MỤC LỤC
Lời nói đầu................................................................................................... 1
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ LẮP TRÊN XE TOYOTA LAND CRUISER....................... 2
1.1. Giới thiệu chung về xe Toyota Land Cruiser...................................... 2
1.1.1. Ngoại thất........................................................................................ 3
1.1.2. Nội thất........................................................................................... 5
1.1.3. Vận hành......................................................................................... 5
1.2. Động cơ Toyota 1FZ-FE....................................................................... 6
1.2.1. Giới thiệu chung về động cơ 1FZ-FE............................................... 8
1.2.2. Các hệ thống của động cơ Toyota 1FZ-FE...................................... 8
Chương 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ LẮP TRÊN Ô TÔ TOYOTA LAND CRUISER............. 14
2.1. Mục đính và yêu cầu của hệ thống làm mát...................................... 14
2.1.1. Mục đích của hệ thống làm mát .................................................... 14
2.1.2. Yêu cầu cảu hệ thống làm mát....................................................... 15
2.2. Nhiệm vụ của hệ thống làm mát........................................................ 15
2.2.1.Làm mát động cơ và máy nén......................................................... 15
2.2.2. Làm mát dầu bôi trơn ................................................................... 16
2.3. Sơ đồ hệ thống và sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống làm mát của động cơ Toyota 1FZ-FE................. 16
2.4. Các cụm chi tiết của hệ thống làm mát bằng nước động cơ 1FZ-FE. 18
2.4.1.Két làm mát.................................................................................... 18
2.4.2. Nắp két ......................................................................................... 20
2.4.3.Bơm nước....................................................................................... 22
2.4.4. Quạt gió dẫn động đai .................................................................. 24
2.4.5. Van hằng nhiệt ............................................................................. 25
2.4.6. Khớp chất lỏng ............................................................................. 27
Chương 3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM.............................................. 31
3.1. Mục đích ............................................................................................. 31
3.2. Chọn các số liệu ban đầu.................................................................... 31
3.3. Quá trình tính toán nhiệt................................................................... 34
3.3.1. Quá trình trao đổi khí................................................................... 34
3.3.2. Quá trình nén............................................................................... 35
3.3.3. Quá trình cháy.............................................................................. 35
3.3.4. Tính toán quá trình giãn nở.......................................................... 37
3.4. Các thông số đánh giá chu trình công tác và sự làm việc của động cơ 38
3.4.1. Các thông số chỉ thị...................................................................... 38
3.4.2. Các thông số có ích...................................................................... 39
3.5. Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác................................ 41
3.5.1. Khái quát...................................................................................... 42
3.5.2. Dựng đồ thị công chỉ thị lý thuyết................................................ 42
3.5.3. Hiệu chỉnh đồ thị công chỉ thị lý thuyết - đồ thị công chỉ thị thực 43
3.6. Dựng đường đặc tính ngoài của động cơ.......................................... 45
Chương 4. NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÌNH TRẠNG KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ TRONG QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG........................................................................49
4.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến tình trạng kỹ thuật hệ thống làm mát... 49
4.1.1. Yếu tố gây ra sự suy giảm kỹ thuật.............................................. 49
4.1.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sự suy giảm kỹ thuật................................ 51
4.2. Sự suy giảm tình trạng kỹ thuật hệ thống làm mát và biện pháp ngăn cản, khắc phục..................................................................................................................... 56
4.2.1. Két nước làm mát......................................................................... 56
4.2.2. Van hằng nhiệt............................................................................. 59
4.2.3. Bơm nước..................................................................................... 60
4.2.4. Quạt gió........................................................................................ 62
Kết luận ..................................................................................................... 65
Tài liệu tham khảo .................................................................................... 66
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây nghành công nghiệp chế tạo ô tô đang trên đà phát triển mạnh mẽ, đặt biệt cùng với việc ứng dụng khoa học kỹ thuật công nghệ vào trong nghành đã đưa nghành công nghiệp chế tạo ô tô hoà nhập cùng với tốc độ phát triển của sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.Việc tìm hiểu về đặc điểm kỹ thuật của các cụm,các hệ thống trên xe là hết sức cần thiết đối với một sinh viên thuộc chuyên nghành động lực.
Với yêu cầu thực tiễn đó em đã được giao đề tài “Nghiên cứ các yếu tố ảnh hưởng đến tình trạng kỹ thuật hệ thống làm mát động cơ lắp trên ô tô Toyota Land Cruiser” và đã trình bày thành các chương sau :
Chương 1. Giới thiệu chung về động cơ lắp trên xe Toyota Land Cruiser.
