LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, nền kinh tế của nước ta đã đạt những thành tựu to lớn, diện mạo đất nước đã có nhiều thay đổi. Hiện nay, rất nhiều loại xe hiện đại đã và đang được sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam, với các thông số kỹ thuật phù hợp với điều kiện khí hậu, địa hình Việt Nam. Chính vì vậy việc tìm hiểu, đánh giá, kiểm nghiệm các hệ thống, cụm, cơ cấu cho xe là hết sức cần thiết nhằm đưa ra phương thức khai thác và sử dụng xe tối ưu. Đồ án tốt nghiệp là một nội dung quan trọng cho việc củng cố, hoàn thiện những kiến thức đã được trang bị trong suốt quá trình học, từ đó nâng cao khả năng áp dụng lý thuyết vào thực tế công việc, khả năng tư duy khoa học, khả năng làm việc đòi hỏi cường độ cao, có kế hoạch. Qua đó giúp sinh viên hệ thống lại các kiến thức chuyên ngành đã học, đồng thời bổ sung những kiến thức mà bản thân còn thiếu sót trong quá trình học. Để đánh giá kết quả học tập và công nhận tốt nghiệp em đã được nhận đề tài “Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật của động cơ 6 xylanh- M276 trên xe Mercedes- Benz Service.”. Với điều kiện thời gian có hạn và cả những khó khăn trong việc tìm kiếm tài liệu nên bản đồ án của em chắc chắn vẫn còn nhiều thiếu sót. Qua đây em xin được bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy giáo trong Khoa Cơ Khí Động lực và đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Năng Minh đã tận tình hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án. Em rất mong nhận được những đóng góp và chỉ bảo của các thầy giáo cùng toàn thể các bạn sinh viên để đồ án của em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn. Hà nội ngày …./…./2011 Sinh viên Nguyễn Ngọc Tuyền 2 PHẦN MỞ ĐẦU 1.Lý do chọn đề tài và lịch sử vấn đề nghiên cứu 1.1 Tính cấp thiết và lý do chọn đề tài Bước vào thế khỉ 21 với tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ và nhu cầu học của mọi người ngày càng cao, phần lớn học sinh đều có thể vào đại học hoặc cao đẳng, kể cả những người đi làm trở lại học đại học, cao đẳng với các chuyên ngành nâng cao ngày càng đông như hiện nay. Do vậy đổi mới phương pháp dậy học là yêu cầu cấp bách. Sự phát triển này đã làm thay đổi không chỉ cách giảng mà còn thay đổi cả quá trình tổ chức dạy học, ứng dụng công nghệ dạy học, phương tiện kĩ thuật dạy học trong giảng dạy…khắc phục nhược điểm của phương pháp cũ, tạo ra chất lượng của phương pháp mới cho giáo dục-đào tạo Đặc biệt đối với các ngành cơ khí ô tô, việc nghiên cứu và chế tạo ra các mô hình phục vụ cho công tác dạy và học là nhu cầu cấp thiết của xã hội, các phương pháp nghiên cứu về lý thuyết hay thực hành sẽ giúp cho công tác dạy và học của giáo viên cũng như sinh viên được tốt hơn. Theo chủ trương của nhà nước đề ra là: đổi mới mạnh mẽ nội dung và phương pháp dạy học, học tập, chú trọng chất lượng không chạy theo số lương 1.2 ý nghĩa của đề tai Đề tài giúp cho công việc nghiên cứu và dạy học của sinh viên và giảng viên tốt hơn, phục vụ cho công tác dạy học khi đề tài được hoàn thành 2. Mục tiêu của đề tài -Nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên hướng dẫn sinh viên trong quá trình thực tập -Giúp cho sinh viên ứng dụng ngay bài học lý thuyết vào bài thực hành. -Góp phần hiện đại hóa phương tiện công nghệ và phương pháp dạy thực hành. -Giúp sinh viên tiếp thu bài tốt hơn. 3.