MỤC LỤC

MỤC LỤC................................................................................................................................................................................i

LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................................................................................................1

DANH MỤC HÌNH ẢNH..........................................................................................................................................................3

DANH MỤC BẢNG.................................................................................................................................................................5

CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH KẾT CẤU ĐỘNG CƠ....................................................................................................................6

1.1. Giới thiệu chung về máy xúc New Holland E265 EL........................................................................................................6

1.2. Đặc tính kỹ thuật máy xúc New Holland E265 EL............................................................................................................7

1.2.1. Thông số kích thước New Holland E265 EL.................................................................................................................7

1.2.2. Giới thiệu về động cơ common rail NEF 667 TA EEG..................................................................................................8

1.2.3. Thông số chung và đặc điểm kết cấu động cơ common rail NEF 667 TA EEG............................................................9

1.2.3.1. Ký hiệu động cơ.........................................................................................................................................................9

1.3. Kết cấu động cơ common rail NEF 667 TA EEG............................................................................................................10

1.3.1. Các chi tiết cố định.......................................................................................................................................................10

1.3.2. Các chi tiết chuyển động..............................................................................................................................................12

1.4. Phân tích các hệ thống chính trên động cơ NEF 667 TA EEG.......................................................................................15

1.4.1. Hệ thống phân phối khí................................................................................................................................................15

1.4.2. Hệ thống bôi trơn.........................................................................................................................................................17

1.4.3. Hệ thống làm mát.........................................................................................................................................................20

1.4.4. Hệ thống tăng áp..........................................................................................................................................................23

1.4.5. Hệ thống nhiên liệu.......................................................................................................................................................26

1.4.6. Hệ thống điện và điện tử trên động cơ.........................................................................................................................43

Kết luận chương 1:.................................................................................................................................................................48

CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC..............................................................................................................49

2.1. Mục đích tính toán...........................................................................................................................................................49

2.2. Tính toán chu trình công tác............................................................................................................................................49

2.2.1. Chọn các số  liệu ban đầu............................................................................................................................................49

2.2.2. Tính toán các quá trình công tác:..................................................................................................................................52

2.2.3.Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác và sự làm việc của động cơ..........................................................56

2.3. Xây dựng đặc tính ngoài của động cơ.............................................................................................................................63

2.3.1. Khái quát.......................................................................................................................................................................63

2.4. Tính toán động lực học....................................................................................................................................................66

2.4.1. Dựng đồ thị lực khí thể, lực quán tính và tổng lực........................................................................................................66

2.4.2. Dựng đồ thị véc tơ phụ tải cổ khuỷu.............................................................................................................................68

2.4.3. Đồ thị mài mòn cổ khuỷu..............................................................................................................................................73

2.4.4. Đồ thị tổng lực tiếp tuyến và mô men tổng...................................................................................................................74

Kết luận chương 2:.................................................................................................................................................................76

CHƯƠNG 3. BẢO DƯỠNG, HƯỚNG DẪN KHAI THÁC SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ COMMON RAIL NEF 667 TA EEG.........77

3.1. Bảo dưỡng động cơ common rail NEF 667 TA EEG.......................................................................................................77

3.1.1. Bảo dưỡng thường xuyên............................................................................................................................................77

3.1.2. Bảo dưỡng định kì........................................................................................................................................................78

3.2. Chẩn đoán động cơ common rail NEF 667 TA EEG.......................................................................................................80

3.2.1. Chẩn đoán trên bo mạch..............................................................................................................................................80

3.2.2. Chẩn đoán trên bảng điều khiển..................................................................................................................................82

3.3. Kiểm tra, sửa chữa động cơ common rail NEF 667 TA EEG..........................................................................................85

3.3.1. Kiểm tra, sửa chữa xupap............................................................................................................................................85

3.3.2. Kiểm tra, sửa chữa pít tông.........................................................................................................................................89

3.3.3. Kiểm tra sự hoạt động của bơm nhiên liệu..................................................................................................................91

Kết luận chương 3:................................................................................................................................................................92

KẾT LUẬN.............................................................................................................................................................................93

TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................................................................................94

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thế kỷ 21, ngành công nghiệp vận tải và xây dựng đang trải qua một sự chuyển đổi đáng kể, với sự phát triển không ngừng của công nghệ động cơ và các hệ thống nhiên liệu. Trong xu hướng này, hệ thống common rail đã trở thành một phần quan trọng và không thể thiếu trong việc nâng cao hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu của các động cơ diesel. Việt Nam, một trong những quốc gia đang phát triển nhanh chóng ở khu vực Đông Nam Á, đang chứng kiến sự tăng trưởng đáng kể trong các ngành công nghiệp quan trọng như xây dựng, khai thác và vận tải. Trong lĩnh vực xây dựng và khai thác, máy xúc đóng vai trò không thể thay thế, chúng đóng góp quan trọng vào việc di chuyển đất đá và vật liệu xây dựng khác một cách hiệu quả. Tuy nhiên, với nhu cầu ngày càng cao về hiệu suất và sự bảo vệ môi trường, việc sử dụng công nghệ tiên tiến như hệ thống common rail trên các động cơ diesel trở nên cần thiết hơn bao giờ hết. Trong môi trường kinh doanh và đầu tư đầy cạnh tranh, các doanh nghiệp và tổ chức ở Việt Nam đang tìm kiếm cách để tối ưu hóa sản xuất và vận hành, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Việc sử dụng động cơ NEF 667 TA với công nghệ common rail trên máy xúc đi không chỉ giúp tăng cường hiệu suất vận hành mà còn đáp ứng các tiêu chí về bảo vệ môi trường một cách tích cực.

Chính vì thế, việc nghiên cứu khai thác động cơ có một vai trò quan trọng trong quá trình sử dụng, nhất là đối với cán bộ kỹ thuật Ngành Xe-máy quân đội. Bản thân là một cán bộ Ngành Xe-máy tương lai, tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu, khai thác động cơ phun dầu điện tử NEF 667 TA” để củng cố tốt hơn kiến thức của mình, đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ khi ra trường về đơn vị công tác.

Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy: Thạc sỹ..................., người đã chỉ bảo tận tình, giúp tôi vượt qua những khó khăn vướng mắc trong khi hoàn thành đồ án của mình. Bên cạnh đó tôi xin cảm ơn các thầy trong khoa ô tô đã tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành thật tốt đồ án tốt nghiệp này. Trong quá trình làm đồ án không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong được sự đóng góp nhiệt tình của các thầy giáo và các đồng chí học viên khác để giúp đồ án này được hoàn thiện hơn.