Chương 2. Phân tích kết cấu hệ thống làm mát động cơ lắp trên ô tô Toyota Land Cruiser.
Chương 3. Tính toán kiểm nghiệm.
Chương 4. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến tình trạng kỹ thuật làm mát động cơ trong sử dụng.
Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy: TS.................. cùng các thầy trong khoa, hôm nay đề tài của em đã hoàn thành. Tuy nhiên với kiến thức, trình độ hiểu biết cũng như kinh nghiệm thực tế còn hạn chế, chắc hẳn đề tài còn nhiều thiếu sót. Kính mong quý thầy giúp đỡ và góp ý để đề tài của em hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày...tháng....năm 20...
Sinh viên thực hiện.
...................
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ LẮP TRÊN XE TOYOTA LAND CRUISER
1.1.Giới thiệu chung về xe Toyota Land Cruiser.
Xe Toyota Land Cruiser là loại xe lữ hành việt dã 4x4 để chở người hoặc chở hàng sạch ( khi tháo các ghế ngồi phía sau) do hãng Toyota Nhật Bản sản xuất vào những năm 50 của thế kỉ trước. Xe có động cơ công suất lớn, độ bền và độ tin cậy cao, kết cấu vững gồm nhiều thiết bị đảm bảo tiện nghi và an toàn cao cho người sử dụng trong các điều kiện đường xá, khí hậu khắc nghiệt.
1.1.1 Ngoại thất.
Lốp: Được thiết kế rộng gia tăng khả năng bám đường, giúp người lái dễ dàng điều khiển và cho cảm giác an toàn hơn.
Cụm đèn sau : Sử dụng đèn LED phát sáng nhanh và mạnh, nâng cao tính an toàn đồng thời tiết kiệm chi phí bảo dưỡng cho người sử dụng.
Mâm xe : Lốp xe bản lớn 285 mm gia tăng khả năng bám đường, giúp người lái dễ điều khiển và cho cảm giác an toàn hơn. Mâm hợp kim 5 chấu kép đường kính 17-inch hiện đại và khỏe khoắn.
Cụm đèn hậu : Cụm đèn hậu LED giúp cảnh báo phanh an toàn hơn.
Cửa hậu : Cửa hậu kiểu tách đôi, vừa tiện lợi, chiếm ít không gian, vừa cho phép người sử dụng có thể xếp các vật dụng nhẹ vào xe một cách dễ dàng.
1.1.2 Nội thất.
Hệ thống điều hòa : Thông minh có thể điều chỉnh nhiệt độ hai vùng trái/phải phía trước độc lập theo ý muốn. Bên cạnh đó, Hệ thống điều hòa tự động còn có bộ lọc khí với chức năng lọc vi hạt tạo không khí luôn trong lành, dễ chịu trong xe.
1.1.3 Vận hành.
Động cơ : Động cơ model 1FZ-FE có thể tích công tác 4,5L , 6 xi lanh bố trí thẳng hàng , 24 van DOHC sử dụng hệ thống VVTI cho công suất cực đại 212 mã lực tạo momen xoắn cao, khả năng tăng tốc êm ái đồng thời giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu khí xả.
Hộp số tự động 5 cấp : Cho phép chuyển số êm dịu cùng với chức năng tùy chọn vùng chuyển số (S) mang lại cảm giác an toàn cho người lái khi có thể chủ động phanh bằng động cơ trên các loại đường dốc khác nhau.
1.2 Động cơ Toyota 1FZ-FE.
1.2.1. Giới thiệu chung về động cơ 1FZ-FE.
Động cơ xăng kiểu Toyota 1FZ-FE là động cơ phun xăng điều khiển điện tử, 4 kỳ 6 xy lanh được xếp thành dãy thẳng đứng, có hai trục cam đặt trên nắp máy, có 24 xupáp.
Xy lanh được đúc liền với thân máy bằng gang, không có ống lót rời, nhờ đó làm tăng độ cứng vững, gọn kết cấu, giảm trọng lượng xylanh. Bên dưới động cơ được che bởi các te chứa dầu. Các te này gồm hai phần: phần trên bằng hợp kim nhôm, phần dưới làm bằng tôn dập.
1.2.2. Các hệ thống của động cơ Toyota 1FZ-FE.
1. Hệ thống nhiên liêu.
Hệ thống nhiên liệu động cơ 1FZ-FE đóng vai trò rất quan trọng, nó không đơn thuần là hệ thống phun nhiên liệu mà nó là 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.