Đối tượng và khách thể nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Để đề tài được hoàn thành chúng tối đã kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu. Trong đó đặc biệt là phương pháp tham khảo tài liệu, thu thập các thông tin liên quan, học hỏi kinh nghiệm của thầy cô, bạn bè, từ đó tìm ra những ý tưởng mới để hình thành đề cương của đề tài. 3.2 Khách thể nghiên cứu Song song với công việc tìm tài liệu học hỏi kinh nghiệm, tôi còn kết hợp cả phương pháp quan sát và thực nghiệm để có thể tạo ra các bài thực hành mẫu một cách hiệu quả. 4 Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu về kết cấu, tính năng kĩ thuật của động cơ 6 xylanh- M276 trên xe Mercedes- Benz Service. 5.Phương pháp nghiên cứu 5.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Tìm hiểu, quan sát thực tiễn về động cơ 6 xy lanh, tìm hiểu các chi tiết, nguyên lý hoạt động. thu thập số liệu liên quan đến đề tài Điều tra thông tin vấn đề liên quan đến đề tài 5.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu Thu thập tài liệu, xác định nhiệm vụ, đối tượng nghiên cứu, xác định mục tiêu nghiên cứu, phân tích tài liệu liên hệ. 3 Thu thập những thông tin nhằm chọn ra nhưng ý tưởng cơ bản cho đề tài là cơ sở lý luận cho đề tài, dự đoán về những thuộc tính của đối tượng nghiên cứu xây dựng mô hình thực tiễn ban đầu 5.3 Phương pháp nghiên cứu phân tích hệ thống thống kê mô tả Xây dựng các hình ảnh, thống kê các số liệu của đối tượng nghiên cứu thay thế cho đối tượng thực tiễn CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ 6 XY LANH TRÊN XE Ô TÔ 1.1. GIỚI THIỆU VỀ MERCEDES - BEN Khi bạn nghĩ đến sự hoàn hảo trong ngành công nghiệp ô tô, bạn sẽ nghĩ ngay đến Mercedes- Benz. Mercedes-Benz đã chứng minh mình là một trong những nhà sản xuất ô tô hàng đầu thế giới với những chiếc xe cao cấp chất lượng cao. Không có hãng xe nào có thể sản xuất được nhiều loại xe cùng lúc như xe hạng sang, xe bus, xe tải và SUV và thậm chí là cả trong lĩnh vực xe đua như Mercedes-Benz đang làm. Mercedes-Benz là một hãng xe của Đức, nổi tiếng về việc sản xuất ra các dòng xe sang trọng. Nguồn gốc của Mercedes-Benz được bắt nguồn từ những năm 1880 do 2 người đàn ông là Gottlied Daimler và Karl Benz. Hai ông đã phát minh ra xe chạy bằng động cơ đốt trong. Một điều khá thú vị là cả hai ông đều chưa hề biết nhau mặc dù công việc của hai ông có liên hệ trực tiếp với nhau. Cả hai ông đều ở tại vùng Tây Nam nước Đức, Daimler và bạn ông là Wilhelm Maybach đã cùng nhau sáng chế ra động cơ 4 kỳ tại Cannstatt, một quận của Stuttgart. Họ làm việc mà không hề biết rằng một ngày nào đó họ sẽ trở thành người sáng tạo ra những xe hơi hạng sang. Ngược lại, Benz làm việc tại Mannheim gần Heidelberg. Theo những tài liệu lịch sử thì 2 ông thậmchichưahềgặpnhau. Đầu những năm 1890, Daimler sản xuất những chiếc xe của mình tại Unterturkeim. Những chiếc xe này nhanh chóng trở lên nổi tiếng đến nỗi một thương nhân người Áo tên là Emil Jellinek mang xe tham dự các cuộc đua và thường