MỤC LỤC
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.. 1
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU ĐỘNG CƠ D4BB.. 2
1.1.Các thông số kỹ thuật chính của động cơ D4BB.. 3
1.2.Giới thiệu đặc điểm kết cấu động cơ D4BB.. 4
1.2.1. Nhóm các chi tiết cố định. 4
1.2.2. Nhóm chi tiết chuyển động. 6
1.2.3. Hệ thống phân phối khí 14
1.2.4. Hệ thống bôi trơn. 17
1.2.5. Hệ thống làm mát 19
1.2.6. Hệ thống cung cấp nhiên liệu. 22
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM ĐỘNG CƠ.. 28
2.1. Tính toán chu trình công tác của động cơ. 28
2.1.1. Mục đích tính toán. 28
2.1.2. Chọn các số liệu ban đầu. 28
2.1.3. Tính toán các quá trình công tác. 31
2.1.4. Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác và sự làm việc của động cơ 36
2.2. Dựng đồ thị đường đặc tính ngoài 43
2.2.1. Khái quát 43
2.2.2. Thứ tự dựng các đường đặc tính: 44
2.3 Tính toán động lực học. 46
2.3.1 Mục đích. 46
2.3.2 Tính toán động lực học. 46
2.4. Tính toán kiểm nghiệm pít tông. 60
2.4.1. Thông số ban đầu, thông số chọn và thông số tham khảo của pít tông, chốt và xéc măng. 60
2.4.2. Tính toán kiểm tra bền cho pít tông. 61
2.4.3. Tính sức bền thân pít tông. 65
CHƯƠNG III: QUY TRÌNH KHAI THÁC, BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA.. 66
3.1. Tổng quan. 67
3.1.1. Mục đích. 67
3.1.2. Yêu cầu. 67
3.2. Lập quy trình khai thác, bảo dưỡng và sửa chữa động cơ D4BB.. 68
3.2.1. Bảo dưỡng hàng ngày. 68
3.2.2. Các nội dung bảo dưỡng định kỳ động cơ D4BB. 68
3.2.3. Kiểm tra cơ cấu trục khuỷu-thanh truyền, pít tông-xilanh. 70
3.2.4. Kiểm tra cơ cấu phân phối khí 73
3.2.5. Kiểm tra hệ thống làm mát 78
3.2.6. Kiểm tra hệ thống bôi trơn động cơ. 79
3.2.7. Kiểm tra hệ thống nhiên liệu động cơ. 81
3.2.8. Một số thông số chuẩn của động cơ D4BB. 84
3.3 Một số hư hỏng thường gặp và cách khắc phục. 87
3.3.1 Khởi động khó. 87
3.3.3. Mức tiêu hao nhiên liệu quá lớn. 89
3.3.4. Mức tiêu hao dầu bôi trơn quá lớn. 90
3.3.5. Quá nhiệt 90
3.3.6. Khói xả có màu trắng. 91
3.3.7. Khói xả có màu đen. 91
3.3.8. Áp suất dầu không lên. 92
KẾT LUẬN.. 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 94
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước đang trên con đường hội nhập sâu rộng vào nền kinh tế thế giới, điều đó tạo ra nhiều cơ hội và không ít thách thức cho chúng ta trên con đường phát triển. Là một nước đi sau, chịu nhiều hậu quả chiến tranh nên để không bị tụt hậu so với trình độ phát triển của thế giới chúng ta cần tập trung vào các ngành mũi nhọn, và ngành công nghiệp ôtô là một trong những ngành có vị trí then chốt như vậy.
Những năm gần đây, ngành công nghệ ôtô ở nước ta có những bước phát triển lớn, cùng với đó là những kỹ thuật tiên tiến hàng đầu thế giới được áp dụng trên ôtô cũng đã có mặt. Vì vậy việc tìm hiểu khai thác, lập các quy trình chuẩn đoán, sửa chữa, bảo dưỡng là nhiệm vụ rất quan trọng.
Đồ án khai thác động cơ là đồ án đòi hỏi người thực hiện phải sử dụng tổng hợp rất nhiều kiến thức chuyên ngành cũng như kiến thức của các môn học cơ sở. Trong quá trình hoàn thành đồ án không những đã giúp cho em củng cố được rất nhiều các kiến thức đã học và còn giúp em mở rộng và hiểu sâu hơn về các kiến thức chuyên ngành của mình cũng như các kiến thức tổng hợp khác.
Nội dung đồ án gồm 3 phần chính sau:
Chương 1: Giới thiệu đặc điểm, kết cấu động cơ D4BB.
Chương 2: Tính toán kiểm nghiệm động cơ.
Chương 3: Bảo dưỡng sửa chữa động cơ, một số hư hỏng và cách khắc phục.
Mặc dù đã cố gắng rất nhiều để hoàn thành đồ án, song do những hạn chế về kiến thức, thiếu sót về kinh nghiệm thực tế nên trong quá trình làm đồ án sẽ không tránh được sai sót vì vậy em rất mong được sự đóng góp của các thầy cũng như toàn thể các bạn để đồ án của em được hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo: Ths…………. cũng như toàn thể các thầy giáo trong Khoa ô tô đã tạo mọi điều kiện giúp em hoàn thành đồ án.
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU ĐỘNG CƠ D4BB
1.1 Các thông số kỹ thuật chính của động cơ D4BB
Thông số kỹ thuật động cơ như bảng 1.1.
