cánh gạt được đặt trong thùng xăng, do đó loại bơm này ít sinh ra tiếng ồn và rung động hơn so với loại trên đường ống. Các chi tiết chính của bơm bao gồm: Mô tơ, hệ thống bơm nhiên liệu, van một chiều, van an toàn và bộ lọc được gắn liền thành một khối. Hình 3.2: Kết cấu của bơm xăng điện. 1:Van một chiều; 2:Van an toàn; 3:Chổi than; 4:Rôto; 5:Stato;6,8:Vỏ bơm; 7,9:Cánh bơm; 10:Cửa xăng ra; 11:Cửa xăng vào. Rôto (4) quay, dẫn động cánh bơm (7) quay theo, lúc đó cánh bơm sẽ gạt nhiên liệu từ cửa vào (11) đến cửa ra (10) của bơm, do đó tạo được độ chân không tại cửa vào nên hút được nhiên liệu vào và tạo áp suất tại cửa ra để đẩy nhiên liệu đi. Van an toàn (2) mở khi áp suất vượt quá áp suất giới hạn cho phép (khoảng 6 kGcm2). Van một chiều (1) có tác dụng khi động cơ ngừng hoạt động. Van một chiều kết hợp với bộ ổn định áp suất duy trì áp suất dư trong đường ống nhiên liệu khi động cơ ngừng chạy, do vậy có thể dễ dàng khởi động lại. Nếu không có áp suất dư thì nhiên liệu có thể dễ dàng bị hoá hơi tại nhiệt độ cao gây khó khăn khi khởi động lại động cơ. Ðiều khiển bơm nhiên liệu: Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy. Ðiều này tránh cho nhiên liệu không bị bơm đến động cơ trong trường hợp khóa điện bật ON nhưng động cơ chưa chạy. Hiện nay có nhiều phương pháp điều khiển bơm nhiên liệu Khi động cơ đang quay khởi động. Dòng điện chạy qua cực ST2 của khóa điện đến cuộn dây máy khởi động (kí hiệu ST) và dòng diện vẫn chạy từ cực STAcủa ECU (tín hiệu STA). Khi tín hiệu STA và tín hiệu NE được truyền đến ECU, transitor công suất bật ON, dòng điện chạy đến cuộn dây mở mạch (COPN), rơle mở mạch bật lên, nguồn điện cấp đến bơm nhiên liệu và bơm hoạt động. Khi động cơ đã khởi động. Sau khi động cơ đã khởi động, khóa điện được trở về vị trí ON (cực IG2) từ vị trí Start cực (ST), trong khi tín hiệu NE đang phát ra (động cơ đang nổ máy), ECU giữ Tr bật ON, rơle mở mạch ON bơm nhiên liệu được duy trì hoạt động Khi động cơ ngừng. Khi động cơ ngừng, tín hiệu NE đến ECU động cơ bị tắt. Nó tắt Transistor, do đó cắt dòng điện chạy đến cuộn dây của rơle mở mạch. Kết quả là, rơle mở mạch tắt ngừng bơm nhiên liệu. Hình 3.3: Sơ đồ mạch điều khiển bơm nhiên liệu. 1:Cầu chì dòng cao; 2,6,8,9:Cầu chì; 3,4,10:Rơ le; 5:Bơm; 7:Khóa điện; 11:Máy khởi động. 3.1.2.2. Bộ lọc nhiên liệu. Lọc nhiên liệu lọc tất cả các chất bẩn và tạp chất khác ra khỏi nhiên liệu. Nó được lắp tại phía có áp suất cao của bơm nhiên liệu. Ưu điểm của loại lọc thấm kiểu dùng giấy là giá rẻ, lọc sạch. Tuy nhiên loại lọc này cũng có nhược điểm là tuổi thọ thấp, chu kỳ thay thế trung bình khoảng 4500km. Hình 3.4: Kết cấu bộ lọc nhiên liệu. 1:Thân lọc

Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) LỜI NĨI ĐẦU Ơtơ ngày dùng rộng rãi nước ta phương ti ện l ại cá nhân vận chuyển hành khách , hàng hoá ph ổ bi ến S ự gia tăng nhanh chóng số lượng ơtơ xã hội , đặc biệt loại ôtô đ ời m ới kéo theo nhu cầu đào tạo lớn nguồn nhân lực phục v ụ ngành công nghiệp ôtô linh vực thiết kế Sau học xong giáo trình ‘ động đốt ’ chúng em t ổ b ộ môn giao nhiệm vụ làm đồ án mơn học Vì bước đầu làm quen v ới cơng vi ệc tính tốn , thiết kế ôtô nên không tránh khỏi bỡ ngỡ vướng mắc.Nhưng với quan tâm , động viên , giúp đỡ, hướng dẫn tận tình th ầy giáo h ướng d ẫn , giáo viên giảng dạy thầy giáo khoa nên chúng em c ố g ắng để hoàn thành đồ án thời gian giao Qua đồ án giúp sinh viên chúng em n ắm l ực tác dụng , công su ất động điều kiện đảm bảo bền vài nhóm chi ti ết ơtơ , máy kéo Vì thiết thực với sinh viên nghành công nghệ kỹ thuật ôtô Tuy nhiên trình thực dù c ố gắng r ất nhi ều khơng tránh kh ỏi thiếu sót Vì chúng em mong nhận đ ược s ự quan tâm đóng góp ý kiến thầy , incác bạn để em hồn thi ện đồ án t ốt h ơn qua rút thànhững kinh nghiệm quý giá cho thân nh ằm phục vụ tốt cho q trình học tập cơng tác sau Em xin chân thành cảm ơn ! Đà Nẵng, Ngày 28 tháng năm 2017 Sinh viên th ực hi ện Võ Ng ọc Lam SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) Phân 1: XÂY DƯNG ĐÔ TH I CÔNG, Đ ÔNG HOC VA ĐÔNG LƯC HOC ĐÔNG DMV6-0113 1.1 XÂY DƯNG ĐƠ THI CƠNG 1.1.1 Cac sơ liệu ban đâu THÔNG SÔ KY THUÂT Nhiên liệu KY HIÊU Số xilanh/ Số ky/ Cách bố trí i/ τ Thứ tự làm việc Ty số nén Đường kính × hành trình piston (mm×mm) Cơng suất cực đại/ Số vong quay (Kw/vg/ph) Tham số kết cấu Ap suất cực đại (MN/m2) Khối lượng nhóm piston (kg) Khối lượng nhóm truyền (kg) Góc phun sớm (độ) Góc phân phối khí (đ ộ) Hệ thống nhiên liệu Hệ thống bôi trơn Ne/ n λ Pz mpt mtt φs α1 α2 α3 α4 Type 1-5-2-4-63 10,8 94×82 142.0/480 0.25 4,5 1,0 1,2 10 42 46 EFI Cưỡng cácte ướt Cưỡng sư dụng môi Hệ thống làm mát Hệ thống nạp Hệ thống phân phối khí SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a ε D×S GIA TRI Gasoline 6/ 4/ V- chất lỏng Không tăng áp 24 valve, DOHC Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) 1.1.2.Cac thông sô tinh toan Để xây dựng đồ thi cơng ta phải tính tốn thơng số sau: Xác đinh tốc độ trung bình động : Trong đó: S [m]là hành trình dich chuyển piston xilanh, n [vong/phút] tốc độ quay động Vì Cm ≥ m/s: động tốc độ cao hay gọi động cao tốc Chọn trước: n1=1,32 ÷ 1,39; n2 = 1,25 ÷ 1,29 Chọn số nén đa biến trung bình n1= 1,32, số giãn nở đa biến trung bình n2= 1,27 Ap suất cuối ky nạp: Đối với động ky khơng tăng áp ta có: pa=(0,8÷0,9)pk Chọn pa = 0,9pk = 0,09 [MN/m2] Đối với động không tăng áp, coi gần pk =po =0,1MN/m2 Ap suất cuối ky nén: pc = pa.εn1 = 0,09×9,61,35 = 1,782 [MN/m2] Vì động xăng nên chọn ρ = Ap suất cuối trình giản nở: PZ δ Pb = n2 = PZ 5,8 = 1, 225 ε ( ) n2  16,5  ρ 1,4  2] = [MN/m Thể tích cơng tác: Thể tích buồng cháy: Thể tích làm việc: Vận tốc góc trục khuyu Ap suất khí sót: Chọn p th=1.04×pk=1,040.1= 0,104 [MN/m2] Vì động cao tốc nên có: pr = (1,05 - 1,10)pth Chọn pr = 1,1×pth = 1,1×0,104= 0,114 [MN/m2] 1.1.3.Cac thơng sơ chọn − Ap suất khí nạp: pk = 0,1 [MN/m2] − Chọn n1= 1,32, n2= 1,27 − Ty số giản nở sớm ρ = 1.1.4.Xây dựng đô thi công SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) Để xây dựng đồ thi công ta cần phải: − Biểu diễn thể tích buồng cháy: Vcbd = 10, 15, 20 mm Chọn Vcbd =20[mm] ⇒Tỉ lệ xích biểu diễn thể tích là: µVc = [dm3/mm] ⇒ Giá tri biểu diễn − Biểu diễn áp suất cực đại: p zbd = 160-220mm Chọn pzbd = 200 [mm] ⇒Tỉ lệ xích biểu diễn áp suất là: µp = − Pz Pzbd  MN   m mm  Với vong tron Brick ta đường kính AB giá tri bi ểu di ễn giá tr i biểu diễn Vh, tức AB = Vh [mm] ⇒Tỉ lệ xích biểu đồ Brick là: Vậy giá tri biểu diễn là: 1.1.4.1.Xây dựng đương nen Ta phương trình đường nén là: p.Vn1 = cosnt => pc.Vcn1 = pnx.Vnxn1 Rút ta có: pnx = pc p nx = pc Đặt: i = , ta có: i n1 Trong đó: pnx Vnx áp suất thể tích điểm bất ky đường nén, i tỉ số nén tức thời Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành ε khoảng, 1;1,5;2;2,5;3; ;10;10,8 SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a i = Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) 1.1.4.2.Xây dựng đương gian nơ P V n = const Ta lại phương trình đa biến trình giãn nở là: Gọi Pgnx, Vgnx áp suất