giành chiến thắng. Ông quyết định đặt tên những chiếc xe này theo tên con gái ông, Mercedes. Ông rất ấn tượng với công việc của Daimler và Maybach và quyết định đặt hàng với số lượng lớn. Điều kiện ông đưa ra là ông sẽ quyết định một vài chi tiết thiết kế và những chiếc xe này phải được đặt theo tên con gái ông là Mercedes. Ngoài ra, ông cũng yêu cầu được toàn quyền bán lại những chiếc xe này tại những nước Áo, Hungary, Pháp, Bỉ và Mỹ. Ông rất tin tưởng vào những chiếc xe này và quyết định đầu tư một phần lớn vốn vào công ty việc sử dụng tên Mercedes cho những chiếc xe sẽ giúp 4 loại trừ những vấn đề về pháp lý. Trước khi gặp Emil Jellinek, Daimler đã bán quyền sử dụng tên và thiết kế của mình cho những công ty nước ngoài. Đây là lý do tại sao những chiếc xe cao cấp được sản xuất trước đây và hiện nay vẫn mang tên Daimler. Trước đây, hai người góp phần quan trọng trong việc phát triển xe sang trọng không cùng làm việc trong cùng một công ty. Thật ra, họ còn là đối thủ của nhau trên thương trường. Daimler sở hữu công ty riêng của mình là Daimler Motorengesellschaft và Benz sở hữu công ty Benz&Cie. Thời kỳ khủng hoảng kinh tế trong những năm 1920 đã tạo áp lực buộc 2 công ty phải kết hợp lại. Năm 1926, 2 công ty sáp nhập và lấy tên là Daimler-Benz AG. Tại thời điểm này, công ty đang sản xuất xe ôtô mang thương hiệu Mercedes và xe tải. 1.2. GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ 6 XY LANH M276 1.2.1Giới thiệu về động cơ M276 Mercedes- Benz Service.là dòng xe đa dụng thể thao nên yêu cầu về công suất và khả năng tăng tốc lớn. Động cơ được dùng trên xe là động cơ M276. M276 là loại động cơ V6, 6 xy lanh xếp thành hình chữ V, lệch nhau 60 độ. Dung tích xy lanh 3 lít, với 2 trục cam được bố trí trên nắp máy (DOHC), 24 van xả và van nạp ( 2 van xả và 2 van nạp cho mỗi xy lanh ). Công suất 160 mã lực, 3.0V có tốc độ tối đa 225 km/h và đạt tới 100 km/h trong vòng 8,7 giây. Các xy lanh được đánh số 1,2,3,4,5,6. Bên phải là các xy lanh 1-3-5, bên trái là các xy lanh 2-4-6. Thứ tự đánh lửa là 1-2-3-4-5-6. Đỉnh xy lanh và pít tông làm bằng hợp kim nhôm nên có khả năng chịu được nhiệt độ cao, các bugi được bố trí ở trung tâm các buồng đốt Bảng 1.3 Các thông số cơ bản của động cơ TT Tên gọi Đơn vị Tính năng kỹ thuật 1 Kiểu động cơ V6 2 Số xy lanh 6 3 Đường kính xy lanh(D) mm 92.9 4 Hành trình pít tông (S) mm 86 6 Thể tích công tác cm 3 3498 7 Tỷ số nén 10.5:1 8 Công suất lớn nhất của động cơ kW/(vg/ph) 213HP/5400 v/p 225/6500 9 Mô men xoắn lớn nhất tại số vòng quay Nm/(vg/ph) 370/3500-5250 5 TT Tên gọi Đơn vị Tính năng kỹ thuật 10 Phun nhiên liệu EFI Động cơ được cho trên hình 1.1 1.2.2 Chức năng và phân loại – Ở động cơ một xi lanh để có một kỳ nổ phải qua ba kỳ chuẩn bị vì vậy sự làm việc của động cơ là không ổn định và khối lượng động cơ trên một đơn vị công suất lớn. Để khắc phục nhược điểm này người ta sử dụng động cơ nhiều xi lanh. Trong những động cơ đó các thanh truyền trong các xi lanh được nối với các cổ biên của một trục khuỷu chung ( hình 1 ). – Với động cơ nhiều xi lanh các kỳ nổ của các xi lanh được phân bố đều trong một chu trình công tác của động cơ. Sự sắp xếp các kỳ nổ của các xi lanh theo một thứ tự nhất định gọi là thứ tự làm việc của động cơ – Trong một chu kỳ công tác, góc giữa 2 xi lanh làm việc kế tiếp nhau gọi là góc lệch pha 6 1.2.2.1 Động cơ 4 kỳ 4 xi lanh – Góc lệch pha: – Trục khuỷu có góc lệch khuỷu là 1800 và bố trí đối xứng ( hình 2 ) – Thứ tự làm việc của động cơ: 1- 3 - 4 - 2 hoặc 1 - 2 - 4 - 3 – Bảng sinh công của động cơ 4 kỳ 4 xi lanh có thứ tự làm việc: 1 –3 – 4 – 2. 