1.2 Giới thiệu đặc điểm kết cấu động cơ D4BB
1.2.1. Nhóm các chi tiết cố định
Nhóm chi tiết cố định gồm thân máy, ống lót xi lanh và nắp máy, có nhiệm vụ để gá lắp các chi tiết của cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền, của các hệ thống, cơ cấu và các chi tiết khác. Như các đường ống của hệ thống bôi trơn, làm mát và cơ cấu phối khí.v.v..
a) Thân máy:
Thân máy động cơ D4BB có kết cấu kiểu thân xi lanh, hộp trục khuỷu, đây là chi tiết có kích thước lớn nhất động cơ. Trong hộp trục khuỷu có 5 ổ đỡ cổ trục chính và 5 ổ đỡ cổ trục cam. Tất cả 5 ổ đỡ cổ trục của thân máy được gia công theo từng bộ cho nên trong quá trình sửa chữa, thay thế không được đổi lẫn, vì vậy trên nắp ổ trục được đánh dấu bằng số.
b) Nắp máy:
Nắp máy động cơ có nhiệm vụ cùng với pít tông và xi lanh tạo thành buồng cháy. Ngoài ra, trên nắp máy còn lắp các chi tiết của các cơ cấu và hệ thống khác: Vòi phun, xu páp. các đường nạp, đường thải, đường nước làm mát, đường dẫn dầu bôi trơn…
1.2.2. Nhóm chi tiết chuyển động
a) Pít tông
Nhóm pít tông gồm có pít tông, chốt pít tông, xéc măng khí, xéc măng dầu, và các chi tiết hãm chốt pít tông.
- Cùng nắp xi lanh, thành xi lanh tạo thành buồng cháy.
- Đảm bảo bao kín buồng cháy, giữ không cho khí cháy trong buồng cháy lọt xuống các te (hộp trục khuỷu) và ngăn không cho dầu nhờn từ hộp trục khuỷu xục lên buồng cháy.
- Hợp kim nhôm nhẹ, trọng lượng riêng bé hơn gang rất nhiều (trọng lượng riêng của hợp kim nhôm bằng 18,2- 29,7 N/dm3). Do trọng lượng riêng nhỏ nên lực quán tính sinh ra bé. Dùng hợp kim nhôm để đúc pít tông thì trọng lượng có thể giảm 50% so với pít tông gang cùng độ bền.
- Hợp kim nhôm có tính dẫn nhiệt tốt, hệ số dẫn nhiệt cao (Ắ= 126 - 175 W/m.độ). Do hệ số dẫn nhiệt lớn nên nhiệt độ pít tông nhôm thường thấp hơn nhiệt độ pít tông gang (nhiệt độ pít tông nhôm thay đổi trong phạm vi 483- 523°K còn pít tông gang trong khoảng 673- 703 °K).
- Đỉnh pít tông được làm lõm dạng hình ômêga, hình dạng này kết hợp với dòng khí nạp chuyển động xoáy lốc kéo dài trong quá trình nạp và nén sẽ tạo ra vận động rối cần thiết để đánh tơi chùm tia phun nhiên liệu, để hỗn hợp khí cháy hoà trộn tốt nhất.
b) Chốt pít tông
- Điều kiện làm việc: Chốt pít tông là chi tiết máy nối pít tông với thanh truyền. Nó truyền lực khí thể tác dụng lên pít tông cho thanh truyền để làm quay trục khuỷu. Trong quá trình làm việc chốt pít tông chịu lực khí thể và lực quán tính rất lớn.
c) Xéc măng
Xéc măng: trên pít tông động cơ có lắp hai loại xéc măng: Hai xéc măng khí và một xéc măng dầu.
d) Thanh truyền:
Thanh truyền là chi tiết nối pít tông với trục khuỷu. Nó có tác dụng truyền lực tác dụng trên pít tông xuống trục khuỷu, biến chuyển động tịnh tiến của pít tông thành chuyển động quay của trục khuỷu.
e) Trục khuỷu:
Trục khuỷu là một trong những chi tiết quan trọng nhất, cường độ làm việc nặng nề nhất và giá thành cao nhất của động cơ đốt trong. Trục khuỷu tiếp nhận lực từ thanh truyền, biến chuyển động tịnh tiến của nhóm pít tông thành chuyển động quay của chính nó, truyền mô men xoắn qua hệ thống truyền lực làm cho bánh xe quay và các thiết bị khác làm việc.
1.2.3. Hệ thống phân phối khí
Cơ cấu phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí, thải sạch khí thải ra ngoài trong kỳ thải và nạp đầy khí nạp mới vào xilanh động cơ trong kỳ nạp. Cơ cấu phân phối khí cần đảm bảo các yêu cầu sau:
- Đóng mở đúng thời gian quy định.
- Độ mở lớn để dòng khí dễ lưu thông.
- Khi đóng phải đóng kín, xu páp thải không tự mở trong quá trình nạp.
a) Xu páp
Động cơ D4BB gồm 4 xu páp nạp và 4 xu páp thải. Các xu páp được dẫn động từ trục cam nhờ dàn cò mổ và con đội thuỷ lực. Các xu páp làm việc trong điều kiện rất xấu, chịu tải trọng động và phụ tải nhiệt rất lớn, nhất là đối với xu páp thải.