CHƯƠNG 1

PHÂN TÍCH KẾT CẤU ĐỘNG CƠ

1.1. Giới thiệu chung về máy xúc New Holland E265 EL

Máy xúc New holland E265 EL là một trong những mô hình máy xúc hiện đại của hãng New Holland, một trong những đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất thiết bị nông nghiệp và xây dựng trên toàn cầu. Được thiết kế đáp ứng đầy đủ nhu cầu của ngành công nghiệp và khai thác dầu mỏ, E265 EL mang đến sự kết hợp hoàn hảo giũa hiệu suất, công nghệ và tiện ích.

Được trang bị động cơ common rail NEF 667 TA EEG E265 EL có khả năng xử lí những công việc đòi hỏi sức mạnh và linh hoạt cao. Hiệu suất làm việc của máy được tối ưu hóa để đào, di chuyển và nâng hạ vật liệu một cách hiệu quả. Đồng thời, tính năng và công nghệ hiện đại như hệ thống điều khiển tự động và các tiện ích an toàn giúp người lái dễ dàng quản lý và vận hành máy một cách thuận tiện.

1.2. Đặc tính kỹ thuật máy xúc New Holland E265 EL

1.2.1. Thông số kích thước  New Holland E265 EL

Thông số kích thước New Holland E 265 EL như bảng 1.1.

1.2.2. Giới thiệu về động cơ common rail NEF 667 TA EEG

Động cơ common rail NEF 667 TA EEG là động cơ 6 xi - lanh thẳng hàng 6,7 lít thuộc sở hữu của tập đoàn CNH industrial. Động cơ này mang lại độ chắc chắn, công suất, hiệu suất, độ tin cậy và độ bền cao cũng như tuân thủ các tiêu chuẩn khí thải và các quy định xác định mức ồn cho phép.

Động cơ common rail NEF 667 TA EEG là mẫu động cơ tăng áp với tỷ số nén 17,5 : 1 và hệ thống phun nhiên liệu common rail.Với động cơ sản sinh công suất lên tới 130 kW (183,7 HP) tại vòng tua 2100 v/p . Mô men lớn nhất sinh ra là 710 N.m tương ứng với số vòng quay 1400 v/p.

1.3. Kết cấu động cơ common rail NEF 667 TA EEG

1.3.1. Các chi tiết cố định

1.3.1.1. Nắp máy

Nắp máy được đúc liền một khối cho cả 6 xy lanh và được làm bằng hợp kim gang, độ cứng tốt, dẫn nhiệt cao, được tôi luyện.

Trên nắp máy được thiết kế các đường nước là mát, đường dầu giúp làm mát và bôi trơn cho cơ cấu phân phối khí. Các đường nước và được thông với áo nước của thân máy.

Giữa thân máy và nắp máy có đệm làm kín 2 lớp làm bằng kim loại. Ngoài ra trên nắp máy còn là nơi để lắp đặt các ống nạp, ống thải, kim phun, xupap, van hằng nhiệt.

1.3.1.2. Thân động cơ

Thân động cơ (hình 1.5) được thiết kế theo kiểu thân xylanh – hộp trục khuỷu làm từ gang.

Khối động cơ bao gồm kết cấu bằng gang chứa các lỗ xi lanh (1), ổ đỡ chính (5) cho trục khuỷu và ổ đỡ (3) dành cho trục cam, bộ làm mát nước, dầu (7), máy bơm nước (2) và bơm dầu (4). Khối này cũng bao gồm áo nước làm mát và các đường dầu cho Bôi trơn. Tấm tăng cứng trục khuỷu (6) được lắp phía trên bu lông nắp ổ đỡ trục khuỷu vào động cơ chặn và đảm bảo độ bền cơ học cao hơn. Ở trong thân động cơ được khoan các đường nước làm mát nghiêng, lỗ thăm dầu nằm mặt trên của thân xylanh. 

1.3.2. Các chi tiết chuyển động

1.3.2.1. Piston

Pít tông được làm bằng gang, đỉnh piston đã được khoét lõm để tăng hiệu suất đốt cháy. Nó có buồng đốt có độ xoáy cao. Mặt dưới của đỉnh piston là được làm mát bằng dầu động cơ được cung cấp bởi một vòi phun lắp trong động cơ. Rãnh xéc măng khí số 1 được chèn thêm 1 lớp gang xám cho độ cứng tốt, giảm chấn và một số khả năng chống ăn mòn. 

1.3.2.2. Thanh truyền

Thanh truyền được làm bằng thép, đầu to của thanh truyền được chế tạo với một góc xiên thuận lợi trong việc tháo lắp khi sửa chữa thay vì phương pháp gia công thông thường. Vỏ ổ trục đầu to của thanh truyền được làm bằng thép mạ chống ma sát hợp kim.

1.2.3.3. Trục khuỷu

Trục khuỷu được làm bằng thép. Gồm 7 cổ trục và 6 cổ khuỷu. Trục khuỷu được giữ trên bảy ổ trục giúp ổn định và chắc chắn, mặt ngoài của trục khuỷu được gia công tăng thêm độ cứng giảm mài mòn. Bên trong trục khuỷu có một loạt các mũi khoan bên trong nhằm mục đích bôi trơn. Mặt trước trục khuỷu có lắp bánh răng dẫn động bơm dầu, bánh răng cảm biến tốc độ, bánh răng giảm chấn rung và ròng rọc dẫn động thiết bị phụ trợ. Vỏ ổ trục chính được làm bằng thép mạ hợp kim tăng cường khả năng chịu ma sát.

1.4. Phân tích các hệ thống chính trên động cơ NEF 667 TA EEG

1.4.1. Hệ thống phân phối khí

1.4.1.1. Kết cấu hệ thống

Hệ thống phân phối khí của động cơ Common rail NEF 667 TA EEG là hệ thống phân phối khí kiểu xupap treo đây là bộ phận được lắp đặt bên trên nắp máy, còn trục cam của xupap sẽ được lắp bên trong thân máy. Hệ thống xupap treo có cấu tạo gồm: con đội, trục cam, đũa đẩy, lò xo, vít điều chỉnh khe hở của xupap, cần mở, ống dẫn hướng và xupap. 

1.4.1.2. Nguyên lý hoạt động

Trục cam được dẫn động bởi trục khuỷu, nó giúp điều khiển hoạt động của các xupap. Con đội tiếp nhận và truyền động từ trục cam đến đầu xupap. Đũa đẩy giúp truyền động cho xupap mở, đóng. Trục cò mổ kết nối đến con đội giúp xupap mở, đóng. Gối đỡ trục cò mổ giữ cho trục cò mổ ổn định khi hoạt động. Cò mổ giúp xupap mở, đóng. 