thể tích biến thiên theo trình giãn n c động Ta có: pz.Vcn2 = pgnx.Vgnxn2 n2 Pgnx V gnx = PZ VZn2 ⇒ ⇔ PZ ⇔ Pgnx =  Vgnx     VZ  i= Đặt n2 = Pgnx= n2 PZ  Vgnx     ρ VC  Vgnx VC V  PZ  Z  V   gnx  (với VZ = ρ.VC =Vc) n2 Pgnx , ta có: PZ ρ n2 = n21 i (1.4) Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành ε khoảng , i = 1; 1,5 ;2 ;2,5 ;3 ;3,5 ; … ;10 ;10,8 1.1.4.3.Xac đinh cac điêm đăc biệt va bang gia tri thi cơng • Điểm bắt đầu q trình nạp: r(Vc,pr) Vc-thể tích buồng cháy Vc=0,066[dm3] pr-áp suất khí sót, chọn pr=0,114 [MN/m2] Vậy: r(0,066 ;0,114) rbd(20;5,084) • Điểm bắt đầu q trình nén: a(Va ;pa) Với Va=ε.Vc=0,635[dm3], pa=0,09 [MN/m2] Vậy điểm a(0,6381; 0,09), abd(192;4) • Điểm: b(Va;pb) Với pb: áp suất cuối trình giãn nở.pb= 0,255 [MN/m2] Vậy điểm b(0,635; 0,255), bbd(192;11.31) • Điểm c(Vc;pc) Với pc = 1,782 [MN/m2] SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) Vậy điểm c(0,066; 1,782), cbd(20;79,2) • Điểm y(Vc; 0,85pz) = ( 0,066; 3,825), ybd(20;170) • Điểm z(Vc; pz) = (0,066; 4,5), zbd(20;200) Bảng 1.1.4.3: Giá tr i bi ểu di ễn c đ th i công 1.1.4.4.Ve đô thi Để vẽ đồ thi công ta thực theo bước sau: + Chọn tỉ lệ xích + Vẽ hệ trục tọa độ đó: trục hồnh biểu diễn thể tích xilanh, trục tung biểu diễn áp suất khí thể + Từ số liệu cho ta xác đinh t ọa đ ộ ểm h ệ tr ục t ọa đ ộ Nối tọa độ điểm đường cong thích hợp đường cong nén đường cong giãn nở + Vẽ đường biểu diễn trình nạp trình thải hai đường thẳng song song với trục hoành qua hai ểm P a Pr Ta đồ thi công lý thuyết + Hiệu chỉnh đồ thi cơng: Vẽ đồ thi brick phía đồ thi cơng Lấy bán kính cung tron R ½ - khoảng cách từ Va đến Vc (R=S/2) - Tỉ lệ xích đồ thi brick tính tốn - Lấy phía phải điểm O’ khoảng : OO’ - Dùng đồ thi Brick để xác đinh điểm: • Điểm mở sớm xu páp nạp : r’ xác đinh từ Brick ứng với α1=40 • Điểm đóng muộn xupáp thải : r’’ xác đinh từ Brick ứng với α4=40 SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) • Điểm đóng muộn xupáp nạp : a’ xác đinh từ Brick ứng với α2=420 • Điểm mở sớm xupáp thải : b’ xác đinh từ Brick ứng với α3=460 • Điểm phun sớm : c’ xác đinh từ Brick ứng với φ s=100 • Điểm y (Vc, 0,85Pz)= y(0,066;3,825) • Điểm áp suất cực đại lý thuyết: z (Vc, Pz)= z(0,066;4,5) Ap suất cuối trình nén thực tế pc’’ - Ap suất cuối trình nén thực tế thường lớn áp suất cuối trình nén lý thuyết đánh lưa sớm pc’’ = pc + ( py -pc ) pc’’ = 1.782 + ( 3,825 – 1,782 ) =2,463 [MN/m2] Nối điểm c’, c’’, z’ lại thành đường cong liên tục dính vào đường giãn nở - Ap suất cuối trình giãn nở thực tế pb’’: Ap suất cuối trình giãn nở thực tế thường thấp h ơn áp suất cu ối trình giãn nở lý thuyết mở sớm xupap thải Pb’’ = pr + ( pb - pr ) Pb’’ = 0,114 + ( 0,225 - 0,114 ) = 0,184 [MN/m2] Nối điểm b’, b’’ tiếp dính với đường thải p rx - Nối điểm r với r’’, r’’ xác đinh từ đồ thi Brick cách gióng đ ường song song với trục tung ứng với góc độ đồ thi Brick cắt đường nạp p ax r’’ Sau hiệu chỉnh ta nối điểm lại đồ thi cơng thực tế + Sau ểm đặc bi ệt ti ến hành vẽ đ ường th ải đ ường n ạp , ti ến hành hiệu chỉnh bo tron hai điểm z’’ b’’ Y nghĩa đồ thi công: Biểu thi mối quan hệ áp suất thể tích làm việc xylanh động ứng v ới m ỗi v i trí piston Cho ta thấy trình nạp, nén, cháy gi ản n th ải x ảy SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) Đồng thời để xác đinh đồ thi: P kt -α, P1-α, T, N, Z Do đồ thi cơng ý nghĩa quan trọng tiên quyết, ảnh hưởng đến tính đắn c tồn q trình tính tốn thiết kế động XÂY DƯNG ĐÔ THI ĐÔNG HOC VA ĐÔNG LƯC HOC 1.1.1 Xây dựng đô thi đông học 1.1.1.1 Đô thi chuyên vi S = f(α) Để xây dựng đồ thi chuyển vi ta sư dụng phương pháp đồ thi Brick α A o x C α α B M o Rλ/2 S=2R 1.2 x=f(α) o' D S Đầu tiên ta chọn tỉ lệ xích: ; μα = [độ/mm] Vẽ đồ thi Brick nưa đường tron tâm O bán kính R = S/2 Lấy bán kính R ½ khoảng cách từ Va đến Vc Lấy phía phải điểm O’ tức phía ĐCD khoảng Từ O vẽ OB ứng với góc 100, 200, 300 1800 Từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuyu OB , hạ MC th ẳng góc với AD Theo Brick đoạn AC = x Điểm A ứng với ĐCT vởi α=00, điểm D ứng với ĐCD với α=1800 Cứ nh t tâm O’ đồ thi Brick kẻ tia ứng với 10 ; 200…1800 Đồng thời đánh số thứ tự từ trái qua phải 0,1,2…18 Chọn hệ trục tọa độ với trục tung biểu diễn góc quay trục khuyu, tr ục hoành biểu diễn khoảng dich chuyển piston SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) Gióng điểm ứng với 100; 200…1800 chia cung tron đồ thi brick xuống cắt đường kẻ từ điểm 10 0; 200…1800 tương ứng trục tung đồ thi x=f(α) để xác đinh chuyển vi tương ứng Nối giao điểm ta đồ thi biểu diễn hành trình piston S = f(α)  Y nghĩa đồ thi chuyển vi S = f(α): qua đồ thi thể dich chuy ển piston theo góc quay trục ứng với khuyu tương giá tri góc quay ta hành trình tương ứng trục khuyu 1.1.1.2 Đô thi vân tôc V() Chn ty l xớch: àV = àS.