2. Hệ thống làm mát.
Hệ thống làm mát bằng nước kiểu kín, tuần hoàn cưỡng bức, bao gồm áo nước, xylanh và nắp máy, két nước, bơm nước, van hằng nhiệt, quạt gió, các đường ống. Hệ thống làm nước sử dụng nước sạch có pha phụ gia chống gỉ.
4. 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.
6. 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).
7. Hệ thống xả.
Khí xả được thải ra ngoài môi trường thông 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.
Chương 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÀM MÁT LẮP TRÊN ĐỘNG CƠ XE LAND CRUISE
2.1. Mục đích và yêu cầu của hệ thống làm mát.
2.1.1. Mục đích của hệ thống làm mát.
Trong quá trình làm việc của động cơ, nhiệt truyền cho các chi tiết tiếp xúc với khí cháy như: piston, xecmăng, xupap, nắp xilanh, thành xilanh chiếm khoảng 25 ¸ 35% nhiệt lượng do nhiên liệu cháy toả ra. Vì vậy, các chi tiết đó thường bị đốt nóng mãnh liệt. Nhiệt độ đỉnh pittông có thể lên tới 600oC, còn nhiệt độ của nấm xupap có thể lên 900oC. Nhiệt độ của các chi tiết máy cao gây ra những hậu quả xấu như:
- Phụ tải nhiệt làm giảm sức bền làm giảm sức bền, độ cứng vững và tuổi thọ của các chi tiết máy;
- Do nhiệt độ cao làm giảm độ nhớt của dầu bôi trơn nên làm tăng tổn thất ma sát;
2.1.2. Yêu cầu của hệ thống làm mát.
Đối với động cơ 1FZ-FE cũng như các động cơ lắp trên xe ô tô khác thì hệ thống làm mát phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Làm việc êm dịu, tiêu hao công suất cho làm mát bé;
- Bảo đảm nhiệt độ của môi chất làm mát tại cửa ra van hằng nhiệt ở khoảng 83¸950C và nhiệt độ của dầu bôi trơn trong động cơ khoảng 95÷1150C;
2.2. Nhiệm vụ của hệ thống làm mát.
Hệ thống làm mát của động cơ 1FZ-FE có nhiệm vụ sấy nóng, duy trì trạng thái nhiệt , làm mátđộng cơ, máy nén và dầu bôi trơn.
2.2.1. Làm mát động cơ và máy nén.
Hệ thống làm mát có nhiệm vụ chính là làm mát động cơ, bảo đảm động cơ có nhiệt độ ổn định trong suốt quá trình làm việc. Ngoài ra, hệ thống cũng có nhiệm vụ không kém phần quan trọng, đó là rút ngắn thời gian chạy ấm máy, nhanh chóng đưa động cơ đạt đến nhiệt độ làm việc.
2.2.2. Làm mát dầu bôi trơn.
Trong quá trình làm việc của động cơ, nhiệt độ của dầu bôi trơn tăng lên không ngừng do các nguyên nhân cơ bản sau:
- Dầu bôi trơn phải làm mát các trục, tỏa nhiệt lượng sinh ra trong quá trình ma sát các ổ trục ra ngoài;
- Dầu bôi trơn tiếp xúc trực tiếp với các chi tiết máy có nhiệt độ cao như cò mổ, đuôi xupáp, piston...
2.3. Sơ đồ hệ thống và sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống làm mát của động cơ Toyota 1FZ-FE.
Khi mới khởi động, nước làm mát của động cơ có sẵn trong két được bơm nước hút qua ống hút của bơm rồi được đẩy vào khoang nước trong thân máy của động cơ thông qua các đường lỗ khoan sẵn trong thân máy. Nước được phân chia để làm mát đều cả bốn xilanh, làm mát dầu bôi trơn sau đó lên làm mát thân máy, rồi từ thân máy nước làm mát đến van hằng nhiệt.
2.4. Các cụm chi tiết của hệ thống làm mát bằng nước động cơ 1FZ-FE.
2.4.1. Két làm mát.
1. Công dụng và yêu cầu
Công dụng của két làm mát dùng để hạ nhiệt độ của nước từ động cơ ra bằng cách tản nhiệt ra ngoài không khí qua thành ống nước và cánh tản nhiệt, rồi lại đưa trở vào làm mát động cơ.
2. Kết cấu và nguyên lý làm việc
a. Kết cấu :
Kết cấu của két làm mát động cơ 1FZ-FE gồm có bình chứa nước phía trên và bình chứa nước phía dưới thông nhau qua các ống mỏng bằng nhôm, có tiết diện dẹt (giống hình ôvan), được bố trí một hàng, trong hàng có các cột thẳng hàng với nhau. Các ống này có cánh tản nhiệt ở bên ngoài để tăng khả năng tản nhiệt.
b. Nguyên lý làm việc:
Khi động cơ làm việc, nhiệt độ sinh ra do quá trình cháy truyền ra môi trường xung quanh, làm cho nước làm mát trong động cơ nóng dần lên. Dưới áp lực của bơm nước, nước nóng được đẩy vào bình chứa nước phía trên của két nước.