- Xu páp nạp và xu páp thải được chế tạo từ thép chịu nhiệt. Nấm xu páp nạp có đường kính lớn hơn của xu páp thải. Giữa thân và tán nấm của các xu páp có bán kính góc lượn lớn để cải thiện tình trạng lưu thông của dòng khí nạp và thải, đồng thời tăng độ cứng vững cho xu páp, giảm được trọng lượng.
- Móng hãm: móng hãm được chia làm hai nửa hình côn, có tác dụng giữ và liên kết giữa đuôi xu páp và lò xo xu páp. Kiểu móng hãm này có kết cấu rất đơn giản, độ an toàn cao.
b) Trục cam
Trục cam dùng để dẫn động xu páp đóng mở theo quy luật nhất định. Trục cam bao gồm các phần cam nạp, cam thải và các cổ trục, các cam được làm liền với trục.
Dẫn động trục cam bằng dây đai thông qua các bánh răng nối từ trục khuỷu, bộ phân căng đai.
1.2.4. Hệ thống bôi trơn
a) Khái quát
Bôi trơn bằng phương pháp bôi trơn cưỡng bức sử dụng bơm bánh răng ăn khớp trong. Bơm được dẫn động từ trục khuỷu động cơ thông qua bánh răng dẫn động trên trục bơm.
Khi nhiệt độ dầu bôi trơn cao hơn 800C làm giảm độ nhớt, van điều chỉnh sẽ mở cho dầu đi qua két làm mát. Van an toàn của bơm đảm bảo áp suất trên toàn hệ thống không đổi. Trong trường hợp đường dầu bôi trơn bị kẹt vì một nguyên nhân nào đó, van an toàn sẽ mở cho dầu xả về lại cácte.
b) Các phần tử chính trong hệ thống
- Bơm dầu
Động cơ D4BB sử dụng loại bơm bánh răng ăn khớp trong. Bánh răng chủ động được dẫn động bởi trục khuỷu. Khi bánh răng chủ động quay, nó sẽ làm bánh răng bị động quay theo, nhớt sẽ được hút từ cacte vào bơm và sau đó nhớt sẽ được đưa đến lọc tinh.
- Lọc dầu
Bầu lọc thô: Lắp trực tiếp trên đường dầu đi bôi trơn nên lưu lượng dầu phải đi qua lọc rất lớn. Lõi lọc gồm những tấm kim loại, đặt cách nhau bằng những tấm đệm trung gian (dày 0,09 ÷ 0,1 mm) lắp trên một trục chung.
1.2.5. Hệ thống làm mát
a) Khái quát
Hệ thống làm mát trên động cơ D4BB là hệ thống làm mát bằng chất lỏng chuyên dùng. Ở hệ thống này, nhiệt độ từ xy lanh truyền qua chất lỏng chứa trong các áo nước bao quanh xylanh, sau đó nước qua két nước có diện tích thích ứng.
b) Các phần tử chính trong hệ thống
- Bơm nước
Bơm nước động cơ D4BB là loại bơm li tâm, được bố trí tại mặt đầu của thân máy, vỏ bơm được chế tạo bằng hợp kim nhôm có mặt bích lắp ghép với mặt đầu của thân máy.
- Van hằng nhiệt
Van hằng nhiệt duy trì trạng thái nhiệt ổn định cho động cơ bằng cách đóng hoặc mở đường nước vào két làm mát.
1.2.6. Hệ thống cung cấp nhiên liệu
a) Khái quát
Động cơ D4BB là loại động cơ cao tốc nhỏ, lắp trên xe tải, sử dung dùng bơm cao áp VE, vì bơm có kết cấu gọn nhẹ, làm việc với độ chính xác cao.
b) Các phần tử chính
- Bầu lọc nhiên liệu kết hợp bơm tay
Nhiên liệu đi vào bơm cao áp và vòi phun tiếp xúc với các cặp chi tiết siêu chính xác, do đó phải lọc sạch cặn bẩn, nước và tạp chất lẫn trong nhiên liệu trước khi cung cấp cho bơm cao áp và vòi phun.
- Bầu lọc không khí
Công dụng
Lọc sạch bụi bẩn có lẫn trong không khí trước khi đưa vào đường nạp. Nếu không khí không được làm sạch thì bụi bẩn và các tạp chất khác cùng hỗn hợp cháy nạp vào xi lanh sẽ làm tăng tốc độ mài mòn xi lanh, pít tông, vòng găng và bụi theo dầu máy tiếp tục gây mài mòn cho các chi tiết khác trong động cơ làm giảm đáng kể tuổi thọ của động cơ.…
- Vòi phun
Vòi phun kín làm cho chất lượng phun tốt, tăng chỉ tiêu công suất và hiệu suất của động cơ đồng thời làm giảm kết muội than trên vòi phun và xy lanh động cơ.
Kết luận chương I: Qua tìm hiểu, ta có thể nắm được tổng quan về kết cấu các bộ phận, các hệ thống trong động cơ D4BB, nắm được nguyên lý làm việc của từng hệ thống trên động cơ. Từ đó để có thể đưa ra biện pháp khai thác,bảo dưỡng sửa chữa động cơ một cách hiệu quả đồng thời có thể so sánh, rút ra các kết luận và ưu nhược điểm của động cơ D4BB làm tiền đề để nghiên cứu các động cơ khác cũng do Hyundai sản xuất.