= 0,000476ì502,4 = 0,293142 [m/s.mm] Vẽ nưa đường tron tâm O bán kính R1 với: R1 = R ω.=0,041.502,4 = 20,598 [m/s] Giá tri biểu diễn: Vẽ đường tron tâm O bán kính R2 với: Chia nưa vong tron tâm O bán kính R1 thành 18 phần đánh số thứ tự 0,1,2 …18 Chia vong tron tâm O bán kính R2 thành 18 phần đánh số thứ tự 0’, 1’, 2’…18’ theo chiều ngược lại Từ điểm 0;1;2… kẻ đường thẳng góc với AB cắt đường song song với AB kẻ từ điểm 0’, 1’, 2’…tại ểm o, a, b, c N ối giao ểm lại ta đường cong giới hạn vận tốc piston Khoảng cách từ đ ường cong đến nưa đường tron biểu diễn tri số tốc độ piston ứng v ới góc α Để khảo sát mối quan hệ hành trình piston v ận tốc c piston ta đặt chúng chung hệ trục toạ độ Trên đồ thi chuyển vi S = f(α) lấy trục OV bên phải đồ thi trùng v ới tr ục Oα, trục ngang biểu diễn hành trình piston SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) Từ điểm 00, 100, 200, ,1800 đồ thi Brick ta gióng xuống đường cắt đường OS diểm 0, 1, 2, ,18 Từ điểm ta đặt đoạn tương ứng từ đồ thi vận tốc, nối ểm đầu l ại đo ạn ta đ ường biểu diễn v = f(x) V[m/s] V [α] S [ α] 180 0 S[mm] c b d e a A 2' 3' 4' 5' 6' 7' 1' 0' 8' 17' 10' 16' 15' 14' 13' 12' B 9' f g h 11' k 18 l 17 16 15 14 13 10 11 12 Hình 1.2.1.2- Đồ thi vận tốc V (α)  Y nghĩa đồ thi vận tốc V(α): cho ta thấy mối qua hệ v ận tốc piston ứng với góc quay trục khuyu Đồng thời thể mối quan hệ giữ hành trình piston vận tốc piston 1.1.1.3 Đô thi gia tôc j = f(x) Để xác đ inh vẽ đồ th i gia t ốc piston ta sư d ụng phương pháp đồ th i Tôlê cụ thể tiến hành sau: Trước tiên chọn hệ trục toạ độ Trục hoành truc Ox, trục tung Oj bi ểu th i giá tri gia tốc Ta có: Jmax = Rω2(1+λ) = 0,041 502,42.(1+0,25) = 12935,795 [m/s2] SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a 10 Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) tạp chất nhỏ 10µm giữ lại xăng qua cưa (5) lọc xăng tương đối cung cấp trình nạp cho động 3.1.2.3 Bộ giảm rung động Ap suất nhiên liệu trì 2,55 2,9 kg/cm2 tùy theo đ ộ chân không đường nạp ổn đinh áp suất Tuy nhiên dao đ ộng nh ỏ áp suất đường ống phun nhiên liệu Bộ giảm rung động tác dụng hấp thụ dao động lớp màng 3.1.2.4 Bộ ổn định áp suất Bộ điều chỉnh áp suất bắt cuối ống phân phối Nhiệm vụ b ộ điều áp trì ổn đinh độ chênh áp đường ống Bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu cấp đến voi phun phụ thu ộc vào áp su ất đường ống nạp Lượng nhiên liệu điều ển thời gian tín hiệu phun, nên để lượng nhiên liệu phun xác mức chênh áp xăng cung cấp đến voi phun không gian đầu voi phun ph ải luôn gi ữ mức 2,9 kG/cm2 điều chỉnh áp suất bảo đảm trách nhiệm Hình 3.5: Sự điều chỉnh áp suất nhiên liệu theo áp suất đường ống nạp ổn định áp suất SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a 52 Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) Hình 3.6: Kết cấu ổn định áp suất 1:Khoang thơng với đường nạp khí; 2:Lò xo; 3:Van; 4:Màng; 5: Khoang thông với dàn ống xăng; 6:Ðường xăng hồi thùng xăng Nguyên lý làm việc ổn định Nhiên liệu áp suất từ dàn ống phân phối ấn màng (4) làm m van (3) Một phần nhiên liệu chạy ngược trở lại thùng chứa qua đường nhiên li ệu trở thùng (6) Lượng nhiên liệu trở phụ thuộc vào độ căng lo xo màng, áp suất nhiên liệu thay đổi theo lượng nhiên li ệu h ồi Ð ộ chân không c đường ống nạp dẫn vào buồng phía chứa lo xo làm giảm sức căng lo xo tăng lượng nhiên liệu hồi, làm giảm áp suất nhiên li ệu Nói tóm l ại, đ ộ chân không đường ống nạp tăng lên (giảm áp), áp suất nhiên li ệu ch ỉ giảm tương ứng với giảm áp suất Vì áp suất nhiên li ệu A đ ộ chân không đường nạp B trì khơng đổi Khi bơm nhiên li ệu ngừng ho ạt động, lo xo (2) ấn van (3) đóng lại Kết van chiều bên nhiên liệu van bên điều áp trì áp suất dư đường ống nhiên liệu 3.1.2.5 Vòi phun xăng điện từ Voi phun động cơ4A9 loại voi phun đầu dài, thân voi phun cao su cách nhiệt giảm rung cho voi phun, ống d ẫn nhiên li ệu đ ến voi phun nối giắc nối