2.4.2. Nắp két.
1. Công dụng và yêu cầu
Công dụng của nắp két là duy trì áp suất trong hệ thống làm mát cao hơn áp suất không khí, nhằm nâng nhiệt độ sôi nước cao hơn bình thường. Cho phép động cơ làm việc với nhiệt độ cao hơn mà không bị sôi trào gây hao hụt nước làm mát. Ngoài ra nắp két còn làm để bịt kín miệng đổ nước của két làm mát.
2. Kết cấu và nguyên lý làm việc
Nắp két nước có cấu tạo như sau: Trên nắp két nước có một van xả hơi nước (van áp suất) và một van hút không khí (van chân không). Van xả hơi nước gồm có lò xo van có xu hướng ép chặt đĩa cao su của van xả và đệm cao suxuống, thân của van xả có nhiệm vụ định hướng cho lò xo.
2.4.4. Quạt gió dẫn động bằng đai.
1. Công dụng và yêu cầu
Quạt gió dùng để tạo dòng khí đi qua giàn ống và cánh tản nhiệt của két làm mát để tăng khả năng tản nhiệt cho két. Quạt gió làm tăng tốc độ lưu động của không khí đi qua két làm mát khiến cho hiệu quả làm mát cao hơn.
2. Kết cấu và nguyên lý làm việc
Quạt gió được sử dụng trong động cơ 1FZ-FE có kết cấu đơn giản. Quạt gió có 7 cánh, các cánh của quạt được làm bằng nhựa và được đúc liền với bầu quạt.
Quạt gió được dẫn động bằng đai từ trục khuỷu động cơ và được lắp cứng với trục của nó. Trên trục một đầu lắp quạt gió, đầu kia lắp puly dẫn động, trên puly có rãnh lắp đai để truyền động từ trục khuỷu đến quạt. Quạt gió được gắn vào khớp chất lỏng.
2.4.5. Van hằng nhiệt.
1. Công dụng và yêu cầu
Van hằng nhiệt có nhiệm vụ tự động khống chế lưu lượng nước làm mát qua két nước khi nhiệt độ của động cơ chưa đạt tới nhiệt độ quy định. Mặt khác, van hằng nhiệt còn làm nhiệm vụ rút ngắn thời gian chạy ấm máy.
2. Kết cấu và nguyên lý hoạt động
Kết cấu của van hằng nhiệt được thể hiện ở hình bên dưới đây :
Phần tử nhạy nhiệt của van hằng nhiệt có ống bọc 8 và đệm cao su 9; nằm giữa các thành của chúng là chất độn rắn. Bên trong miếng đệm cao su có lõi 6 bắt chặt vào trụ van chính 11 của van hằng nhiệt.
2.4.6. Khớp chất lỏng.
1. Công dung và yêu cầu
Đối với quạt làm mát được dẫn động bằng đai chữ V thì tốc độ của nó tăng lên tỷ lệ với sự tăng tốc độ của động cơ.
2.4.6. Khớp chất lỏng.
1. Công dung và yêu cầu
Đối với quạt làm mát được dẫn động bằng đai chữ V thì tốc độ của nó tăng lên tỷ lệ với sự tăng tốc độ của động cơ.
3. Nguyên lý hoạt động
- Nhiệt độ không khí (nóng) trong khi xe chạy chậm.Chuyển động quay của trục khớp chất lỏng được truyền hết sang quạt.
- Nhiệt độ không khí (nóng) trong khi xe chạy nhanh. Sức ỳ của quạt tăng lên và sự trượt trong khớp chất lỏng làm cho quạt quay với tốc độ thấp hơn tốc độ quay của trục khớp chất lỏng.
Chương 3
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM
3.1. Mục đích.
- Tính chu trình công tác nhắm xác định các thông số của động cơ ở các quá trình trao đổi khí, quá trình nén, quá trình cháy và giãn nở sinh công.
- Xác định các tham số đặc trưng cho chu trình công tác và làm việc của động cơ, đó là tham số chỉ thị và tham số có ích.
3.2. Chọn số liệu ban đầu
Thông số động cơ Toyota 1FZ-FE được thể hiện như bảng 3.1, 3.2.