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM ĐỘNG CƠ
2.1. Tính toán chu trình công tác của động cơ
2.1.1. Mục đích tính toán
- Mục đích của việc tính toán chu trình công tác là xác định các chỉ tiêu về kinh tế, hiệu quả của chu trình công tác và sự làm việc của động cơ. Từ kết quả tính toán cho phép xây dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình để làm cơ sở cho việc tính toán động lực học, tính toán sức bền và sự mài mòn các chi tiết của động cơ.
- Phương pháp chung của việc tính toán chu trình công tác có thể áp dụng để kiểm nghiệm động cơ sẵn có, động cơ được cải tiến hoặc thiết kế mới.
* Chế độ tính toán: Đồ án được giao có nhiệm vụ tính toán kiểm nghiệm động cơ trên xe D4BB ở chế độ công suất có ích định mức: Neđm
2.1.2. Chọn các số liệu ban đầu
- Công suất có ích định mức: Neđm=59 [kW]
- Mô men xoắn lớn nhất: Memax = 1700 [Nm]
- Số vòng quay trong một phút của trục khuỷu n tương ứng với các giá trị:
+ Công suất có ích định mức: nNe = 4000 [vg/p].
+ Mô men xoắn lớn nhất: nMe = 2200 [v/ph]
- Số xy lanh của động cơ i: i = 4
- Hệ số dư lượng không khí a:
Giá trị của a được chọn tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố như kiểu động cơ, phương pháp tạo hỗn hợp, chế độ sử dụng.
Với động cơ này ở chế độ công suất định mức ta chọn [a]=1,4-1,9; Chọn a =1,4
- Nhiệt độ môi trường T0:
Nhiệt độ trung bình ở nước ta thường chọn là: T0 = 240C hay T0 = 2970K.
- Áp suất của môi trường p0:
Giá trị của p0 phụ thuộc vào độ cao so với mực nước biển. Càng lên cao p0 càng giảm nên không khí càng loãng. Khi tính toán động cơ ta lấy giá trị áp suất môi trường ở mực nước biển. Chọn p0= 0,103 [MN/m2] = 0,103.106 [N/m2].
Đối với động cơ D4BB: [DT] =10-25 [0 K] . Ta chọn DT = 20 [0K].
- Chỉ số nén đa biến trung bình n1.
n1 : phụ thuộc vào số vòng quay, kích thước xy lanh, kiểu làm mát, mức độ cường hoá động cơ.
Đối với động cơ D4BB: [ n1] =1,34-1,39. chọn n1=1,34
- Hệ số sử dụng nhiệt xz.
xz : là tỷ số giữa lượng nhiệt biến thành công chỉ thị và tổng lượng nhiệt cung cấp từ đầu quá trình cháy do đốt cháy nhiên liệu cho đến điểm z
Đối với động cơ D4BB: [xz] = 0,65 - 0,85. Ta chọn xz = 0,65
- Áp suất cuối quá trình cháy ở động cơ diesel pz.
Chọn pz phụ thuộc phương pháp tạo hổn hợp, mức độ cường hoá của động cơ.
Động cơ này là động cơ với buồng cháy thống nhất, không tăng áp nên:
[pz] = 5 - 7 [MN/m2]. Ta chọn pz = 7,0 [MN/m2].
- Chỉ số dãn nở đa biến trung bình n2.
n2 : phụ thuộc đặc điểm cấp nhiệt cho sản vật cháy trên đường cháy dản nở.
Đối với động cơ: [n2] = 1,18 - 1,23. Ta chọn n2 =1,18
2.1.3. Tính toán các quá trình công tác
a) Tính toán quá trình trao đổi khí
- Mục đích: Quá trình trao đổi khí là tập hợp của hai quá trình thải sản vật cháy ra khỏi xylanh của động cơ và nạp khí nạp mới vào trong xylanh.
- Thứ tự tính toán:
+ Xác định hệ số khí sót gr :
Thay số vào ta được: yr= 0,0233
+ Nhiệt độ của quá trình nạp:
Thay số vào ta được: Ta = 328,5 [0K]
b) Tính toán cuối quá trình nén
- Mục đích: Tính toán quá trình nén là xác định các thông số như áp suất pc và nhiệt độ Tc ở cuối quá trình nén.
- Thứ tự tính toán:
+ Áp suất cuối quá trình nén:
pc = pa. n1 (2.7)
Thay số vào ta có: pc = 0,0879.221,34 = 5,53 [MPa]
+ Nhiệt độ cuối quá trình nén:
Tc = Ta. (2.8)
Thay số vào ta có: Tc = 328,5. 221,34-1 = 939,5 [0K].
- Tính toán tương quan nhiệt động.
+ Nhiệt dung mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp công tác ở cuối quá trình nén mcvc. Công thức tính toán gần đúng có dạng sau:
mcvc = 20,223 + 1,742.10-3.Tc (2.9)
Giải phương trình bậc 2 ta được 2 nghiệm là:
Tz1 = 1946,9; Tz2 = -14405,03
Vậy nhiệt độ cuối quá trình cháy là: Tz = 1946,9 [0K]
e) Kiểm tra kết quả tính toán.
Sau khi kết thúc việc tính toán các quá trình của chu trình công tác, ta có thể sử dụng công thức kinh nghiệm sau đây để kiểm tra kết quả việc chọn và tính các thông số.