1.2.2.2 – Xi lanh bố trí một dãy hoặc hình chữ V – Góc lệch pha: – Thứ tự làm việc ( động cơ 1 dãy kiểu chữ I ): 1 - 5 - 3 - 6 - 2 – 4 hoặc: 1 - 2 - 4 - 6 - 3 – 5 – Trục khuỷu có góc lệch khuỷu 120 0, cổ khuỷu bố trí theo cặp: 1 – 6 ; 3 – 4 ; 2 – 5 ( hình 2. ) – Bảng sinh công động cơ 6 xi lanh 1 dãy có thứ tự làm việc: 1 - 5 - 3 - 6 - 2 – 4 ( hình 3 ) 7 – 1.3 Một số điểm mới của động cơ 6 xy lanh 1.3.1 động cơ làm mát bằng ECU Khi động cơ hoạt động lâu các bộ phận trong động cơ sẽ bị nóng lên,khi đó động cơ sẽ được làm mát bởi cảm biến nước làm mát do ECU điều khiển, ECU sẽ tự điều khiển sao cho có thể làm mát động cơ và đặc biết là nó sẽ tiết kiệm nhiên liệu khoảng 4 %. 1.3.2 Một số cảm biến trên động cơ 1.3.2.1 Cảm biến nhiệt độ gió nạp 1.3.2.2 Cảm biến nhiệt độ và áp suất xăng 1.3.2.3 Cảm biến nhiệt độ nước động cơ 1.3.2.4 Cam biến áp suất sau bướm ga 1.3.2.5 Cảm biến trục khuỷu 1.3.2.6 Cảm biến nhiệt độ thông qua mạng CAN,điều khiển ổn định xe thông qua mạng CAN 1.3.3 Chức năng của van hằng nhiệt Van hằng nhiệt có chức năng tắt chế độ,được điều khiển bằng điện tử nó có khả năng tự động xác nhận được khi nào cần mở và khi nào cần đóng,điều hòa quạt và bảo vệ quá nhiệt 1.3.4 Làm mát động cơ Khi động cơ làm việc lâu thì các chi tiết cũng như động cơ sẽ nóng lên,khi đó động cơ phải được làm mát và trên động cơ này sẽ có van hằng nhiệt được điều khiển bằng ECU làm cho mạch nước được ngưng lại không cho hồi về như vậy sẽ làm mát được động cơ 1.3.5 Điều khiển quạt bằng độ rộng xung Khi động cơ hoạt động nó sẽ bị nóng lên và khi đó các chi tiết cũng như động cơ cũng sẽ nóng lên kéo théo đó sẽ làm hỏng hay mong các chi tiết, khi đó ECU động cơ sẽ điều khiển quạt bằng độ rộng xung Khi Ecu xác định tỉ lệ tín hiệu xung giữa 10 và 90% ví dụ 8 Khi 10% động cơ tắt 20% ở chế độ mở nhưng tốc độ thấp nhất 90% chế độ mở nhưng tốc độ là cao nhất 1.3.6 Điều kiện tắt trễ quạt Khi động cơ hoạt động nó sẽ nóng lên khi đó khóa điện tắt nhưng quạt vẫn bật sau 5 phút quạt mới ngưng điều này chứng nó để khi ta đã tắt máy thì vẫn có thể giữ cho máy ổn định không bị nóng lên hay các chi tiết bị hỏng,nhờ có quạt này sẽ làm mát được động cơ cho dù máy đã tắt, và sau đó quạt cũng sẽ tự tắt nếu động cơ đã giảm được nóng Nếu điện áp ac quy thâp quá thì quạt sẽ không chạy vì nó sẽ tiết kiệm được năng lượng cho động cơ khi khởi động, còn nếu mà quạt chạy thì khi ta khởi động thì động cơ sẽ ý và khó nổ sẽ ảnh hưởng đến tốn nhiên liệu Khi đo ECU sẽ nhận tín hiệu tỉ lên tối đa được 40% 1.3.7 Bảo vệ quá nhiệt Khi nhiệt độ nước động cơ và nhiệt độ khí nạp quá cao ECU động cơ sẽ điều khiển bướm ga vòi phun để duy trì 1 tốc độ chậm Mở van hằng nhiệt lớn nhất bặt quạt két nước và sau đó làm mát động cơ 1.3.8 Bơm dầu bôi trơn biến thiên Bơm dầu bôi trơn biến