nhanh Voi phun hoạt động điện từ, lượng phun th ời ểm phun nhiên liệu phụ thuộc vào tín hiệu từ ECU Voi phun lắp vào nắp quy lát gần cưa SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a 53 Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) nạp xy lanh qua đệm cách nhiệt bắt ch ặt vào ống phân phối xăng Kết cấu nguyên lý hoạt động vòi phun Khi cuộn dây (4) nhận tín hiệu từ ECU, piston (7) bi kéo lên th ắng sức căng lo xo Do van kim piston kh ối nên van b i kéo lên tách khỏi đế van nhiên liệu phun Hình 3.7: Kết cấu vòi phun nhiên liệu 1:Thân vòi phun ;2:Giắc cắm; 3:Đầu vào; 4:Gioăng chữ O; 5:Cu ộn dây; 6:Lò xo; 7:Piston ; 8:Đệm cao su; 9:Van kim Lượng phun điều khiển khoảng thời gian phát tín hiệu ECU Do độ mở van giữ cố đinh khoảng thời gian ECU phát tín hiệu, lượng nhiên liệu phun phụ thuộc vào thời gian ECU phát tín hiệu Mạch điện điều khiển vòi phun: Hiện loại voi phun, loại điện trở thấp1,5-3 Ω loại điện trở cao13,8Ω, mạch điện hai loại voi phun gi ống Điện áp ắc quy cung cấp trực tiếp đến voi phun qua khóa ện Các voi phun mắt song song SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a 54 Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) Động 4A9 với kiểu phun độc lập nên voi phun m ột transitor điều khiển phun Hình 3.8: Sơ đồ mạch điện điều khiển vòi phun động 4A9 1:Ắc quy; 2:Cầu chì dòng cao; 3:Khóa điện; 4:Cầu chì; 5:Vòi phun 3.1.2.6 Hệ thống kiểm sốt nhiên liệu Do yêu cầu bảo vệ môi trường ngày khắt khe, xăng tạo trong thùng chứa xe đại khơng thải ngồi mà đ ược đưa tr lại đường nạp động Hình 3.9: Hệ thống kiểm sốt nhiên liệu động 4A9 1:Bướm ga; 2:Van điện từ; 3:Van chiều; 4:Thùng xăng; 5:Van chân khơng nắp bình xăng; 6:Bộ lọc than hoạt tính SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a 55 Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) Hơi nhiên liệu bốc lên từ bình nhiên liệu, qua van chiều (3) vào lọc than hoạt tính(6) Than hấp thụ nhiên li ệu L ượng h đ ược hấp thụ hút từ cưa lọc cổ họng gió vào xy lanh đ ể đ ốt cháy động hoạt động ECU điều khiển dong khí cách điều ch ỉnh đ ộ m c van điện từ Van chân không (5) nắp bình nhiên liệu mở đ ể hút khơng khí từ bên ngồi vào bình nhiên liệu thùng áp suất chân khơng 3.2 HỆ THỐNG CUNG CẤP KHƠNG KHÍ ĐỘNG 4A9 3.2.1 Sơ hệ thơng cung cấp khơng Khơng khí Các xy lanh Lọc khơng khí Cảm biến lưu lượng khí nạp Đường ống nạp Ống góp nạp Cổ họng gió Hình 3.10: Sơ đồ khối hệ thống nạp Hệ thống nạp khí cung cấp lượng khơng khí cần cho cháy đến xylanh động Khơng khí qua lọc gió, sau đến cảm bi ến lưu lượng khí nạp, cổ họng gió, qua ống góp nạp đường ống đến xylanh ky nạp 3.2.2 Cac bô phân hệ thông cung cấp không 3.2.2.1 Lọc khơng khí Lọc khơng khí nhằm mục đích lọc khơng khí trước khơng khí vào động vai tro quan tr ọng nhằm làm gi ảm s ự mài mon c đ ộng Trên động 4A9 dùng kiểu lọc thấm, lõi lọc giấy Loại ưu ểm giá thành không cao, dễ chế tạo Tuy nhược ểm tu ổi th ọ th ấp, chu ky thay ngắn 3.2.2.2 Cổ họng gió: Các phận tạo thành gồm: bướm ga, môtơ điều ển bướm ga, cảm biến vi trí bướm ga phận khác Bướm ga dùng để thay đổi lượng khơng khí dùng q trình ho ạt động động cơ, cảm biến vi trí bướm ga lắp trục bướm ga nhằm SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a 56 Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) nhận biết độ mở bướm ga, môtơ bướm ga để mở đóng bướm ga, lo xo hồi để trả bướm ga trí cố đinh Môtơ bướm ga ứng dụng môtơ ện chiều (DC) độ nhạy tốt tiêu thụ lượng Hình 5.11: Kết cấu cổ họng gió 1:Mơtơ bước; 2:Bướm ga; 3:Các nam châm; 4:Các bánh giảm tốc; 5:IC HALL(cảm biến vị trí bướm ga) Nguyên lý lam việc: ECU động điều khiển độ lớn hướng dong điện chạy đến môtơ điều khiển bướm ga, làm quay hay giữ môtơ, mở đóng b ướm ga qua m ột cụm bánh giảm tốc Góc mở bướm ga thực tế phát b ằng m ột cảm biến vi trí bướm ga, thơng số phản hồi ECU động Khi dong điện không chạy qua môtơ, lo xo hồi mở bướm ga đến vi trí cố đinh (khoảng 70) Tuy nhiên, chế độ không tải bướm ga đóng lại nhỏ so với vi trí cố đinh Khi ECU động phát thấy hư hỏng, bật đèn báo h h ỏng đồng hồ táp lô đồng thời cắt nguuồn đến môtơ, bướm ga gi ữ góc mở khoảng 70, xe chạy đến nơi an tồn 3.2.2.3 Ống góp hút va đương ơng nạp Ơng góp hút đường ống nạp chế tạo nhựa nhằm mục đích giảm trọng lượng truyền nhiệt đến nắp qui lát SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a 57 Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) Hình 3.12: Ống góp hút đường ống nạp 1:Ống góp hút; 2:Đường ống nạp 3.3.HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ ĐÔNG X5V6-0417 3.3.1 Nguyên lý chung Hệ thống điều khiển phun xăng điện tư động X4V4-0416 chia thành ba phận chính: Các cảm biến: nhiệm vụ • nhận biết hoạt động khác động phát tín hi ệu gưi đến ECU hay gọi nhóm tín hiệu vào ECU: nhiệm vụ xư lý • tính tốn thơng số đầu vào từ phát tín hi ệu ều ển đầu Các cấu chấp hành: Trực • tiếp điều khiển lựợng phun thơng qua tín hiệu điều khiển nhận từ ECU SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a 58 Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) 1- Cảm biến lưu lượng khí nạp 2-Cảm biến nhiệt độ khí nạp 3- Cảm biến vị trí bướm ga 4- Cảm biến ơxy 5-Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 6- Cảm biến vị trí trục cam 7- Cảm biến vị trí trục khuỷu ECU Các Vòi phun 8- Cảm biến kích nổ 9- Cảm biến vị trí bàn đạp ga Hình 3.12 Sơ đô khôi hệ thông phun xăng điện tử 3.4 TINH TỐN CHẾ ĐƠ CUNG CẤP NHIÊN LIỆU ĐƠNG X5V6-0417 Ở chế độ làm việc xác đinh, lượng nhiên liệu phun vào xilanh G’ nl động phụ thuộc vào lượng khí nạp G’k Việc xác đinh G’k thơng qua cảm biến lưu lượng khí nạp cảm biến áp suất đường ống nạp Quá trình điều ển lượng nhiên liệu cung cấp Gnl thực chất điều khiển thời gian phun nhiên liệu tf, vì: G’nl = Qnl.ρnl.tf (kg/ct) Với: Qnl: Lưu lượng xăng qua voi phun (m3 /s) ρnl: Khối lượng riêng xăng (kg/m3 ); tf: Th i gian phun (s) Trong đó, lưu lượng thể tích xăng Qnl xác đinh theo biểu thức: Qnl = Ff vnl (m3 /s) Với Ff: Tiết diện lưu thông voi phun (m2 ); Ff = π d d = π 0,0005.0,0005 = 1,96.10-7 ( m2 ) Với d : đường kính phun ch ọn d = 0,5 (mm) = 0,0005 (m) SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a 59 Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) vnl: Tốc độ xăng qua voi phun (m/s) Cần lưu ý tốc độ xăng qua voi phun phụ thu ộc vào chênh l ệch áp suất xăng trước lỗ phun áp suất khơng khí đường nạp vnl= ∆P ρnl = 500000 730 = 37,0 (m/s) Với : ∆P chọn = 5bar =500000 (N/m2) ρnl = 730 (kg/m3) Để đảm bảo tốc độ phun không đổi, hệ thống phun xăng trang bi ổn đinh áp suất (∆P = const, kiểu phun đường ống nạp ∆P ≈ 3-5bar), việc xác đinh lượng nhiên liệu cung cấp cho động phụ thuộc vào thời gian mở kim phun Vậy : Qnl=37.1,96.10-7 = 7,252.10-6 (m3/s) Như để tính lượng nhiên liệu cung cấp cho động ta phải xác đinh hai biến số G’k tf 3.4.1 Xac đinh lưu lượng không Một yếu tố quan trọng điều khiển phun xăng xác đinh khối lượng khơng khí vào xylanh Lượng xăng tương ứng tính tốn để đảm bảo tỉ lệ hoa khí mong muốn Trên thực tế, đo xác khối lượng khơng khí vào xylanh Vì vậy, điều ển động phun xăng, người ta thường dựa lưu lượng khối lượng không khí qua đường ống nạp Lượng khơng khí nạp ta đo trực tiếp (loại L-EFI), xác đinh gián tiếp thông qua áp suất tuyệt đối không khí đường ống nạp (loại D- EFI) Lượng khơng khí tính tốn trước nạp vào EEPROM theo chương trình lập trước Tỉ lệ hoa khí lựa chọn α0 : tùy theo kiểu động cơ, chẳng hạn tỉ lệ lý tưởng α0 Một bảng giá tri chứa giá tri α0= f( Pk ,n) đưa vào EEPROM SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a 60 Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) Tỉ lệ hoa khí thực tế α : phụ thuộc vào thơng số nhiệt độ động trình hâm nóng hiệu chỉnh để tăng đặc tính động học (tăng t ốc, giảm tốc, tải lớn, không tải) Đối với thể tích khơng khí Vk điều kiện nhiệt độ T áp suất P, ty trọng khơng khí xác đinh : ρk =mk/Vk (kg/m3 ) Trong đó: mk khối lượng khơng khí thể tích Vk Như vậy, lưu lượng khối lượng khơng khí Gk’ suy từ lưu lượng thể tích Q’ k khơng khí: Gk’= Qk’.ρk Trường hợp dùng cảm biến áp suất tuyệt đối đường ống nạp kết hợp với cảm biến nhiệt độ khí nạp, máy tính xác đinh ty trọng ρk theo biểu thức: ρk =ρo pk To po.Tk Trong đó: ρo ty trọng khơng khí điều kiện áp suất khí mực nước biển po = 1atm nhiệt độ môi trường To = 293o K Theo phương trình trạng thái khí lý tưởng, ta xác đinh ρo sau: ρo =po/R.To Ở đây: R- số chất khí xác đinh theo bi ểu th ức: R = µ.8314 = 29.8314 = 287 (J/kg K) Hệ số nạp tương đối ηv tốc độ thấp tăng nhờ cộng hưởng âm đường ống nạp đến xy lanh, cộng hưởng xuất phát từ việc đóng mở xupap Dạng hình học ống nạp thiết kế cho tốc độ thấp, cho áp suất cực đại cho cộng hưởng xảy xupap hút mở Như vậy, khơng khí