Tr = 841,79 [0K] (2.14)
Thay số vào ta được:
DTr = 2,65 [%] < 3 [%]
So sánh giữa giá trị đã chọn của Tr và kết quả thu được theo các biểu thức kiểm tra vừa nêu.Ta thấy quá trình tính toán trên là đảm bảo.
2.1.4. Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác và sự làm việc của động cơ
a) Các thông số chỉ thị
- Áp suất chỉ thị trung bình lý thuyết pi':
Thay số vào ta được:
p'i = 0,905 [MPa]
- Áp suất chỉ thị trung bình thực tế pi:
pi = p'i .jđ [MPa]
Thay số vào ta được:
pi = p'i.jđ = 0,905.0,94 = 0,85 [MPa]
b) Các thông số có ích
Các thông có ích là những thông số đặc trưng cho sự làm việc của động cơ. Để xác định các thông số đó, ta sử dụng kết quả tính toán các thông số chỉ thị ở mục trên và xác định giá trị của áp suất tổn hao cơ khí trung bình pcơ.
Áp suất tổn hao cơ khí trung bình pcơ là áp suất giả định, không đổi, tác động lên pít tông trong một hành trình và gây ra công tổn hao bằng công tổn hao của trao đôỉ khí, dẫn động các cơ cấu phụ, tổn hao do ma sát ở các bề mặt công tác.
Thứ tự tính toán các thông số có ích như sau:
- Áp suất tổn hao cơ khí trung bình pcơ được xác định bằng các công thức kinh nghiệm theo vận tốc trung bình của pít tông CTB [m/s] và các thông số khác của động cơ.
pcơ = 0,03 + 0,012.CTB
Thay số vào ta được:
pcơ = 0,03 + 0,012.13,33 = 0,19 [MPa]
Thể tích công tác của xy lanh:
Vh = 2,607/4=0,6518 [dm3]
Thay số vào ta được: Ne = 57,4268 [KW]
- Lượng nhiên liệu tiêu thụ cho động cơ:
Gnl = ge.Ne = 253,3.10-3.57,4268= 14,55[kg/h] (2.19)
c) Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác
- Khái quát :
+ Đồ thị công chỉ thị là đồ thị biểu diễn các quá trình của chu trình công tác xảy ra trong xy lanh động cơ trên hệ toạ độ p-V. Việc dựng đồ thị được chia làm hai bước: dựng đồ thị công chỉ thị lý thuyết và hiệu chỉnh đồ thị đó để được đồ thị công chỉ thị thực tế.
+ Đồ thị công chỉ thị lý thuyết được dựng theo kết quả tính toán chu trình công tác khi chưa xét các yếu tố ảnh hưởng của quá trình làm việc thực tế trong động cơ.
- Dựng đồ thị công chỉ thị lý thuyết.
- Thứ tự tiến hành dựng đồ thị như sau:
+ Thống kê giá trị của các thông số đã tính ở các quá trình:
pa = 0,088 [MPa] n1 = 1,34
pc = 5,53 [MPa] n2 = 1,18
pz = 7,0 [MPa] e = 22
pb = 0,345 [MPa]
Vh = 0,65175 [dm3]
Vc [dm3]
Vz = r.Vc = 1,716 . 0,031 = 0,053 [dm3 ]
Va = Vh +Vc = 0,6518 + 0,031= 0,6828 [dm3 ]
Tức là: a (0,088; 0,683); c (5,533; 0,031);
z (7,0; 0,053); b (0,345; 0,683) :
+ Nối các điểm c và y, y và z, b và a bằng các đoạn thẳng, ta được các đường biểu diễn quá trình cấp nhiệt và rút nhiệt.
+ Dựng các đường nén đa biến a-c và dãn nở đa biến z-b. Để dựng các đường ấy, ta có thể dùng phương pháp lập bảng.
- Hiệu chỉnh đồ thị công chỉ thị lý thuyết hành thành đồ thị công chỉ thị thực tế.
+ Đồ thị công chỉ thị thực tế là đường: a' - c' - c" - z' - z" - b' –b"- b"' - a'
+ Thực tế khi nén nhiên liệu một phần nhiên liệu được cháy trước trên đường nén, do vậy nên áp suất cuối quá trình nén thực tế cao hơn áp suất cuối quá trình nén thuần tuý pc.
+ Quá trình cháy thực tế diễn ra không theo lý thuyết và theo đường cong c' - c" - z' - z". áp suất lớn nhất đạt giá trị của pz, vì trong quá trình cháy thì nhiên liệu vẫn được phun tiếp vào xi lanh động cơ.
Ta lấy điểm z’ ở giữa đoạn thẳng yz, còn điểm z’’ được chọn trên đường giản nở sao cho đường cong z’z’’b’’ không vị gãy khúc ở điểm z’’.
2.2. Dựng đồ thị đường đặc tính ngoài
2.2.1. Khái quát
- Đặc tính ngoài là đồ thị biểu diễn 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 số vòng quay của trục khuỷu n [v/ph] khi thanh răng bơm cao áp chạm vào vít hạn chế.
- Đồ thị này được dùng để đánh giá sự thay đổi các chỉ tiêu chính của động cơ khi số vòng quay thay đổi và chọn số vòng quay sử dụng một cách hợp lý khi khai thác.