3.3. Quá trình tính toán nhiệt.
3.3.1. Quá trình trao đổi khí.
Mục đích: Xác định các thông số cuối quá trình nạp như áp suất pa và nhiệt độ Ta.
Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta: Ta=338,275 [K]
- Áp suất cuối quá trình nạp Pa : Pa= 0,0902 [MN/m2]
3.3.3. Quá trình cháy.
Xác định các thông số như áp suất pz và nhiệt độ Tz cuối quá trình cháy
Tính toán tương quan nhiệt hóa.
Mục đích tính toán tương quan nhiệt hóa là xác định những đại lượng đặc trưng cho quá trình cháy về mặt nhiệt hóa để làm cơ sở cho việc tính toán nhiệt động.
- Lượng không khí nạp thực tế vào xylanh ứng với 1kg nhiên liệu Mt: Mt = 0,44544[ Kmol / kgnl]
- Lượng hỗn hợp cháy M1 tương ứng với lượng không khí thực tế Mt đối với động cơ xăng : M1 = 0,45445[ Kmol / kgnl]
Tính toán tương quan nhiệt động:
- Xác định nhiệt độ cuối quá trình cháy Tz bằng trình nhiệt động:
Áp suất cuối quá trình cháy pz = 4,121.1,714=7,062 [ MN/m2]
Kết luận: Với sai số giữa tính toán và kiểm tra , ta có: 1,12%< 3%.Như vậy thông số đã chọn là hợp lý.
3.4. Các thông số đánh giá chu trình công tác và sự làm việc của động cơ.
3.4.1. Các thông số chỉ thị.
- Áp suất chỉ thị trung bình lý thuyết pi’: pi = 1,1911[ MN/m2]
- Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi : Là nhiên liệu tiêu hao cho một kW chỉ thị trong giờ gi đặc trưng cho tính kinh tế của chu trình thực tế:
gi = 233,533[g/kWh]
- Hiệu suất chỉ thị hi: u=0,3504
(Trong đó: QT tính bằng [KJ/kgnl] và gi =[kg/kWh].)
3.4.2. Các thông số có ích:
Các thống số có ích là những thông số đặc trưng cho sự làm việc của động cơ.
Để tính các thông số có ích ta phải tính áp suất tổn hao cơ giới trung bình pcơ và hiệu suất
- Áp suất tổn hao cơ giới trung bình pcơ :
Động cơ có i = 6 và tỷ số: S/D = 0,95
Trong đó: Đường kính xylanh D=0,1 [m]
Hành trình công tác S=0,095 [m]
Do đó khi mở hết bướm ga, ta có: pcơ = 0,04 + 0,0135 . CTB[MN/m2]
- Áp suất có ích trung bình pe : pe = pi - pco=0,0968 [ MN/m2]
* Kết luận phần tính nhiệt:Với sai số Ne= 1,56 % < 3%, nên động cơ đảm bảo được yêu cầu như thiết kế
3.5. Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác.
3.5.1. Khái quát.
Đồ thị công chỉ thị là đồ thị biểu diễn quá trình của chu trình công tác xảy ra trong Xylanh động cơ trên hệ tọa độ p-V. Việc dựng đồ thị được chia ra làm hai bước:
- Dựng đồ thị công chỉ thị lý thuyết.
- Hiệu chỉnh đồ thị công chỉ thị lý thuyết để được đồ thị công chỉ thị thực tế.
3.5.2. Dựng đồ thị công chỉ thị lý thuyết.
Theo kết quả phần tính toán nhiệt, ta có:
- Áp suất cuối quá trình nạp: pa= 0,0902 [MN/m2]
- Áp suất cuối quá trình nén: pc= 1,714 [MN/m2]
- Áp suất cuối quá trình cháy: pz= 7,062 [MN/m2]
- Áp suất cuối quá trình giãn nở: pb= 0,4734 [MN/m2]
- Dựng các đường nén đa biến a-c và dãn nở đa biến z-b bằng phương pháp đồ thị Braue.
3.5.3. Hiệu chỉnh đồ thị công chỉ thị lý thuyết - đồ thị công chỉ thị thực tế.
Để xây dựng đồ thị công chỉ thị thực tế a’-c’-c’’-z’-b’-b’’-b’’’-a’ ta gạch bỏ các diện tích I,II,III,IV trong đồ thị công chỉ thị lý thuyết.