vào buồng đốt tăng dẫn đến hệ số nạp tăng Tần số cộng hưởng thường nằm 2000(v/ph) đến 3000(v/ph) Kích thước ống nạp lớn tần số cộng hưởng thấp Tần số dao động dong khí ống nạp là: SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a 61 Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) n.i fk = Chọn: fk=2000 (v/ph)  n=2000.2/4=1000 (v/ph) =16.66 (vg/s) Khi động thực chu trình (2 vong quay trục khu yu) m ỗi xilanh nạp lần, gọi lượng khí nạp vào đường nạp giây Gk động i xilanh thực tốc độ quay trục khuyu n (v/ph), lượng khơng khí nạp cho xi lanh chu trình G’ k là: G’ k = Gk/(120.i.n) (kg/ct) Gk : xác đinh nhờ cảm biến tính theo kg/s Về lý thuyết G’k tính sau: G’k = n 120 Vh.ηv ρo pk To po.Tk (kg/s) Với: n=16.66 (vg/s) ηv=0.8 Chọn Ta có: ρo =po/R.To  ρo pk To po.Tk = pk Tk R = 100000 287.298 R=287 (J/kg K) Pk=0,1 (MN/m2) = 100000 (kg/m2) Tk=298ok Ở Vh=0.0004 dung tích cơng tác xi lanh tính m3 Vậy: G’k= 16,66 120 0,0004.0,8 100000 287.298 = 5,2.10-5 (kg/s) 3.4.2 Tinh toan thơi gian phun Ở chế độ làm việc ổn đinh, lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình (Gnl’) tỉ lệ với lượng khí nạp vào động Do lượng nhiên liệu cung cấp cho xilanh chu trình là: G’nl=G’k/(Lo.α) (kg/ct) SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a 62 Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) Trong đó: L0: lượng khơng khí lý thuyết để đốt 1kg nhiên liệu (kg kk/kg nl) Với: Lo=14.95 (kgkk/kgnl) α: hệ số dư lượng khơng khí chế độ thực tế tính Chọn; α=0.9  G’nl = G’k/(Lo α) = (5,2.10-5)/(14,95.0,9) = 3,8.10-6 (kg/ct) Do đó: Thời gian phun tf tính: tf = G’nl/( Qnl.ρnl) = (3,8.10-6)/(7,252.10-6.730) = 0.00072 (s) Thời gian quay vong động : tdc = 60 n 2= 60 4800 2= 0.03 (s) Với n=4800 (vong/ph) số vong quay động SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a 63 Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) KẾT LUẬN Qua tháng làm việc tích cực cộng với giúp đỡ tận tình thầy hướng dẫn, Đến đồ án em hoàn thành Đồ án môn học " Thiết kế động đốt trong” Nhằm mục đích tìm hi ểu mục đích ,ý nghĩa đồ thi công, động học động lực học ngồi tìm hiểu ngun lý làm việc kết cấu phận hệ thống động để phương án bảo dưỡng sưa chữa hư hỏng kip thời Trong lĩnh vực đề tài, em trình bày cách thực để vẽ đồ th i công động học động lực học vấn đề giới thiệu tổng quan hệ thống động tham khảo động mà em thiết kế, nhiệm vụ, phân loại, yêu cầu phận, chi tiết sư dụng hệ thống Đặc biệt nội dung trình bày hệ thống thiết kế em khảo sát tìm hiểu nguyên lý làm vi ệc, tính tốn tìm hiểu kết cấu trình bày kết cấu hệ thống nhiên liệu kèm theo phần vẽ cấu, phận hệ th ống nhiên liệu động thiết kế Trong trình thực đề tài này, kiến thức lý thuyết thực tế thân học hỏi thêm nhiều Nhưng điều kiện tài liệu lượng kiến thức thân phần hạn chế thiếu thốn nên đồ án hồn thành khơng thể tránh khỏi thiếu sót Kính mong th ầy, b ộ mơn tham gia góp ý để đề tài em hoàn thiện Một lần em xin cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Quang Trung thầy mơn cho em hồn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a 64 Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) TAI LIỆU THAM KHAO [1] Hồ Tấn Chuẩn - Nguyễn Đức Phú - Trần Văn Tế - Nguyễn Tất Tiến - Ph ạm Văn Tuế Kết cấu tính tốn động đốt tập I, II, III Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp Hà Nội 1977 [2] Nguyễn Tất Tiến, Nguyên lý động đốt Nhà xuất giáo duc Ngoài tham khảo số tài liệu: Giáo trình gi ảng d ạy th ầy mơn động đốt – Khoa khí giao thông – Đại học Bách khoa, Đà Nẵng số tài liệu lấy từ mạng internet SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a 65 Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) MỤC LỤC SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a ... dụng môi Hệ thống làm mát Hệ thống nạp Hệ thống phân phối khí SVTH : Võ Ngọc Lam – Lớp 13c4a ε D×S GIA TRI Gasoline 6/ 4/ V- chất lỏng Không tăng áp 24 valve, DOHC Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417)...Đồ án thiết kế động đốt (X5V6-0417) Phân 1: XÂY DƯNG ĐÔ TH I CÔNG, Đ ÔNG HOC VA ĐÔNG LƯC HOC ĐÔNG CƠ DMV6-0113 1.1 XÂY DƯNG ĐƠ THI CƠNG 1.1.1 Cac sơ liệu ban đâu THƠNG SÔ KY THUÂT Nhiên liệu KY... (Kw/vg/ph) Tham số kết cấu Ap suất cực đại (MN/m2) Khối lượng nhóm piston (kg) Khối lượng nhóm truyền (kg) Góc phun sớm (độ) Góc phân phối khí (đ ộ) Hệ thống nhiên liệu Hệ thống bôi trơn Ne/