2.2.2. Thứ tự dựng các đường đặc tính:
Để dựng đường đặc tính, ta chọn trước một số giá trị trung gian ta chọn trước một số giá trị trung gian của số vòng quay n trong giới hạn giữa nmin và nđm rồi tính các giá trị biến thiên tương ứng của Ne, Me, Gnl, ge.
Neđm = 57,43 [KW]: công suất định mức thu được trong tính toán.
nđm= 4000 [v/ph]: số vòng quay ứng với công suất định mức
Kết luận: Qua tính toán có thể thấy rằng động cơ hoạt động ổn định ở số vòng quay nằm trong khoảng 2200 đến 3800 vòng/phút.
2.3 Tính toán động lực học.
2.3.1 Mục đích.
Nhằm xác định quy luật biến thiên của lực khí thể, lực quán tính và hợp lưc tác dụng lên pít tong cũng như các lực pháp tuyến và tiếp tuyến tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu. Từ các đồ thị véc tơ phụ tải ta biết được một cách định tính tình trạng chịu lực của bề mặt và mức độ đột biến của tải thông qua hệ số va đập.
2.3.2 Tính toán động lực học.
Triển khai đồ thị công chỉ thị p – V thành đồ thị lực khí thể Pk tác dụng lên pít tông theo góc quay α.
Đồ thị công chỉ thị thể hiện sự biến thiên áp suất tuyệt đối bên trong xilanh theo sự thay đổi của thể tích xy lanh trong suốt một chu trình công tác .
a) Quy dẫn khối lượng chuyển động:
- Khối lượng chuyển động tịnh tiến mj.
Khối lượng chuyển động tịnh tiến mj được xác định theo biểu thức:
mj = mp + mc + mg + m1+mx [kg]
Ta có khối lượng toàn bộ của nhóm pít tông là 0,451 [kg].
Và khối lượng thanh truyền quy dẫn về đường tâm chất pít tông m1 = 0,218 [kg].
- Khối lượng thanh truyền.
Toàn bộ khối lượng thanh truyền được quy dẫn về đường tâm đầu nhỏ (tham gia chuyển động tịnh tiến) và về đường tâm đầu to (tham gia chuyển động quay) theo nguyên lý sau:
mth = m1 + m2
m1.l1 = m2 .l2
b) Lực quán tính và tổng lực, lực tiếp tuyến và pháp tuyến:
Lực quán tính do khối lượng chuyển động tịnh tiến mj gây nên:
Lực quán tính do khối lượng chuyển động tịnh tiến mj gây nên thường được gọi tắt là lực quán tính chuyển động tịnh tiến và ký hiệu là Pj.
- Tổng lực khí thể và lực quán tính chuyển động tịnh tiến.
PS = Pk + Pj [MN]
- Đồ thị vectơ phụ tải cổ khuỷu:
Từ 0, về phía chiều dương trục OZ, xác định điểm 01 sao cho (với tỷ lệ xích mPr2 = mT = mZ ). Vẽ vòng tròn bán kính bất kỳ tượng trưng cho bề mặt cổ khuỷu. Đồ thị nhận được ứng với gốc O1 chính là đtvtpt cổ khuỷu với tỷ lệ xích mPr2 = mT = mZ.
- Đồ thị mài mòn cổ khuỷu:
+ Trên đtvtpt cổ khuỷu, vẽ vòng tròn tượng trưng cho bề mặt và chia thành 24 phần.
+ Tính hợp lực SQ' của tất cả các lực tác dụng lần lượt lên các điểm 0, 1, 2, 3... , ký hiệu tương ứng là SQ0' , ,..., Qi’,...
- Xác định tổng lực tương đương SQi’ của tất cả các hợp lực SQ' tác dụng lên điểm thứ i và ghi vào các ô hàng dưới cùng.
- Trên đồ thị, vẽ vòng tròn tượng trưng và má khuỷu. và cũng chia thành 24 phần bằng nhau tương ứng đánh số từ 0 tới 23. Chọn một tỷ lệ xích lực thích hợp, đặt các đoạn thẳng tương ứng với SQi’ từ vòng tròn theo hướng kính vào phía tâm.
Cần chú ý tới dấu đại số của các lực Ti khi tính
T∑ = T1 + T2 + T3.... + Ti.
Dựa trên kết quả tính, chọn tỷ lệ xích μT = 0,00026 (MN/mm)
Xác định mô men xoắn có ích Metb:
Metb = T∑tb. R. ηcơ. 106 [Nm] (2.30)
Thực ra đồ thị T∑ - α chính là đồ thị Me - α với tỷ lệ xích mới:
μMe = μT.ηcơ. R. 106 = 10,0971 (Nm/mm)
Dựa vào bản biến thiên các lực tiếp tuyến ta tính được:
TSTB = 0,00282 [MN].
Mô men xoắn có ích Metb
Metb = TSTB.R.ηcơ.106= 0,00282.0,05.0,7767.106 = 109,51[Nm].
2.4. Tính toán kiểm nghiệm pít tông
2.4.1. Thông số ban đầu, thông số chọn và thông số tham khảo của pít tông, chốt và xéc măng
a) Các thông số ban đầu
Các thông số ban đầu như bảng 2.6.
b) Các thông số chọn cơ bản của pít tông, chốt và xéc măng
Các thông số chọn như bảng 2.7.
2.4.2. Tính toán kiểm tra bền cho pít tông
Tính toán kiểm tra bền cho pít tông bao gồm việc tính kiểm tra bền cho đỉnh, đầu, thân và bệ chốt pít tông.
a) Tính sức bền của đỉnh pít tông
Trong quá trình làm việc đỉnh pít tông vừa chịu tải trọng cơ học (lực khí thể) lại vừa chịu tải trọng nhiệt nên trạng thái biến dạng khá phức tạp.
- Coi đỉnh pít tông là một đĩa có chiều dày đồng đều đặt tự do trên gối đỡ hình trụ.
- Coi áp suất khí thể phân bố đều.
- Tính lực khí thể tác dụng lên đỉnh pít tông
b) Tính sức bền đầu pít tông
Tiết diện I-I trên hình vẽ là tiết diện suy yếu nhất của đầu pít tông (tiết diện này cắt ngang qua rãnh của xéc măng dầu). Tiết diện này chịu kéo bởi phần khối lượng phía trên nó và chịu nén bởi lực khí thể trong quá trình cháy, giãn nở. Vì vậy, để kiểm tra xem đầu pít tông có đảm bảo bền hay không ta cần phải xác định được ứng suất kéo và ứng suất nén tại tiết diện I-I.
2.4.3. Tính sức bền thân pít tông
Để kiểm tra xem thân pít tông có đảm bảo bền không ta cần phải tính được áp suất nén của thân pít tông lên vách xylanh sau đó so sánh với áp suất nén cho phép.
Kết luận: qua các kết quả kiểm nghiệm pít tông ta thấy rằng pít tông đảm bảo bền trong quá trình làm việc.
Kết luận chương II: Qua quá trình tính toán vẽ đồ thị công, đồ thị đường đặc tính ngoài động cơ, tính toán động lực học động cơ và tính toán bền chi tiết pít tông giúp bản thân em tính toán kiểm nghiệm các kết cấu quan trọng trong hệ thống động cơ. Đặc biệt hiểu sâu hơn cơ cấu pít tông - khuỷu trục - thanh truyền trong động cơ đốt trong.........
CHƯƠNG III: QUY TRÌNH KHAI THÁC, BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ D4BB
3.1. Tổng quan
3.1.1. Mục đích
Một trong những điều kiện cơ bản để sử dụng tốt ô tô, tăng thời hạn sử dụng và bảo đảm độ tin cậy của chúng trong quá trình vận hành chính là việc tiến hành kịp thời và có chất lượng công tác bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa phòng ngừa định kỳ theo kế hoạch. Hệ thống này tập hợp các biện pháp về tổ chức và kỹ thuật thuộc các lĩnh vực kiểm tra, bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa.
3.1.2. Yêu cầu
Khi tiến hành bảo dưỡng kỹ thuật xe, kỹ thuật viên cần tuân theo các nguyên tắc cơ bản sau:
- Cần tìm hiểu kỹ công việc đang làm và tiến hành từng công việc một cách chính xác. Cần phải tham khảo ý kiến của các chuyên gia, không được dựa vào các đánh giá của bản thân để tiến hành công việc.
- Sử dụng phủ sườn, phủ ghế, phủ sàn, không làm trầy xước hay bôi bẩn xe
- Dùng các tấm chặn bánh xe, để giữ xe không chuyển động trong quá trình làm việc, luôn chú ý tới tính an toàn, chắc chắn rằng mọi chuyển động của xe đều được ngăn chặn trong quá trình làm việc.
3.2. Lập quy trình khai thác, bảo dưỡng và sửa chữa động cơ D4BB
3.2.1. Bảo dưỡng hàng ngày
- Kiểm tra sự làm việc ổn định của động cơ.
- Kiểm tra mức dầu bôi trơn của động cơ.
3.2.2. Các nội dung bảo dưỡng định kỳ động cơ D4BB
a) Chu kỳ bảo dưỡng
Tùy thuộc vào tình trạng động cơ và điều kiện làm việc mà chu kì bảo dưỡng có thể khác nhau.
b) Các bước thực hiện
* Bảo dưỡng cấp 1
- Thực hiện đầy đủ các nội dung của bảo dưỡng thường xuyên
- Kiểm tra và điều chỉnh độ căng dây đai quạt gió, máy phát.
* Bảo dưỡng cấp 2
- Thực hiện đầy đủ các nội dung của bảo dưỡng cấp 1
- Kiểm tra, chẩn đoán trạng thái kỹ thuật của động cơ và các hệ thống liên quan.
3.2.3. Kiểm tra cơ cấu trục khuỷu-thanh truyền, pít tông-xilanh
a) Trục khuỷu
- Kiểm tra độ cong
+ Làm sạch trục khuỷu.
+ Đặt trục khuỷu lên hai khối chữ V.
- Kiểm tra khe hở dầu
+ Làm sạch các cổ trục chính, ổ trục và các bạc lót. Kiểm tra tình trạng của các bạc lót và các cổ trục.
+ Nếu bề mặt các bạc lót hư hỏng thì thay các bạc lót mới.
b) Pít tông - Xéc măng - Thanh truyền - Trục pít tông
- Kiểm tra pít tông
+ Kiểm tra mỗi pít tông để đánh bóng, kiểm tra các khiếm khuyết khác. Thay thế bất kỳ pít tông nào bị lỗi.
+ Kiểm tra xem pít tông có khớp với xi lanh hay không.
c) Thanh truyền
- Làm sạch đầu to thanh truyền, các bạc lót và chốt khuỷu. Quan sát tình trạng bề mặt của bạc lót và chốt khuỷu.
- Nếu bề mặt bị trầy xước, hỏng thay mới bạc lót. Nếu cần thiết thay mới trục khuỷu.
3.2.4. Kiểm tra cơ cấu phân phối khí
a) Trục cam
- Kiểm tra đường kính cổ trục cam. Dùng pan me kiểm tra đường kính cổ trục cam. So sánh với thông số cho phép của nhà chế tạo. Nếu đường kính không đúng, kiểm tra khe hở dầu của cổ trục.
c) Trục cò mổ
- Kiểm tra đường dẫn dầu và làm sạch nó nếu cần.
- Kiểm tra các cò mổ xem độ mòn và thay thế nó nếu cần thiết.
d) Xu páp
- Kiểm tra bề dày đầu xu páp
3.2.5. Kiểm tra hệ thống làm mát
a) Kiểm tra - bổ sung nước làm mát
- Kiểm tra
+ Kiểm tra xem mức nước làm mát của bể chứa là giữa FULL VÀ LOW.
+ Kiểm tra chất làm mát không lẫn với dầu.
- Thay nước làm mát
+ Nới lỏng và tháo cửa xả.
+ Tháo bình chứa và thoát nước làm mát.
b) Kiểm tra, điều chỉnh độ căng dây đai dẫn động
- Động cơ D4BB dùng truyền động đai để truyền động quạt gió, bơm nước, máy phát điện, máy nén khí, bơm dầu trợ lực phanh, lái, bơm tạo độ chân không...
- Nhiệt độ nước làm mát có lúc lớn hơn 100°c, nên tuyệt đối không được mớ nắp két nước khi động cơ đang làm việc hoặc mới dừng máy.
3.2.7. Kiểm tra hệ thống nhiên liệu động cơ
Động cơ D4BB sử dụng bơm phun nhiên liệu kiểu phân phối được dẫn động bởi dây đài. Nhiên liệu được hút lên từ thùng nhiên liệu nhờ bơm thấp áp, đi qua bộ lọc tách nước, bụi bẩn.
3.3 Một số hư hỏng thường gặp và cách khắc phục
3.3.1 Khởi động khó
a) Máy khởi động không hoạt động được
b) Mortor khởi động hoạt động được nhưng động cơ không quay.
3.3.3. Mức tiêu hao nhiên liệu quá lớn
Kết luận chương III: Động cơ D4BB là một trong nhiều sản phẩm của hãng Hyundai, quy trình bảo dưỡng của xe được hãng đưa ra dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật của xe và quy định của nhà nước bản địa.
Qua đây ta có thể thấy được các hạng mục cần thiết phải làm, lịch bảo dưỡng động cơ định kỳ thường xuyên và những công viêc ưu tiên khi bảo dưỡng động cơ D4BB nói riêng và các loại động cơ trên các dòng xe khác nói chung nhằm nâng cao tuổi thọ và khai thác đạt hiệu quả cao nhất các tính năng của xe.
KẾT LUẬN
Qua quá trình làm đồ án tốt nghiệp, sau một thời gian dài nghiên cứu thực tế, các giáo trình, tài liệu chuyên ngành, cùng với sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy giáo: Ths …………., các thầy giáo trong Khoa Ô tô và các đồng chí trong lớp, đồ án tốt nghiệp “Khai thác động cơ D4BB trên xe Hyundai Starex” đã được hoàn thành đúng thời gian và đảm bảo chất lượng. Thông qua quá trình tìm tòi, nghiên cứu về động cơ, tôi đã:
1. Hiểu đặc điểm kết cấu động cơ
2. Tính toán kiểm nghiệm động cơ
3. Nắm được quy trình khai thác, bảo dưỡng và sửa chữa động cơ D4BB
Do điều kiện thời gian, điều kiện thực tế cũng như khả năng có hạn của bản thân nên đồ án không tránh khỏi những sai sót, vì vậy kính mong được sự đóng góp của các thầy. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo: Ths …………., cùng các thầy giáo trong Khoa Ô tô đã giúp đỡ và tạo điều kiện để tôi hoàn thành nhiệm vụ trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Tp.Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
……………….
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Công nghệ bảo dưỡng và sửa chữa ô tô. Tác giả: Nguyễn Văn Toàn. Nhà xuất bản: Trường ĐHSPKT - 2010.
2. Hướng dẫn đồ án môn học Động cơ đốt trong. Tác giả: Vy Hữu Thành -Vũ Anh Tuấn. Nhà xuất bản: Học viện KTQS. Xuất bản năm 1999.
3. Kết cấu tính toán động cơ đốt trong tập I, II. Tác giả: Lại Văn Định - Vy Hữu Thành. Nhà xuất bản: HVKTQS - 2003.
4. Model D4BB SHOP MANUAL - HUYNDAI.
5. The Family of HUYNDAI ENGINE - HUYNDAI.
6. Thực tập động cơ 1,2. Tác giả: Nguyễn Tấn Lộc. Nhà xuất bản: Trường ĐHSPKT - 2007.
7. Thực tập động cơ Diesel - Trường ĐHSPKT.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"