1.4.3. Hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát động cơ là loại tuần hoàn cưỡng bức mạch kín hoạt động trên nguyên lý vận chuyển nước làm mát liên tục tuần hoàn xung quanh thân máy. Trong quá trình vận hành, khi nhiệt độ của động cơ tăng cao, van hằng nhiệt sẽ tự động mở ra để nước làm mát tuần hoàn qua thân máy. Nhiệt lượng tỏa ra từ thân máy sẽ được nước làm mát hấp thụ, sau đó lượng nước này được đẩy về két nước để Máy bơm nước được lắp đặt trong một hốc ở phía trước khối, được dẫn động bằng đai Puly . 

1.4.3.1. Sơ đồ hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát như hình 1.14.

1.4.3.2. Bơm nước

Máy bơm nước được lắp đặt trong một hốc ở phía trước khối, được dẫn động bằng đai Poly . Máy bơm nước được bịt kín vào khối bằng vòng cao su. Việc gần như không có đường ống bên ngoài, ống mềm và kẹp ống giúp loại bỏ số lượng kết nối và giảm các nguồn rò rỉ có thể xảy ra. Nhiệt độ động cơ được điều khiển bởi bộ điều chỉnh nhiệt. Chất làm mát cũng lưu thông trong bộ làm mát dầu.

Trục bơm nước được quay trên hai ổ bi cầu, kích thước ổ trước lớn hơn do chịu tải lớn hơn ổ sau. Phía đầu trục được bắt phẳng để ép cánh bơm. Đầu kia bắt với bích lắp bu ly. 

1.4.4. Hệ thống tăng áp

1.4.4.1. Công dụng

Đối với động cơ nạp khí tự nhiên, trong quá trình đốt cháy nhiên liệu, khoảng 40% nhiệt năng sinh ra từ khí xả bị thải ra bầu khí quyển một cách lãng phí. Hệ thống tăng áp được thiết kế để sử dụng nguồn năng lượng khí xã này nhằm tằng lượng khí nạp vào xy-lanh động cơ. Bộ tăng áp có thể làm tối ưu hóa nguồn năng lượng từ khí xả để dẫn động tua-bin quay máy tăng áp thông qua trục dẫn động.

1.4.4.2. Cấu tạo

Bộ tăng áp hệ thống nạp khí trên động cơ NEF 667 TA EEG bao gồm một bộ tăng áp Holset HX3530521 và một bộ làm mát không khí sau bộ làm mát.

1.4.5. Hệ thống nhiên liệu

1.4.5.1. Hệ thống phun dầu điện tử commonrail

Hệ thống common rail gồm phần điện và phần thủy lực. Hệ thống này có bơm cao áp giúp duy trì nguồn cung cấp nhiên liệu ở áp suất rất cao tùy thuộc vào tốc độ và tải của động cơ. Nhiên liệu áp suất cao được lưu trữ trong một đường ống (ống rail) được kết nối tất cả các kim phun điện. Khi van điện từ của một trong các kim phun được ECM cấp điện, nhiên liệu đến trực tiếp từ ống rail sẽ được phun vào xi lanh tương ứng.

Hệ thống nhiên liệu bao gồm mạch áp suất thấp và mạch áp suất cao.

Mạch cao áp bao gồm các đường ống sau:

- Ống nối đầu ra của bơm cao áp với ống rail

- Đường ống từ Common Rail đến kim phun điện.

Mạch hạ áp bao gồm các đường ống sau:

- Đường ống nhiên liệu từ thùng nhiên liệu đến bộ lọc thô;

- Các đường ống cung cấp cho bơm cấp liệu kiểu bánh răng thông qua bộ trao đổi nhiệt của bộ điều khiển, bơm mồi thủ công và bộ lọc thô;

1.4.5.2. Nguyên lý hoạt động hệ thống nhiên liệu động cơ common rail

EDC7UC31 kiểm soát áp suất đường ống rail bằng các giá trị được xác định trước cho điểm đặt áp suất đường ống hoặc áp suất đường ống lý tưởng cho một điều kiện vận hành nhất định. Điểm đặt áp suất ống rail được xác định bởi một số biến đầu vào đối với EDC7UC31: tốc độ động cơ, tải động cơ, vị trí bướm ga, nhiệt độ nhiên liệu, nhiệt độ không khí, nhiệt độ dầu, nhiệt độ nước làm mát, áp suất tăng và áp suất dầu.

1.4.5.3. Các thành phần chính của hệ thống cung cấp nhiên liệu

a) Bộ lọc thô nhiên liệu

Bộ lọc thô, với vật liệu loại bỏ nước, có cảm biến (4) ở đáy hộp mực chịu trách nhiệm báo hiệu sự hiện diện của nước trong nhiên liệu.

Giá đỡ bộ lọc kết hợp với bơm mồi thủ công (5) và vít xả khí của hệ thống nhiên liệu (2).

Nếu đèn cảnh báo ô nhiễm nước nhiên liệu sáng lên, hãy hành động ngay lập tức để khắc phục nguyên nhân; các bộ phận của hệ thống Common Rail sẽ nhanh chóng bị hư hỏng nếu nhiên liệu chứa nước hoặc các tạp chất khác.

c) Bơm tiếp vận

Bơm cấp nhiên liệu là loại bơm bánh răng, được lắp phía sau bơm cao áp, hút nhiên liệu từ thùng nhiên liệu qua bộ lọc trước và gửi nhiên liệu qua bộ lọc chính đến bơm cao áp, bơm được dẫn động bởi trục bơm cao áp.

Tình trạng áp suất bơm lớn hơn áp suất van an toàn

Áp suất (1) mở khi áp suất đầu ra của bơm (B), quá mức do hạn chế của bộ lọc hoặc bộ điều chỉnh áp suất nạp bị trục trặc. Khi đó, áp suất của nhiên liệu sẽ thắng lực do lò xo tác dụng (1) từ đó nối máy bơm với đầu vào bằng đường đi qua (2).

Khi động cơ dừng : Van một chiều (2) mở khi động cơ dừng, mạch nhiên liệu phải được nạp đầy bằng bơm mồi thủ công trên bộ lọc trước. Kích hoạt bơm mồi trên bộ lọc trước, van một chiều (2) mở ra, cho phép nhiên liệu chảy ra khỏi cửa xả (B).

e) Bộ điều chỉnh áp suất cao

Bộ điều chỉnh áp suất được đặt ở đầu vào của bơm cao áp để điều khiển lưu lượng đầu ra của bơm cao áp nhằm điều chỉnh áp suất của nhiên liệu được lưu trữ trong ống rail

g) Van giảm áp common rail

Van cơ học này là van xả hai giai đoạn được lắp đặt ở một đầu của ống rail. Nó bảo vệ các bộ phận của hệ thống khỏi sự cố của cảm biến áp suất ống rail hoặc bộ điều chỉnh áp suất bơm Bosch CP3 áp suất cao. Nếu áp suất nhiên liệu ống rail thông thường tăng lên 1750 bar (25400 psi), van giảm áp giai đoạn kép sẽ mở ra. Khi đã đạt đến áp suất mở, van giảm áp giai đoạn kép sẽ giới hạn áp suất nhiên liệu ống rail ở khoảng 800 bar (11600 psi). Van giảm áp giai đoạn kép sẽ tự động thiết lập lại khi động cơ tắt và áp suất ống rail giảm. 

1.4.6. Hệ thống điện và điện tử trên động cơ

1.4.6.1. Các cảm biến trên động cơ

a) Cảm biến tốc độ trục khuỷu

Đây là cảm biến cảm ứng nằm ở phía trước bên trái của động cơ. Cảm biến trục khuỷu gửi tín hiệu đến bộ điều khiển động cơ khi động cơ quay. Cảm biến trục khuỷu được nối với bộ điều khiển trên các chân 19C - 23C. Điện trở của cảm biến là 900 Ω.

b) Cảm biến tốc độ trục cam

Đây là cảm biến cảm ứng nằm ở phía sau bên trái của động cơ. Cảm biến trục cam gửi tín hiệu đến bộ điều khiển động cơ khi động cơ quay. Tín hiệu được bộ điều khiển điện tử sử dụng để điều khiển thời điểm phun. Mặc dù tương tự như cảm biến trục khuỷu nhưng hai thiết bị này không thể thay thế cho nhau do hình dạng bên ngoài khác nhau. Cảm biến thời gian được kết nối với bộ điều khiển trên các chân 9C – 10C. Điện trở của cảm biến là 900 Ω.

d) Cảm biến áp suất nhiệt độ dầu động cơ

Được lắp đặt trên giá đỡ bộ lọc dầu động cơ ở vị trí thẳng đứng. Cảm biến này đo nhiệt độ và áp suất dầu động cơ. Cảm biến được kết nối với bộ điều khiển trên các chân 24C - 32C - 27C - 28C. Cảm biến được cung cấp với 5 Volts. Tín hiệu áp suất được truyền đến bộ điều khiển EDC, từ đó gửi tín hiệu đến bảng điều khiển (đồng hồ đo + đèn cảnh báo áp suất thấp). Nhiệt độ dầu không được hiển thị trên bất kỳ đồng hồ đo nào - giá trị này chỉ được sử dụng bởi bộ điều khiển. Chân 24C – 28C nhiệt độ Chân 32C – 27C áp suất

f) Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát này là một cảm biến điện trở thay đổi có thể đọc nhiệt độ nước làm mát và gửi thông tin này đến bộ điều khiển. 15C Bộ điều khiển sử dụng tín hiệu tương tự để điều khiển đồng hồ đo trên bảng điều khiển, nếu có. Cảm biến này được kết nối với bộ điều khiển trên các chân 15C – 26C. 1 2 Điện trở của cảm biến nhiệt độ chất làm mát ở 20 °C (68⁰ F) là khoảng 2,50 kΩ.

1.4.6.2. Thông số điều khiển động cơ

Kiểm soát bộ phận làm nóng trước và làm nóng sau động cơ. Hệ thống sưởi trước sau được kích hoạt khi thậm chí chỉ một trong các cảm biến nhiệt độ nước, không khí hoặc nhiên liệu phát hiện nhiệt độ < = 5 °C / 41 °F.

Điều khiển vòng kín áp suất phun Dựa trên tải trọng động cơ, được xác định bằng cách xử lý dữ liệu được truyền bởi các cảm biến khác nhau, bộ điều khiển động cơ điều khiển bộ điều chỉnh nhiên liệu áp suất cao để duy trì áp suất phun ở các giá trị tối ưu liên tục.

Kiểm soát tốc độ không tải Bộ điều khiển xử lý các tín hiệu được truyền từ các cảm biến khác nhau và điều chỉnh lượng nhiên liệu được phun vào. Nó cũng điều khiển bộ điều chỉnh áp suất cao và điều chỉnh thời gian phun của kim phun điện. Trong giới hạn cụ thể, bộ điều khiển cũng giám sát điện áp pin.

Kết luận chương 1:

Phân tích kết cấu động cơ common rail đã làm rõ những ưu điểm nổi bật của hệ thống này so với các hệ thống nhiên liệu truyền thống. Động cơ common rail, với khả năng phun nhiên liệu áp suất cao và điều khiển chính xác thời gian và lượng phun, đã cải thiện đáng kể hiệu suất động cơ, giảm lượng khí thải và tăng tính kinh tế nhiên liệu.

Kết cấu hệ thống common rail bao gồm nhiều thành phần chính như bơm cao áp, đường ống phân phối nhiên liệu (rail), kim phun và các cảm biến điện tử, cho phép hệ thống điều chỉnh linh hoạt và đáp ứng nhanh chóng các thay đổi về tải và tốc độ động cơ. Điều này không chỉ nâng cao hiệu suất đốt cháy mà còn tối ưu hóa quá trình vận hành của động cơ.

Tóm lại, hệ thống động cơ common rail đại diện cho một bước tiến quan trọng trong công nghệ động cơ diesel, mang lại nhiều lợi ích về hiệu suất, kinh tế và môi trường. Sự phát triển và hoàn thiện của hệ thống này hứa hẹn sẽ tiếp tục mang lại những cải tiến đột phá trong lĩnh vực động cơ trong tương lai.

CHƯƠNG 2

TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC

2.1. 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.

+ 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.

+ Việc tính toán kiểm nghiệm động cơ sẵn có cho ta các thông số để kiểm tra tính kinh tế và hiệu qủa của động cơ khi môi trường sử dụng hoặc chủng loại nhiên liệu thay đổi. Đối với trường hợp này ta phải dựa vào kết cấu cụ thể của động cơ và môi trường sử dụng thực tế để chọn các số liệu ban đầu.

+ Việc tính toán chu trình công tác còn được áp dụng khi cường hoá động cơ và xây dựng đặc tính tốc độ bằng phương pháp phân tích lý thuyết nếu các chế độ tốc độ khác nhau được khảo sát.

2.2. Tính toán chu trình công tác

2.2.1. Chọn các số  liệu ban đầu.

1- Công suất có ích định mức: N_e = 137 [kW]

2- Số vòng quay trong một phút của trục khuỷu n = 2100 [vg/p].

4- Số xy lanh của động cơ i = 6

6- Tỷ số nén e = 17,5

7- 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 D-6 ở chế độ công suất định mức ta chọn [a]=1,4 – 1,90 ;  Ở đây ta chọn a =1,45

8- Nhiệt độ môi trường T₀:

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

9- Áp suất của môi trường p₀:

P₀ Phụ thuộc vào độ cao sử dụng. Thường chọn P₀=0,103 [MN/m²]

10- Hệ số nạp h_v và áp suất cuối quá trình nạp p_a.

Hệ số nạp phụ thuộc vào nhiều vào các yếu tố như : thành phần nhiên liệu, kết cấu hệ thống nạp khí, chế độ sử dụng. [h]= 0,75..0,82. Chọn h_v= 0,82

12- Nhiệt độ cuối quá trình thải T_r.

T_r phụ thuộc vào e, n, thành phần khí hỗn hợp a, góc phun sớm.

[T_r] =680..900[⁰k] ,ta chọn T_r = 900 [⁰k].

13- Độ sấy nóng khí nạp DT.

Giá trị DT phụ thuộc vào kết cấu thiết bị sấy nóng, kết cấu và cách bố trí của đường nạp và cách bố trí của đường thải, số vòng quay n, hệ số dư lượng không khí a.

[DT] =10..25⁰ K .  Ta chọn DT = 10⁰K.

14- 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.[ n₁] =1,32..1,36. Chọn n₁=1,35

17- Nhiệt trị thấp của nhiên liệu Q_T.

Q_T Là lượng nhiệt toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 đơn vị khối lượng hoặc thể tích nhiên liệu không kể đến nhiệt hoá hơi của nước chứa trong sản vật cháy.

[Q_T] =42,5.10⁶ [J/kgnl]. Ta chọn Q_T = 42,5.10⁶ [J/kgnl] .

18- 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. [n₂] = 1,14...1,22. Ta chọn n₂ =1,14.

19- Áp suất tăng áp P_k

Đối với động cơ diesel tăng áp thấp ta chọn áp suất tăng áp p_k = 0,136 [Mpa]

20- Hệ số nạp phụ D

Giá trị của hệ số nạp phụ nằm trong khoảng sau: D = 1,02 - 1,07 chọn D = 1,04

20- Hệ số quét buồng cháy h_r

Hệ số quét buồng cháy là tỉ số giữa lượng khí nạp được đưa và xi lanh động cơ trong một chu trình công tác và lượng khí nạp còn lại trong xy lanh sau khi quét buồng cháy. Giá trị h_r nằm trong khoảng sau: h_r = 1,05 ¸ 1,5 ta chọn h_r = 1,08

21- Chỉ số nén đoạn hiệt của không khí k = 1,4

2.2.2. Tính toán các quá trình công tác:

2.2.2.1. Tính toán  quá trình trao đổi khí.

a) Mục đích của việc tính toán quá trình trao đổi khí là xác định các thông số chủ yếu cuối quá trình nạp chính  (ở điểm a) như áp suất p_a và nhiệt độ T_a.

b) Thứ tự tính toán:

Đối với động cơ tăng áp thứ tự tính toán như sau:

+ Áp suất cuối quá trình nạp:

P_a = ( 0,88 - 0,96 ) P_k = 0,88 . 0,136 = 0,1197 [Mpa]                              (2.3)

Nhiệt độ cuối quá trình nạp:

Thay số ta được: T_a = 352,887

* 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 ta được: g_r= 0,0197

2.2.2.2. Tính toán cuối quá trình nén:

a) Mục đích của việc 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:

p_c = p_a  = 0,1197 . 17,5^1,35 = 5,7033 [Mpa]                                          (2.8)

*Nhiệt độ cuối quá trình nén:

T_c = T_a.  = 352,857 . 17,5^1,35-1 = 960,95 [⁰K].                                         (2.9)

2.2.2.3. Tính toán quá trình cháy

a) Mục đích tính toán quá trình cháy là xác định các thông số cuối quá trình cháy như áp suất p_z và nhiệt độ T_z.

b) Thứ tự tính toán:  chia làm hai giai đoạn như sau

* Tính toán tương quan nhiệt hoá

- Mục đích việc tính toán tương quan nhiệt hoá là xác định những đại lượng đặc trưng cho quá trình cháy về mặt nhiệt hoá để làm cơ sở cho việc tính toán nhiệt động.  Thứ tự tính toán như sau:

Có thể lấy gần đúng theo các giá trị sau: g_c = 0,86; g_H = 0,13; g₀ = 0,01.

=> Thay số ta được: M₀= 0,4945  (Kmol/kgnl)

- Lượng không khí thực tế nạp vào xy lanh động cơ ứng với 1 kg nhiên liệu M_t:

M_t = aM_o = 1,45 .0,495 = 0,7171 (Kmol/kgnl)

- Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết: B =1,0458

* Tính toán tương quan nhiệt động:

Thứ tự tính các thông số như sau:

- Nhiệt dung mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp công tác ở cuối quá trình nén m_cvc.

- Để xác định m_cvc ta có thể tra bảng, xác lập quan hệ giải tích giữa nhiệt dung riêng và nhiệt độ đối với các chất khí khác nhau trong hỗn hợp hoặc tính theo công thức gần đúng. Công thức tính toán gần đúng có dạng sau:

=> Thay số ta được: m_cvc =20,233 + 1,742 . 10^-3 . 960,95 = 21,897 (KJ/Kg.mol.do)

- Nhiệt dung mol đẳng áp trung bình tại điểm z: m_cpz = m_cvz + 8,314

- Chỉ số tăng áp l_p = 1,49 [λ_p = 1,2…2,4].

- Nhiệt độ cuối quá trình cháy T_z

Sau khi giải phương trình bậc 2 ta được 2 nghiệm là:

T_z1= -14505 (loại) ; T_z2= 2228,2876⁰K

Vậy nhiệt độ cuối quá trình cháy là T_z = 2228,2876⁰K

2.2.2.5. Kiểm tra kết quả tính toán.

Sau khi kết thúc việc tính toán các quá trình của chu trình công tác, ta có thể dùng công thức kinh nghiệm sau đây để kiểm tra kết quả việc chọn và tính các thông số.

Sau khi kết thúc việc tính toán các quá trình của chu trình công tác, ta có thể dùng công thức kinh nghiệm sau đây để kiểm tra kết quả việc chọn và tính các thông số.

Thay số được: T_r = 940,062 ⁰K 

Sai số trong quá trình chọn và tính toán là: DT_r = 4,45% < 10%

So sánh giữa giá trị đã chọn của T_r và kết quả thu được theo các biểu thức kiểm tra vừa nêu.Ta thấy quá trình tính toán trên là đảm bảo.

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

2.2.3.1. 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. Các thông số cần tính bao gồm:

a) Áp suất chỉ thị trung bình lý thuyết p_i':

+ Đối với động cơ diesel:

Thay số được: p'_i = 1,3903 [MPa]

b) Áp suất chỉ thị trung bình thực tế p_i , [MPa]:

+ Đối với động cơ 4 kỳ p_i = p'_i j_đ  [N/m²]

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 ... Giá trị của  j_đ đối với động cơ diesel bốn kỳ với buồng cháy thống nhất là: j_đ = 0,93¸0,96 ta chọn j_đ = 0,96

Thay số được: p_i = p'_i j_đ  = 1,3903 . 0,96 = 1,3347 [MPa]

2.2.3.2. 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.

+ Áp suất tổn hao cơ khí trung bình 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 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.

+ Áp suất có ích trung bình:

p_e =  1,3447 -  [0,09  + 0,012 . 9,24]  =  1,17 [MPa]

+ Hiệu suất có ích:

h_e = h_i h_cơ = 0,7191 . 0,8766 = 0,6303                                                     (2.32)

+ Mô men xoắn có ích của động cơ ở số vòng quay tính toán :

Thay số được: Me = 626,2045 [Nm]

2.2.3.3. Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác.

a) 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 một số quá trình làm việc thực tế trong động cơ.

+ Đồ thị công chỉ thị thực tế là đồ thị đã kể đến các yếu tố ảnh hưởng khác nhau như góc đánh lửa sớm hoặc góc phun sớm nhiên liệu, góc mở sớm và đóng muộn các xu páp cũng như sự thay đổi thể tích khi cháy.

b) Dựng đồ thị công chỉ thị lý thuyết

+ Ở đồ thị công chỉ thị lý thuyết, ta thấy là chu trình kín a-c-y-z-b-a [hình1]. Trong đó quá trình cháy nhiên liệu được thay bằng quá trình cấp nhiệt đẳng tích c-y và cấp nhiệt đẳng áp y-z, quá trình trao đổi khí được thay bằng quá trình rút nhiệt đẳng tích b-a.

Thứ tự tiến hành dựng đồ thị như sau:

+ Thống kê giá trị của các thông số đã tính ở các quá trình như áp suất khí thể ở các điểm đặc trưng p_a, p_c, p_z, p_b, chỉ số nén đa biến trung bình n₁, chỉ số dãn nở đa biến trung bình n₂, tỷ số nén e, thể tích công tác V_h, thể tích buồng cháy V_c và tỷ số dãn nở sớm r.

V_z = r.V_c = 1,6257 . 0,068 = 0,1104 [dm³ ]                                               (2.37)

+ Dựng hệ toạ độ p-V với gốc toạ độ 0 trên giấy kẻ ly [hình 1] và theo một tỷ lệ xích được chọn trước của thể tích và áp suất, ta xác định các điểm a [p_a, V_a], c [p_c, V_c], y [p_y, V_y], z [p_z, V_z] và b [p_b, V_a] trên hệ toạ độ đó.

+ 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 .

+ Nếu chọn trước các giá trị của e₁ [biến thiên trong giới hạn 1¸e] và e₂ [biên thiên trong giới hạn 1¸d], ta có thể xác định các cặp giá trị [p_n, V_n] và [p_d, V_d] tương ứng. Mỗi cặp giá trị ấy cho một điểm tương ứng trên đồ thị p – V. [Kết quả tính toán được thống kê trong bảng 2.1]. Đưa kết quả tính toán được lên đồ thị và nối các điểm của cùng quá trình bằng một đường liền nét, ta có đồ thị cần dựng.

c) Hiệu chỉnh đồ thị công chỉ thị lý thuyết hành thành đồ thị công chỉ thị thực tế,

+ Để được đồ thị công chỉ thị thực tế a' - c' - c" - z' - z" - b' - b" - b"’ - a' , ta gạch bỏ các diện tích  I, II, III, IV trong đồ thị lý thuyết,

+ Diện tích I xuất hiện do góc phun sớm nhiên liệu gây ra, Khi đó một phần nhiên liệu được cháy trước trên đường nén nên áp suất cuối quá trình nén thực tế  cao hơn áp suất cuối quá trình nén thuần tuý p_c,

+ Điểm c' nằm trên đường nén thuần tuý, Vị trí của nó được xác định bởi góc phun sớm nhiên liệu và được dựng theo vòng tròn Brích,

+ Dựng điểm b" ở giữa đoạn thẳng a-b, Từ a và r, kẻ các đường song song với trục hoành, Chọn điểm b"’ trên đường thải cưỡng bức sao cho đường cong không bị gấp khúc, Dựng điểm r" theo góc đóng muộn của xu páp thải nhờ vòng tròn Brích, Vẽ đường cong lượn đều từ r" lên r và đường cong lượn đều qua các điểm b', b", b"’ sao cho các đường cong ấy không bị gãy khúc. Các góc hiệu chỉnh cơ bản của đường đồ thị công p - V .

2.3. Xây dựng đặc tính ngoài của động cơ

2.3.1. 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.

+ Đặc tính ngoài được dựng bằng các phương pháp như thực nghiệm, công thức kinh nghiệm hoặc bằng việc phân tích lý thuyết, ở đây giới thiệu phương pháp dựng bằng các công thức kinh nghiệm của Khơ-lư-stốp Lây-đéc-man.

2.3.2. Thứ tự dựng các đường đặc tính,

a) Đối với động cơ diesel:

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_max rồi  tính các giá trị biến thiên tương ứng của N_e, M_e, G_nl, g_e

N_eđm = 137,7[KW]: công suất định mức thu được trong tính toán.

n_đn= 2100 [v/ph] : số vòng quay ứng với công suất định mức.

N_e, M_e, g_e: 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,n- giá trị của biến số được chọn trước [v/ph],

b) Kết quả tính toán được thống kê thành bảng.

Kết quả tính toán các đường đặc tính như bảng 2.2.

2.4. Tính toán động lực học

2.4.1. Dựng đồ thị lực khí thể, lực quán tính và tổng lực

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.

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

Góc công tác của động cơ: d_k = 120⁰.

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.

- Phản lực khí thể.

* Lực quán tính chuyển động tịnh tiến:

m = m_pt + m₁ = m_pt + 0,3m_tt = 2.762 + 0,3.3,548 = 3,8266 (kg)                 (2.44)

Lực P_j thay đổi trong suốt chu trình công tác của động cơ và được coi như có phương tác dụng trùng với phương của lực khí thể P_k.

Dấu (-) có ý nghĩa tượng trưng về sự ngược chiều giữa gia tốc và lực quán tính.

Vậy :

P_j  = - mRw² (cosa + l cos 2a).10^-6 (MN)                                       (2.45)

P_j  = - 3.8266.0,066.219,8²(cosa + 0,25.cos2a).10^-6 (MN)

Khi làm việc giá trị a luôn thay đổi từ (0..720⁰) tương ứng sẽ có các giá trị khác nhau của P_j .Kết quả tính toán được ghi trong bảng 4.1.

* Lực tác dụng lên chốt pít tông P_S:

Lực tác dụng lên chốt pít tông P_S là tổng lực khí thể và lực quán tính chuyển động tịnh tiến.

P_S = P_k + P_j (MN)

Bằng phương pháp đồ thị ta tính được P_k;

Bằng phương pháp giải tích ta tính được P_j;

Kết quả tính P_S được ghi ở bảng.

2.4.2. Dựng đồ thị véc tơ phụ tải cổ khuỷu

* Ý nghĩa:

Đồ thị véc tơ phụ tải là đồ thị biểu diễn tổng hợp các lực tác dụng lên bề mặt làm việc ở các vị trí khác nhau của trục khuỷu.

Các bề mặt làm việc quan trọng của trục khuỷu bao gồm: cổ trục, cổ khuỷu, bạc lót đầu to thanh truyền và bạc lót ổ trục. Đồ thị véc tơ phụ tải dùng để:

- Xác định phụ tải xem xét quy luật mài mòn của các bề mặt làm việc.

- Xác định đơn vị phụ tải lớn nhất, trung bình nhằm đánh giá mức độ va đập.

- Xác định vị trí chịu lực nhỏ nhất để khoan lỗ dầu bôi trơn.

+ Đây là dạng đồ thị đặc biệt, không hoàn toàn là dạng độc cực thuần túy. Bởi vậy, để có hình ảnh trực quan hơn, ta triển khai thành đồ thị trong hệ toạ độ Đề các:Q_ck-a.

+ Vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn.

Vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn tối ưu cho chế độ được tính toán và vẽ đtvtpt ở cổ khuỷu có thể xác định trên cơ sở đồ thị mài mòn tượng trưng hoặc có thể xác định trực tiếp trên đtvtpt cổ khuỷu. Cách tiến hành như sau:

- Từ tâm O₁ vẽ các vòng tròn đồng tâm tượng trưng cho bề mặt cổ khuỷu rỗng.

- Vẽ tượng trưng má khuỷu về phía chiều dương trục OZ.

- Xác định điểm B nào đó nằm trên đoạn đồ thị đi qua phía bên trái điểm O₁ sao cho khoảng cách BO­_{1 ­}là nhỏ nhất. Nối BO₁ và kéo dào tới khi cắt vòng tròn tượng trưng cho bề mặt cổ khuỷu, đó chính là vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn hợp lý nhất cho chế độ ta đang tính toán.

Các giá trị lực như bảng 2.3.

2.4.3. Đồ thị mài mòn cổ khuỷu

- Trên đtvtpt cổ khuỷu, vẽ vòng tròn tượng trưng cho bề mặt và chia thành 2n phần bằng nhau, ví dụ chia thành 24 phần và đánh số như trên hình sau:

- 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' ,  , ghi trị số lực và phạm vi tác dụng lên bảng sau với giả thiết là lực SQ' tác dụng đều lên tất cả các điểm trong phạm vi 120⁰, tức là về mỗi phía của điểm chia là 60⁰.

- Xác định tổng lực tương đương SQ_i của tất cả các hợp lực SQ' tác dụng lên điểm thứ i và ghi vào các ô hàng dưới cùng bảng 4,2.

- Trên đồ thị, vẽ vòng tròn tượng trưng và má khuỷu như trên hình 4,3 và cũng chia thành 2n phần bằng nhau tương ứng (ví dụ như trên hình là 24 phần bằng nhau) đánh số từ 0 tới 2n-1, Chọn một tỷ lệ xích lực thích hợp, đặt các đoạn thẳng tương ứng với SQ_i từ vòng tròn theo hướng kính vào phía tâm,

2.4.4. Đồ thị tổng lực tiếp tuyến và mô men tổng

Động cơ 6 xy lanh thẳng hàng,

Thứ tự làm việc của các xy lanh là: 1-5-3-6-2-4,

- Vì đồ thị tổng lực tiếp tuyến biến thiên theo chu kì 120⁰ nên ta chỉ tính toán để vẽ cho một chu kì,

- Các lực thành phần T₁, T₂, ,,,, T₆ coi như cùng quy luật biến thiên và trị số được lấy từ bảng lực T đã lập trước (bảng 4,1),

Dựa vào bảng biến thiên các lực tiếp tuyến (bảng 4,3) ta tính được: T_STB = 0,0099 (MN),

Mô men xoắn có ích M_etb

M_etb = T_STB.R.η_cơ.10⁶ = 0,0099.0,066.0,8649.10⁶ = 572,7515  (Nm).       (2.53)

Bảng biến thiên của lực tiếp tuyến như bàng 2.4.

Kết luận chương 2:

Mục đích chính của chương tính toán chu trình công tác là để xác định và tối ưu hóa các thông số hoạt động của động cơ nhằm đạt hiệu suất cao nhất và tiêu hao nhiên liệu thấp nhất. Thông qua việc phân tích chu trình công tác, chúng ta có thể đánh giá được hiệu quả của quá trình đốt cháy, khả năng phát công suất, và mức độ khí thải của động cơ. Ý nghĩa của việc tính toán chu trình công tác nằm ở chỗ nó cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc thiết kế, điều chỉnh và cải tiến động cơ.

Tóm lại, chương tính toán chu trình công tác không chỉ có vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hoạt động của động cơ hiện tại mà còn mở ra cơ hội cho các cải tiến và phát triển trong tương lai. Qua đó, nó đóng góp vào việc nâng cao chất lượng sản phẩm, bảo vệ môi trường và tối ưu hóa chi phí vận hành, góp phần thúc đẩy sự tiến bộ của ngành công nghiệp ô tô và động cơ.