Ngày đăng: 10/04/2019, 16:26

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • LỜI NÓI ĐẦU

  • Ôtô ngày càng được dùng rộng rãi ở nước ta như một phương tiện đi lại cá nhân cũng như vận chuyển hành khách , hàng hoá rất phổ biến . Sự gia tăng nhanh chóng số lượng ôtô trong xã hội , đặc biệt là các loại ôtô đời mới đang kéo theo nhu cầu đào tạo rất lớn về nguồn nhân lực phục vụ trong ngành công nghiệp ôtô nhất là trong linh vực thiết kế . Sau khi học xong giáo trình ‘ động cơ đốt trong ’ chúng em được tổ bộ môn giao nhiệm vụ làm đồ án môn học . Vì bước đầu làm quen với công việc tính toán , thiết kế ôtô nên không tránh khỏi những bỡ ngỡ và vướng mắc.Nhưng với sự quan tâm , động viên , giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn , cùng giáo viên giảng dạy và các thầy giáo trong khoa nên chúng em đã cố gắng hết sức để hoàn thành đồ án trong thời gian được giao.

    • Qua đồ án này giúp sinh viên chúng em nắm được các lực tác dụng , công suất của động cơ ... và điều kiện đảm bảo bền của vài nhóm chi tiết ... ôtô , máy kéo . Vì thế nó rất thiết thực với sinh viên nghành công nghệ kỹ thuật ôtô .

    • Tuy nhiên trong quá trình thực hiện dù đã cố gắng rất nhiều không tránh khỏi những thiếu sót . Vì vậy chúng em rất mong nhận được sự quan tâm đóng góp ý kiến của các thầy , incác bạn để em có thể hoàn thiện đồ án của mình tốt hơn và cũng qua đó rút ra được thànhững kinh nghiệm quý giá cho bản thân nhằm phục vụ tốt cho quá trình học tập

    • và công tác sau này

    • Em xin chân thành cảm ơn !

    • Đà Nẵng, Ngày 28 tháng 7 năm 2017

    • Sinh viên thực hiện

    • Võ Ngọc Lam

    • Phần 1: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ DMV6-0113

      • 1.1. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG

        • 1.1.1. Các số liệu ban đầu

        • 1.1.2.Các thông số tính toán

        • 1.1.3.Các thông số chọn

        • 1.1.4.Xây dựng đồ thị công

        • 1.1.4.1.Xây dựng đường nén

        • 1.1.4.2.Xây dựng đường giản nở

        • 1.1.4.3.Xác định các điểm đặc biệt và bảng giá trị đồ thị công

        • 1.1.4.4.Vẽ đồ thị

        • 1.2. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC

          • 1.1.1. Xây dựng đồ thị động học

          • 1.1.1.1. Đồ thị chuyển vị S = f(α)

          • 1.1.1.2. Đồ thị vận tốc V(α)

          • 1.1.1.3. Đồ thị gia tốc j = f(x)

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan