MỤC LỤC

MỤC LỤC....................1

LỜI NÓI ĐẦU...........................................2

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE MAZ-543 VÀ ĐỘNG CƠ TRÊN XE............ 2

1.1. Giới thiệu chung về xe MAZ-543.. ............................................................... 2

1.2. Giới thiệu động cơ trên xe Maz-543 và đặc tính kĩ thuật của động cơ....... 2

1.3. Các cơ cấu chính của động cơ...................................................................... 5

1.3.1. Cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền......................................................... 5

1.3.2. Cơ cấu liên động.................................................................................. 9

1.3.3. Cơ cấu phân phối khí......................................................................... 10

1.4. Các hệ thống khác....................................................................................... 12

1.4.1. Hệ thống cung cấp nhiên liệu............................................................. 12

1.4.2. Hệ thống cung cấp không khí............................................................. 19

1.4.3. Hệ thống thoát khí xả......................................................................... 20

1.4.4. Hệ thống bôi trơn............................................................................... 20

1.4.5.  Hệ thống làm mát.............................................................................. 21

1.4.5.  Hệ thống khởi động động cơ bằng khí nén........................................ 22

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC. ........24

2.1. Tính toán chu trình công tác của động cơ. ............................................... 24

2.1.1. Mục đích tính toán.............................................................................. 24

2.1.2. Chọn các số  liệu ban đầu.................................................................. 24

2.1.3. Tính toán các quá trình công tác........................................................ 26

2.1.4 Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác và sự làm việc của động cơ…. 30

2.1.5. Dựng đồ thị đường đặc tính ngoài...................................................... 36

2.2. Tính toán động lực học............................................................................... 38

2.2.1. Mục đích............................................................................................. 38

2.2.2. Tính toán động lực học....................................................................... 38

CHƯƠNG 3: CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRÊN ĐỘNG CƠ VÀ CÁCH KHẮC PHỤC, BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ..... 53

3.1. Các hư hỏng thường gặp trên động cơ và cách khắc phục....................... 53

3.2. Bảo dưỡng kỹ thuật động cơ...................................................................... 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 63

LỜI NÓI ĐẦU

Xe ô tô Maz-543 là lọai xe ô tô hạng trung , một trong các trang bị hiếm của quân đội ta. Xe với động cơ 12A-525 được sản xuất tại Liên Xô cũ ,là nơi có khí hậu ôn đới và hàn đới, khi đưa vào nước ta điều kiện khí hậu ,địa hình đã bị thay đổi so với nước sản xuất. Nước ta có khí hậu nhiệt đới ẩm,gió mùa, có nhiều sông suối, đồi núi đầm lầy,ruộng nước nên địa hình sử dụng xe ở nước ta rất phức tạp.

Để phát huy hết tính năng kỹ chiến thuật theo thiết kế nhằm bảo đảm tính kinh tế , hiệu quả và độ tin cậy và tuổi thọ .Trong điều kiện sử dụng, cán bộ kĩ thuật sử dụng phải tìm hiểu đặc điểm kết cấu tính toán kiểm tra các thông số cơ bản ,hướng dẫn bảo dưỡng sửa chữa đúng quy cách.

Trong năm học này tôi được khoa giao nhiệm vụ: Khảo sát động cơ lắp trên xe Maz-543 trong điều kiện địa hình thời tiết Việt Nam. Bản thuyết minh được trình bày theo thứ tự :

1. Giới thiệu chung về xe maz-543 và động cơ trên xe.

2. Tính toán chu trình công tác của động cơ và tính toán động lực học.

3. Các hư hỏng thường gặp trên động cơ và cách khắc phục, bảo dưỡng kỹ thuật động cơ.

Trong quá trình làm đồ án do thời gian và trình độ còn hạn hẹp nên không thể tránh khỏi những sai sót kính mong sự giúp đỡ của các thầy.

Xin chân thành cảm ơn thầy: Thạc sĩ ……………. cùng Khoa Ô tô, Khoa KTCS đã giúp tôi hoàn thành đồ án này.

                                                                                 TPHCM, Ngày … tháng … năm 20…

                                                                                 Học viên thực hiện

                                                                              ………………

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE MAZ-543 VÀ ĐỘNG CƠ TRÊN XE

1.1. Giới thiệu chung về xe MAZ-543

Xe đầu kéo cơ sở bánh lốp MAZ-543 có hình dáng như hình 1.1 và hình 1.2 với các chủng loại khác MAZ-543A; MAZ-543B; MAZ-543M là loại xe có khung dài, 4 cầu chủ động, 2 cầu trước dẫn hướng, công thức bánh xe 8x8.