Diện tích I do việc đánh lửa sớm tại c’ gây ra, 1 phần hỗn hợp bị cháy sớm dẫn đến áp suất cuối quá trình nén thực tế ( ứng với c’’)nhỏ hơn áp suất cuối quá trình nén lý thuyết ( ứng với c). c’ xác đinh nhờ góc đánh lửa sớm nhờ vòng tròn Brích. c’’ xác định nhờ quan hệ :
p''=(1,15-1,25) . Chọn =1,15.1,714 =1,9711 [MPa]
P'z= (0,85-0,9) .Chọn = 0,87.7,062 = 6,144 [MPa]
Phần III là tổn hao của công dãn nở do xu páp thải mở sớm.Khi đó áp suất trong xi lanh giảm nhanh và quá trình dãn nở diễn ra theo đường cong thực tế.Thời điểm bắt đầu mở xu páp thải được chọn sao cho diện tích III không lớn mà vẫn đảm bảo thải sạch và tổn hao ít công cho quá trình thải chính.góc này được cho trước trong bài toán kiểm nghiệm và b’ xác định bằng vòng tròn Brích.
3.6. Dựng đường đặc tính ngoài của động cơ.
Mục đích của việc dựng đường đặc tính ngoài của động cơ là để biểu thị sự phụ thuộc của các chỉ tiêu như công suất có ích Ne , mô men xoắn có ích Me, lượng tiêu hao nhiên liệu trong một giờ Gnl và suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge vào tốc độ quay của trục khuỷu n(v/ph) khi bướm ga mở hoàn toàn. Qua đó để đánh giá sự thay đổi các chỉ tiêu chính của động cơ khi tốc quay trục khuỷu thay đổi
Từ các thông số ban đầu và kết hợp tính toán trên ta có các thông số sau:
Công suất có ích lớn nhất tính được:Nemax= 155,532 [Kw]
Mô men xoắn có ích ứng với tốc độ quay nNemax :MeN = 323,0372 [Nm]
Suất tiêu hao nl có ích ứng với tốc độ quay nNemax : geN =233,533 [g/kWh]
Giá trị biến thên của Gnl được xác định theo từng cặp giá trị tương ứng của ge và Ne theo biểu thức:Gnl = ge Ne [kg/h]
họn giá trị của n biến thiên từ nmin = 600 [v/ph] đến nmax = 4600 [v/ph]. Kết quả tính toán của Gnl ứng với từng giá trị của n được ghi trong bảng dưới.
Chương 4
NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÌNH TRẠNG KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ TRONG QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG
4.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến tình trạng kỹ thuật hệ thống làm mát.
Trong quá trình khai thác xe, tình trạng kỹ thuật của xe nói chung và của hệ thống vận hành nói riêng bị thay đổi theo chiều hướng xấu đi. Vì vậy, cần tìm hiểu các nguyên nhân và yếu tố ảnh hưởng đến quá trình suy giảm tình trạng kỹ thuật, giảm độ tin cậy của chúng.
4.1.1. Yếu tố gây ra sự suy giảm tình trạng kỹ thuật.
a) Ma sát và mài mòn
- Ma sát là quá trình chống lại sự di chuyển tương đối giữa hai vật thể ở vùng của các mặt trượt kèm theo sự tiêu hao năng lượng do chuyển biến thành nhiệt. Ma sát có tác dụng xấu và tốt. Nhờ có ma sát con người hoàn toàn có thể tự do đi lại mà không sợ ngã, các vật không trượt khỏi tay khi cầm, cái đinh được giữ lại khi đóng vào tường, tàu hỏa có thể chuyển động trên đường ray v.v...
- Mòn là một quá trình thay đổi hình dáng, kích thước, khối lượng của bề mặt vật thể, làm mất mát hoặc thay đổi vị trí tương đối bề mặt do biến dạng, mất liên kết, bong tách, chảy dẻo, ion hóa tạo ra vùng vật liệu mới.
b) Biến dạng dư
Biến dạng là sự thay đổi hình dạng, kích thước của chi tiết. Đó là một thuộc tính quan trọng của vật liệu. Biến dạng được phân loại thành hai loại là biến dạng dẻo và biến dạng đàn hồi: Biến dạng đàn hồi là sự thay đổi hình dáng vật thể dưới tác dụng ngoại lực, khi bỏ lực tác dụng chi tiết sẽ khôi phục hình dáng ban đầu; Biến dạng dẻo là biến dạng còn dư lại sau khi bỏ ngoại lực tác dụng.
* Han gỉ (Ăn mòn hoá học).
Ăn mòn kim loại là sự tự phá huỷ kim loại do tác dụng hoá học và điện hoá học của nó với môi trường bên ngoài. Hoặc một định nghĩa ăn mòn kim loại là sự phá huỷ tự phát các kim loại gây ra bởi các quá trình hoá học hoặc điện hoá học xảy ra trên bề mặt kim loại tiếp xúc với môi trường ngoài (vd. khí quyển, nước biển, môi trường phản ứng, vv.).