thiên điều khiển bằng ECU,ở đây có 2 giá trị áp suất đầu ra để xác định được mức dầu bôi trơn như thế nào và cần cung cấp cho động cơ ra sao, Bơm dầu được điều khiển biến thiên căn cứ vào các cảm biến như: cảm biến nhiệt độ, cảm biến nước làm mát, tải động cơ Ở điều kiện này thì nó sẽ tiết kiếm được tổng số khí thải ra là từ 2-2.5%.có thể nói là rât tốt 1.4 Thân máy, cấu tạo khuôn và các chi tiết Sự thay đổi rõ ràng nhất từ động cơ M 272 người tiền nhiệm là giảm góc V 90-60. Điều này làm giảm độ rung đến một mức độ mà một trục cân bằng là không còn cần thiết. Kết quả là ít ma sát trong động cơ, tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn và giảm lượng khí thải CO2. Hợp kim nhôm-te là đúc. Các lót xi lanh được làm bằng gang 9 Hình 1.2 Cấu tạo vật liệu của động cơ 1 Thân máy 2 Nắp đai cam 3 Lọc dầu 4 Bộ làm mát dầu 5 Nắp chắn dầu 6 Bệ nắp ổ bi 1.4.1 Thiết kế trọng lượng nhẹ của mạch dầu trong M 276 (ví dụ) So với động cơ M 272 người tiền nhiệm, các số lượng thay đổi dầu đã giảm từ 8,0 lít đến 6,5 lít. Một chảo dầu hoàn toàn mới được phát triển cho việc này, mặc dù khối lượng giảm của nó, đáp ứng tất cả các yêu cầu trong điều kiện động học của xe. Các chi tiết trên động cơ đã được giảm đáng kể khối lượng dầu đã làm cho nó có thể giảm bớt các chảo dầu và sản xuất nó như một đúc mỏng tối ưu dành để ở đây một mình khoảng 2,5 kg cân nặng có thể được chứa được Hơn nữa, chức năng của các mô-đun bộ lọc dầu 10 và mô-đun mát dầu đã được tách ra. Làm mát dầu hiện đang nằm dưới sự hỗ trợ động cơ bên trái để tiết kiệm không gian và chủ đề cho bộ lọc dầu là k't xát nhỏ trong trường hợp thời gian, cũng là sản xuất đèn pha như một đúc mỏng trọng lượng tối ưu. Các lọc dầu chính nó được làm hoàn toàn bằng nhựa. Điều này có nghĩa rằng toàn bộ mô-đun đúc và kết nối ren của nó có thể được bỏ qua. Thiết kế trọng lượng nhẹ được làm tròn bởi một mới phát triển dầu độ lệch vì gió khay / mô-đun ống hút bằng nhựa, kết hợp các độ lệch vì gió dầu khay (trước đây được làm bằng thép tấm) và các thành phần ống hút dầu trong một phần duy nhất. Không chỉ là nhẹ hơn thành phần này, nó cũng đơn giản hóa quá trình lắp ráp. Trong tổng số, do đó, các mạch dầu một mình đóng góp khoảng 4,5 kg đối với việc giảm trọng lượng so với M 272. 1.5 Thông gió động cơ Một dòng thông gió với ống và van kiểm tra có được tích hợp giữa các bộ lọc không khí và đầu xi-lanh bên trái để thông gió cho các-te. Ngược lại với động cơ M 272 người tiền nhiệm, có bây giờ chỉ là một tách dầu trong dòng lỗ thông hơi. Các máy ly tâm ở phía sau của đầu xi- lanh phải là giống như trước. Trong tất cả các tải nói động cơ được thông hơi thông qua các van điều tiết áp lực chắc chắn bắt đầu từ các máy ly tâm. Cho mục đích này một đường dẫn từ lỗ thông hơi áp lực điều chỉnh van hạ lưu đường nạp khí của bộ truyền động van tiết lưu 11 . giá kết quả học tập và công nhận tốt nghiệp em đã được nhận đề tài Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật của động cơ 6 xylanh- M2 76 trên xe Mercedes- Benz. 4 Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu về kết cấu, tính năng kĩ thuật của động cơ 6 xylanh- M2 76 trên xe Mercedes- Benz Service. 5.Phương pháp nghiên cứu 5.1