1.2. Giới thiệu động cơ trên xe Maz-543 và đặc tính kĩ thuật của động cơ

Bao gồm động cơ và các hệ thống chính của nó như: Hệ thống cung cấp nhiên liệu, hệ thống cung cấp không khí, hệ thống khí thải, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát, hệ thống khởi động và hệ thống sấy nóng động cơ trước khi khởi động.

+ Trên xe lắp động cơ Diesel: Loại 12 xi lanh bố trí theo chữ V, bốn kỳ, làm mát bằng nước và phun nhiên liệu trực tiếp.

+ Hệ thống cung cấp nhiên liệu bao gồm 02 thùng nhiên liệu, van phân phối, bơm tay, bầu lọc thô và tinh, bơm đẩy, bơm cao áp, vòi phun, cốc xả dầu diesel, các đường ống thấp áp và cao áp.

1.3. Các cơ cấu chính của động cơ

1.3.1. Cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền

- Cơ cấu trục khủy – thanh truyền gồm: các te động cơ, khối xi lanh, trục khuỷu, bánh đà và nhóm piston – thanh truyền.

Các te động cơ:

Dùng để gá lắp tất cả các cụm và chi tiết động cơ, gồm 2 phần: phần trên 4 và phần dưới 9.

Hai bên sườn phần trên của các te bố trí giá 5 để lắp bầu lọc dầu và các giá để lắp máy phát điện và khởi động điện. Ngoài ra, trên bề mặt gia công nằm ngang phía trên có gá 3 giá đỡ để lắp bơm cao áp và thân của dẫn động 1 của bơm.

Khối xi lanh:

Mỗi khối xi lanh bao gồm: áo xi lanh 7, sáu xi lanh bằng thép 6 và nắp máy 10 cùng nắp đậy 8.

Trục khuỷu:

Được chế tạo từ thép hợp kim, có 6 cổ được phân bố trong ba mặt phẳng tạo với nhau góc 120 độ. Trục có 6 cổ biên và 7 cổ trục chính, được nối với nhau bằng các má trục. Các cổ trục rỗng, nối giữa chúng là các rãnh dầu bôi trơn trong các má trục.

1.3.2. Cơ cấu liên động

Việc truyền động quay từ trục khuỷu tới các cơ cấu và hệ thống của động cơ được thể hiện theo sơ đồ dưới đây:

Chuyển động quay từ bánh răng côn lắp trên ống then hoa đầu trục khuỷu được dẫn động đến:

- Các bánh răng côn trục nghiêng dẫn động máy phát điện và trục đứng phía trên truyền chuyển động quay đến các cơ cấu nằm ở phía trên hộp trục khuỷu.

- Bánh răng côn trục đứng dưới truyền chuyển động quay đến các cơ cấu bố trí ở phần dưới hộp trục khuỷu.

1.4. Các hệ thống khác

1.4.1.Hệ thống cung cấp nhiên liệu

1.4.1.1. Thùng nhiên liệu

Hai thùng chứa lắp sau các buồng lái, được cố định trên giá bằng các đai kẹp, đai ốc, đệm cao su.

1.4.1.2. Bơm nhiên liệu tay

Bơm thuộc dạng bơm màng, tác dụng một chiều, được dùng để đẩy không khí ra khỏi hệ thống trước khi khởi động động cơ và đồng thời để cấp nhiên liệu cho hệ thống nạp nhiên liệu lần đầu.

1.4.1.4. Bầu lọc tinh

Bầu lọc tinh dùng để lọc các tạp chất cơ khí ra khỏi nhiên liệu. Bầu lọc tinh được lắp vào đường nhiên liệu nối giữa bơm đẩy và bơm cao áp, được lắp trên giá ở khe giữa hai khối xi lanh, trước BCA.

1.4.1.5. Bơm cao áp

Bơm cao áp dùng để cấp nhiên liệu theo định lượng một cách chính xác, căn cứ vào tải trọng và số vòng quay của động cơ tới các vói phun dưới áp suất cao theo thứ tự làm việc của các xi lanh.

1.4.1.6. Vòi phun

Dùng để cấp nhiên liệu vào xi lanh động cơ với áp suất cao ở dạng nhở tơi và phân chia đồng đều theo thể tích buồng đốt.

Trong động cơ lắp loại vòi phun kín. Lực nén của lò xo 4 đảm bảo áp suất bắt đầu phun là 210-220 kgl/cm2.

1.4.1.9. Khóa phân phối nhiên liệu

Dùng để nối thông nhiên liệu từ một trong hai thùng cho hệ thống, đồng thời nối thông chính thùng đang cung cấp nhiên liệu này với đường dầu hồi nhằm ngăn chặn hiện tượng tràn do lượng dầu về thùng. Khóa có bốn vị trí, sáu đường ống, dịch chuyển bằng tay, được lắp tại sườn buồng lái bên trái.

1.4.2. Hệ thống cung cấp không khí

Hệ thống cung cấp không khí dùng để làm sạch không khí khói bụi bẩn và cấp cho các xi lanh động cơ. Hệ thống gồm bầu lọc không khí, đường ống, cụm hút.

1.4.3. Hệ thống thoát khí xả

Hệ thống dùng để dẫn khí thải thoát ra ngoài trời. Hệ thống gồm: cụm xả được làm mát, đoạn ống xả và các cổ khuếch tán. Áo nước làm mát của cụm xả được nối với hệ thống làm mát của động cơ. Chất lỏng làm mát từ nắp máy đi vào áo nước của cụm xả, làm nguội khí xả. 

1.4.5. Hệ thống làm mát

Hệ thống dùng để thoát nhiệt từ các chi tiết tiếp xúc với khí nóng của động cơ và duy trì nhiệt độ của các chi tiết này trong giới hạn cho phép để động cơ làm việc bình thường.

Kết luận: Qua việc hoàn thành chương 1, chúng ta đã có những khái niệm chung nhất về động cơ trên xe Maz-543, về những bộ phận, những hệ thống trên xe.

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC

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.

2.1.2. Chọn các số  liệu ban đầu

1- Công suất có ích định mức:           N_eđm=385,8 [kW]

2 - Mô men xoắn lớn nhất:                 M_emax = 1150 [Nm]

3- Số vòng quay trong một phút của trục khuỷu n tương ứng với cacs giá trị:

- Công suất có ích định mức:   n_Ne = 1800 [vg/p].

- Mô men xoắn lớn nhất:                   n_Me = 1200 [v/ph]

4- Số xy lanh của động cơ i:                       i = 12

9- 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]=1,75 - 1,90;  Chọn a =1,78.

10- Nhiệt độ môi trường T₀:

Nhiệt độ trung bình ở nước ta thường chọn là: T₀ = 24⁰C hay T₀ = 297⁰K.

11- 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].

18- Áp suất cuối quá trình cháy ở động cơ diesel p_z.

Chọn p_z 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: [p_z] = 7,0 - 7,5 [MN/m²].  Ta chọn p_z = 7,0 [MN/m²].

2.1.3. Tính toán các quá trình công tác

2.1.3.1. Tính toán  quá trình trao đổi khí

a. 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.

b. Thứ tự tính toán:

* Xác định hệ số khí sót g_r :

+ Giá trị của g_r phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tỷ số nén, số vòng quay, áp suất khí sót P_r và nhiệt độ khí sót T_r cuối quá trình thải.

Thay số vào ta được:  T_a = 326,3 [⁰K]

* Áp suất cuối quá trình nạp p_a:

Thay số vào ta được:  p_a = 0,09 [MPa]

2.1.3.2. Tính toán cuối quá trình nén

a. Mục đích: Tính toán quá trình nén là xác định các thông số như áp suất p_c và nhiệt độ T_c ở cuối quá trình nén.

b. Thứ tự tính toán:

* Áp suất cuối quá trình nén: 

Thay số vào ta có:  p_c = 0,09.15^1,33 = 3,30  [MPa]

2.1.3.4. Tính toán quá trình giãn nở

a. Mục đích: Việc tính toán quá trình dãn nở là xác định các giá trị áp suất p_b và nhiệt độ T_b ở cuối quá trình giãn nở.

b. Trình tự tính toán:

- Áp suất cuối quá trình dãn nở:          

Thay số vào ta được:     p_b   = 0,323 [MPa]

2.1.4. Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác và sự làm việc của động cơ

2.1.4.1. Các thông số chỉ thị

Đó là những thông số đặc trưng cho chu trình công tác của động cơ. Khi xác định các thông số chỉ thị, ta chưa kể đến các dạng tổn thất về công mà chỉ xét các tổn thất về nhiệt. 

- Áp suất chỉ thị trung bình thực tế p_i:

p_i = p'_i .j_đ    [MPa]        

Trong đó: j_đ là hệ số điền đầy đồ thị công. Giá trị của j_đ phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như góc đánh lửa sớm hoặc góc phun sớm nhiên liệu, thành phần hỗn hợp, tốc độ quay, góc mở sớm xu páp xả ... 

Thay số vào ta được: p_i = p'_i.j_đ  = 0,868.0,93 = 0,807  [MPa]

2.1.4.2. 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 p_cơ. 

* Thứ tự tính toán các thông số có ích như sau:

- Áp suất tổn hao cơ khí trung bình p_cơ được xác định bằng các công thức kinh nghiệm theo vận tốc trung bình của pít tông C_TB [m/s] và các thông số khác của động cơ.

p_cơ  =  0,09  + 0,012.C_TB

Thay số vào ta được: p_cơ   =  0,09  + 0,012.12 =  0,2196   [MPa]

- Áp suất có ích trung bình:     p_e = p_i  - p_cơ    

Thay số vào ta được:               p_e = p_i - p_cơ = 0,807 – 0,2196 = 0,588 [MPa]

- Lượng nhiên liệu tiêu thụ cho động cơ: G_nl = g_e.N_e = 231,91.10^-3.168,29= 39,03[kg/h]

2.1.5. Dựng đồ thị đường đặc tính ngoài

2.1.5.1. Khái quát

- Đặc tính ngoài là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của các chỉ tiêu như công suất có ích N_e, mô men xoắn có ích M_e, lượng tiêu hao nhiên liệu trong một giờ G_nl và suất tiêu hao nhiên liệu có ích g_e 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.

2.1.5.2. Thứ tự dựng các đường đặc tính

Để dựng đường đặc tính, ta chọn trước một số giá trị trung gian của số vòng quay n trong giới hạn giữa n_min và n_đm rồi  tính các giá trị biến thiên tương ứng của N_e, M_e, G_nl, g_e

Mô men xoắn có ích và suất tiêu hao nhiên liệu có ích ở số vòng quay định mức n_đm.

N_e, M_e, g_e  là giá trị tương ứng của công suất có ích, mô men xoắn có ích và suất tiêu hao nhiên liệu có ích ứng với từng số vòng quay trung gian được chọn trước.

2.2. Tính toán động lực học

2.2.1. Mục đích

Tính toán động lực học của đồ án nhằm xác định quy luật biến thiên của lực khí thể, lực quán tính và hợp lực tác dụng lên pít tông cũng như các lực tiếp tuyến và pháp tuyến tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu. 

2.2.2. Tính toán động lực học

Các lực và mô men trong tính toán động lực học được biểu diển dưới dạng hàm số góc quay trục khuỷu a. Với quy ước là khi pít tông ở điểm chết trên thì a = 0. Ngoài ra các lực này còn tính với 1 đơn vị diện tích đỉnh pít tông, khi cần các giá trị thực của lực ta nhân với giá trị của áp suất với diện tích tiết diện ngang của đỉnh pít tông.

2.2.2.1.  Khối lượng của các chi tiết chuyển động

Thứ tự làm việc của các xy lanh: 1T-6F-5T-2F-3T-4F-6T-1F-2T-5F-4T-3F.

Như vậy khối lượng chuyển động quay của cổ khuỷu và má khuỷu chưa tự cân bằng là:                  

m_kh =  m_ck + 2.m_mr = 2,192 + 2. 2,485 = 7,162  [kg]

- Khối lượng chuyển động quay quanh đường tâm trục khuỷu với bán kính R: m_r

m_r = m₂ + m_kh = 4,090 + 7,162 = 11,252  [kg]

2.2.2.2.  Lực và mô men tác dụng lên cơ cấu KTTT

Khi làm việc cơ cấu KTTT chịu tác dụng của các lực sau:

- Lực quán tính chuyển động tịnh tiến.

- Lực quán tính ly tâm.

- Lực khí thể.