4.1.2. Yếu tố ảnh hưởng tới sự suy giảm tình trạng kỹ thuật.
- Trong lĩnh vực thiết kế chế tạo, ta phải kể đến các nhân tố ảnh hưởng của kết cấu, vật liệu chế tạo và chất lượng gia công chi tiết.
- Hình dạng và kích thước của chi tiết có ảnh hưởng lớn đến áp lực riêng, độ bền vững, độ chịu mòn, chịu mỏi. Bởi vậy, khi thiết kế cần tăng cường hoàn thiện về kết cấu. Kích thước, hình dáng hình học của chi tiết ngày càng hợp lý hơn, khe hở ban đầu bảo đảm, lượng mòn thấp nhất (pít-tông hình ô van, xéc măng không đẳng áp )
a) Ảnh hưởng của điều kiện khí hậu và đường xá
Điều kiện đường xá.
Ảnh hưởng của đường xá đến quá trình làm việc của ô tô được biểu thị bằng loại đường, tính chất mặt đường, độ dốc, tiết diện dọc của đường, mật độ giao thông trên đường.
b) Ảnh hưởng của chế độ khai thác và vật liệu khai thác.
* Chế độ khai thác
- Trong khi vân hành phải cho xe dừng bánh và chuyển động lại nhiều lần sẽ làm tăng mức tiêu hao nhiên liệu rất nhiều tiêu hao dầu nhờn tăng và tăng hao mòn các chi tiết.
- Hao mòn của động cơ còn phụ thuộc vào chế độ công tác, cách chất tải.
* Vật liệu khai thác
- Dầudiesel:
+ Trị số xê-tan đặc trưng cho khả năng tự bốc cháy của diesel.
- Mỡ bôi trơn: Để đánh giá lượng mỡ bôi trơn người ta thường dùng các chỉ tiêu:
+ Độ nhỏ giọt: nói lên được khả năng chịu nhiệt độ của mỡ khi làm việc.
+ Độ xuyên kim: đánh giá độ bám chặt và độ bám dính của mỡ khi chịu tải trọng lớn. Ngoài ra nó còn đánh giá bởi các tạp chất có trong mỡ...
c) Ảnh hưởng của chất lượng bảo dưỡng, sửa chữa và kỹ thuật lái xe
* Ảnh hưởng của chất lượng bảo dưỡng, sửa chữa xe
Bảo dưỡng kỹ thuật là tổng hợp các biệm pháp tổ chức công nghệ và quản lý kỹ thuật nhằm duy trì kỹ thuật tốt nhất cũa xe và kéo dài tuổi thọ của nó. Thông qua chuẩn đoán kỹ thuật sẽ phát hiện kịp thời và dự đoán các hư hỏng để bảo dưỡng và sửa chữa.
* Ảnh hưởng của kỹ thuật lái xe: Một số kỹ thuật lái xe có ảnh hưởng lớn đến tình trạng kỹ thuật của ô tô
4.2. Sự suy giảm tình trạng kỹ thuật hệ thống làm mát và biện pháp ngăn cản, khắc phục.
Sau một thời gian sử dụng thì hầu hết tất cả các chi tiết trong hệ thống làm mát đều có dấu hiệu suy giảm khả năng làm việc. Nếu hư hỏng nhẹ thì ta có thể bảo dưỡng hoặc sữa chữa, còn nếu hư hỏng nặng thì ta sẽ tiến hành thay thế bằng các chi tiết mới để hệ thống có thể tiếp tục làm việc. Dưới đây em sẽ phân tích từng chi tiết trong hệ thống làm mát của động cơ 1FZ-FE lắp trên xe Land Cruiser, sau thời gian sử dụng sẽ gặp phải những vấn đề như thế nào, nguyên nhân từ đâu, cách khác phục cũng như phương pháp bảo dưỡng và sửa chữa.
4.2.1. Két nước làm mát.
a) Các dạng hư hỏng thường gặp.
- Két nước bị han gỉ.
- Các mối hàn epoxy của két nước bị vỡ.
b) Nguyên nhân và biện pháp khắc phục.
* Nguyên nhân:
Do các gỉ sét trong thành két nước làm biết chất nước giải nhiệt, do vậy làm hình thành các cặn bẩn bên trong két nước làm mát dẫn đến hiện tượng nước làm mát không thể lưu thông.
c) Công tác bảo dưỡng và sửa chữa.
- Bước 1: Tháo cụm hệ thống làm mát của động cơ và tháo rời từng chi tiết trong đó có két nước làm mát.
- Bước 4: Trong trường hợp các hư hỏng đã vượt quá điều kiện làm việc ta sẽ tiên hành thay mới két nước để đảm bảo điều kiện làm việc cho cả hệ thống.
- Bước 5: Lắp lại két nước lên hệ thống làm mát và theo dõi quá trình làm việc trong thời gian sử dụng tiếp theo.
4.2.2. Van hằng nhiệt.
a) Các dạng hưu hỏng thường gặp.
- Có hiện tượng han gỉ ở lò xo và thân van, làm giảm hiệu quả làm việc của van hoặc có thể tạo ra các cặn bẩn gây tắc nghẽn đường dẫn nước làm mát.
b) Nguyên nhân và biện pháp khắc phục.
* Nguyên nhân:
- Nguyên nhân phổ khiến van hằng nhiệt bị hư hỏng là độ đàn hồi thân van và cơ cấu cánh van làm việc kém.
* Biện pháp khắc phục:
- Nên lựa chọn và sử dụng các loại van hằng nhiệt có đủ điều kiện tiêu chuẩn làm việc cho hệ thống làm mát đối với chính động cơ 1FZ-FE, nên tìm mua phụ kiện tại hãng để đảm bảo chất lượng.
- Bước 3: Cho nước làm mát cùng van hằng nhiệt và nhiệt kế lên bếp đun. Quan sát nhiệt kế, van hằng nhiệt phải đóng cho đến khi nước sôi đạt đến 190oF.
4.2.3. Quạt gió.
a) Các dạng hư hỏng thường gặp.
Khi ở nhiệt độ cao do bị chảy lớp keo cách điện khiến mô-tơ hỏng hóc hoặc cánh quạt bằng nhựa giòn bị gãy, vỡ khiến quạt quay không đồng tâm sau một thời gian chịu tác động của nhiệt độ cao.
b) Nguyên nhân và biện pháp khắc phục.
* Nguyên nhân:
- Do phải làm việc trong điều kiện khắc nghiệt tác động bởi nhiệt độ từ động cơ tỏa ra.
* Biện pháp khắc phục:
- Chú ý hướng dẫn sử dụng và lắng nghe các chuyên viên bảo dưỡng cách sử dụng làm sao cho đúng cách để hạn chế những hư hỏng có thể gặp phải.
c) Công tác bảo dưỡng và sửa chữa.
- Bước 1: Tháo cụm hệ thống làm mát của động cơ và tháo rời từng chi tiết trong đó có quạt giải nhiệt.
- Bước 4: Lắp lại quạt giải nhiệt lên hệ thống làm mát và theo dõi quá trình làm việc trong thời gian sử dụng tiếp theo.
KẾT LUẬN
Qua một thời gian nghiên cứu tìm hiểu với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo: TS………… cùng các thầy giáo trong Bộ môn Ô tô quân sự và nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đúng thời hạn đồ án tốt nghiệp của mình. Đồ án đã thực hiện bao gồm 4 chương:
Chương 1. Giới thiệu chung về động cơ lắp trên xe Toyota Land Cruiser.
Chương 2. Phân tích kết cấu hệ thống làm mát động cơ lắp trên ô tô Toyota Land Cruiser.
Chương 3. Tính toán kiểm nghiệm.
Chương 4. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến tình trạng kỹ thuật làm mát động cơ trong sử dụng.
Mặc dù còn nhiều vấn đề chưa giải quyết được trong đồ án này do hạn chế về kiến thức, nhưng đồ án này đã trang bị cho bản thân em không những là các kiến thức sâu sắc về chuyên ngành mà còn là nhận thức về phương pháp giải quyết một số vấn đề kỹ thuật nảy sinh từ thực tế. Đồ án không thể tránh được những chỗ còn thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn để đồ án hoàn thiện hơn.
Em xin cảm ơn thầy giáo: TS………… cùng các thầy giáo trong Bộ môn Ô tô quân sự, khoa Động lực đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Vy Hữu Thành,Vũ Anh Tuấn. Hướng dẫn đồ án môn học Động cơ đốt trong. Học viện KTQS, 1999.
2. Tài liệu: Cấu tạo,hướng dẫn sử dụng và sửa chữa ô tô Toyota Land Cruiser.
3. Vũ Đức Lập. Ứng dụng máy tính trong tính toán Ô TÔ. NXBQĐND 2001.
4. Vũ Đức Lập, Phạm Đình Vi. Cấu tạo ô tô quân sự. HVKTQS 1995.
5. Nguyễn Phúc Hiểu, Vũ Đức Lập. Lý thuyết ô tô quân sự. NXBQĐND 2002.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"