- Lực ma sát.

Lực quán tính chuyển động quay P_r do các khối lượng chuyển động quay với vận tốc w, bán kính R gây nên, ta có:

P_r = - m_r Rw².10^-6 [MN] = - 11,252. 0,09.(188,4)².10^-6 = - 0,036  [MN]

- Lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến (P_j) :

P_j = - m_j. Rw² [cosa + l cos 2a].10^-6          [MN]

Thay số vào ta được: Lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến là :

P_j = - m_j. Rw² (cosa + l cos 2a).10^-6                  

= - 4,836 . 0,09.(188,4)².(cosa + 0,281.cos2a).10^-6

= - 15448,65 .(cosa + 0,281.cos2a).10^-6              [MN]

2.2.2.4. Đồ thị mài mòn cổ khuỷu.

a. Mục đích:

- Đồ thị mài mòn thể hiện mức độ mài mòn bề mặt cổ khuỷu sau một chu trình tác dụng của lực.

- Tìm ra vị trí áp lực tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu nhỏ nhất để khoan lỗ dầu bôi trơn hợp lý nhất ( vì vị trí áp lực tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu cang nhỏ thì dầu sẽ đi ra bôi trơn nhanh nhất.

b. Trình tự xây dựng đồ thị mài mòn cổ khuỷu như sau: 

- Để có thể xây dựng được đồ thị mài mòn, phải có đtvtpt cổ khuỷu. Phương pháp gồm các bước sau:

- Trên đtvtpt cổ khuỷu, vẽ vòng tròn tượng trưng cho bề mặt và chia thành 2n = 24 phần bằng nhau ( tương ứng 15⁰/1 phần) và đánh số từ 0, 1,2,… 23.

2.2.2.5. Đồ thị tổng lực tiếp tuyến (T_S) và mô men tổng.

Lực tiếp tuyến gây nên Mô men xoắn làm quay các khuỷu của trục khuỷu và truyền ra ngoài. Ta có:

M_e = M_i. _cơ = T.R. _cơ

Do giả thuyết _cơ tại mỗi chế độ làm việc là hằng số nên quy luật biến thiên của T chính là quy luật biến thiên của M_i và M_e. Vì vậy, ta xác định một chu trình biến thiên của lực T_S dựa trên thứ tự công tác và sơ đồ cơ cấu khuỷu trục thanh truyền.

- Động cơ 12A-525 là động cơ 2 hàng chữ V, mỗi hàng 6 xy lanh.

Từ bảng biến thiên tổng lực tiếp tuyến ta có:

T_Smax = 0,02599 [MN]

T_Smax = 0,00463 [MN]

Thay số vào ta được:

M_etb = T_STB.R. _cơ.10⁶ = 0,01427.0,09.0,7286.10⁶ = 935,74  [Nm].

Thay số vào ta được : DM_e  = 4,76 %  < 5 %.

Sai số DM_e =  4,76 % <5 %, bảo đảm việc xây dựng đồ thị công, triển khai đồ thị công và xác định lực quán tính P^­_j là hợp lý.

CHƯƠNG 3: CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRÊN ĐỘNG CƠ VÀ CÁCH KHẮC PHỤC, BẢO DƯỠNG

KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ

3.1. Các hư hỏng thường gặp trên động cơ và cách khắc phục

Các hư hỏng thường gặp trên động cơ và cách khắc phục như bảng 3.1.

3.2. Bảo dưỡng kỹ thuật động cơ

Bảo dưỡng kỹ thuật động cơ như bảng 3.2.

Kết luận: Chương 3 là chương giúp chúng ta biết được các hỏng hóc thường gặp ở động cơ và để biết cách khắc phục, có thể chuẩn đoán được các nguyên nhân hư hỏng để nhanh chóng sửa chữa, bảo dưỡng động cơ. 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Xe Maz-543 cấu tạo và hướng dẫn sử dụng. Người dịch: Thượng tá – KS Lương Quảng Bình. Nhà xuất bản: Cục Kỹ thuật Binh chủng – Tổng cục Kỹ thuật. Xuất bản năm 2008.

2. Hướng dẫn đồ án môn học Động cơ đốt trong. Tác giả: Ts Vy Hữu Thành – Th.S Vũ Anh Tuấn. Nhà xuất bản: Học viện KTQS. Xuất bản năm 2003.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"