CHƯƠNG 3

BẢO DƯỠNG, HƯỚNG DẪN KHAI THÁC SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ COMMON RAIL NEF 667 TA EEG

3.1. Bảo dưỡng động cơ common rail NEF 667 TA EEG

Bảo dưỡng là hàng loạt các công việc nhất định, bắt buộc phải thực hiện với máy móc sau một thời gian làm việc, một nhiệm vụ hay quãng đường quy định.

* Mục đích:

- Chủ yếu là kiểm tra, phát hiện những hư hỏng đột xuất, ngăn ngừa chúng để đảm bảo cho cụm máy, xe vận hành an toàn.

- Chăm sóc các hệ thống, các cơ cấu để đảm bảo chúng làm việc an toàn và không bị hư hỏng.

- Giữ gìn hình thức bên ngoài.

3.1.1. Bảo dưỡng thường xuyên

3.1.1.1. Kiểm tra trước khi xuất phát

- Kiểm tra tình trạng bên ngoài động cơ

- Kiểm tra nước làm mát, nhiên liệu, dầu máy, bầu lọc khí, dây cu roa;

- Kiểm tra các dây dẫn điện, máy phát điện, máy khởi động, bình ắc quy (đổ thêm nước nếu cần);

3.1.1.3. Kiểm tra và bảo dưỡng sau khi kết thúc hành trình

- Vệ sinh bên ngoài máy

- Kiểm tra mức nhiên liệu, dầu máy, nước làm mát (bổ sung nếu thiếu);

- Kiểm tra cánh quạt gió, dây cu roa;

3.1.2. Bảo dưỡng định kì

Bảo dưỡng định kỳ do thợ sửa chữa trong trạm bảo dưỡng chịu trách nhiệm và thực hiện sau một chu kỳ hoạt động của ô tô được xác định bằng giờ máy hoạt động hoặc thời gian khai khác. Công việc kiểm tra thông thường dùng thiết bị chuyên dùng.

Phải kết hợp với việc sửa chữa nhỏ và thay thế một số chi tiết phụ như xecmang, rà lại xupap, điều chỉnh khe hở nhiệt, thay bạc lót, má phanh, má ly hợp...

3.1.2.1 Bảo dưỡng máy xúc

Bảo dưỡng máy xúc thể hiện như bảng dưới.

Vì phải làm việc dưới thời tiết khắc nghiệt ngoài trời, nên tần suất máy xúc cần được bảo dưỡng xe nhiều hơn so với các máy móc công trường khác. Ngoài các công việc cần được thực hiện như bảng trên, mỗi lần bảo dưỡng máy xúc bạn kiểm tra và bảo dưỡng các nội dung sau:

Kiểm tra và thay thế lọc không khí, lọc nhiên liệu: đảm bảo động cơ không bị cặn bẩn và hạn chế tiêu tốn nhiên liệu. Lọc không khí có thể tháo ra và làm sạch rồi tái sử dụng nếu chưa bị rách màng.

3.1.2.3 Bảo dưỡng động cơ sau 2000 giờ làm việc

Bảo dưỡng động cơ sau 2000 giờ làm việc thể hiện như bảng dưới.

3.2. Chẩn đoán động cơ common rail NEF 667 TA EEG

Chẩn đoán động cơ là công tác kỹ thuật nhằm xác định trạng thái kỹ thuật của cụm máy để phát hiện và dự báo kịp thời các hư hỏng phát sinh mà không cần phải tháo máy.

Đối với động cơ common rail NEF 667 TA EEG, chúng ta có thể chẩn đoán bằng các cách sau đây:

3.2.1. Chẩn đoán trên bo mạch

Hệ thống chẩn đoán trên bo mạch. Nó sẽ sáng đèn báo trục trặc (MI) để cảnh báo người điều khiển về sự cố gây suy giảm khí thải

a) Chú ý

- Ngắt kết nối cáp âm của ắc quy trước khi sửa chữa hoặc kiểm tra. Việc mở  ngắn mạch của các công tắc, cảm biến, van điện từ, v.v. liên quan sẽ khiến MI sáng lên.

- Kết nối và khóa các đầu nối một cách an toàn sau khi làm việc. Một đầu nối lỏng (không khóa) sẽ khiến MI sáng lên do hở mạch. (Đảm bảo đầu nối không dính nước, dầu mỡ, bụi bẩn, các đầu nối bị cong, v.v.)

b) Biện pháp phòng ngừa

- Không tìm cách ngắt kết nối cáp ắc quy khi động cơ đang hoạt động.

- Xử lý cẩn thận cảm biến lưu lượng khí khối để tránh hư hỏng.

- Không tháo rời cảm biến lưu lượng khí khối lượng lớn.

- Không làm sạch cảm biến lưu lượng khí khối bằng bất kỳ loại chất tẩy rửa nào.

- Ngay cả một sự rò rỉ nhỏ trong hệ thống hút gió cũng có thể gây ra nghiêm trọng sự cố.

3.2.2. Chẩn đoán trên bảng điều khiển

Đầu tiên cần chuẩn bị đầy đủ các thiết bị cần thiết. Cắm giắc cắm kết nối máy đọc lỗi với đầu nối trên xe. Sau đó bật máy đọc lỗi và nhập các thông tin liên quan đến xe như: dòng xe, nguồn gốc của xe (châu Mỹ, châu Âu, châu Á…), thời gian ra đời của xe, .... Máy có chức năng quét toàn bộ lỗi của xe hoặc chức năng bảo trì. Việc chẩn đoán trên diễn ra nhanh, đạt hiệu quả cao.

Dưới đây là bảng mã lỗi cơ bản, thường gặp trong quá trình khai thác, sử dụng động cơ common rail NEF 667 TA EEG.

3.3. Kiểm tra, sửa chữa động cơ common rail NEF 667 TA EEG.

3.3.1. Kiểm tra, sửa chữa xupap

Trước khi kiểm tra xupap cần tháo rời nắp giàn cò, trục cam, nắp máy và các chi tiết liên quan ra để tiến hành lấy xupap ra ngoài mới có thể tiến hành kiểm tra.

3.3.1.1. Tháo rời

- Bước 1: Nới lỏng các đai ốc điều chỉnh xupap (1) và tháo các bộ điều chỉnh.

- Bước 2: Tháo bu lông (2)

- Bước 3: tháo cụm cò mổ (3)

- Bước 5: Kiếm tra tất cả bộ phận xem có bị mòn và hư hỏng gì không.

3.3.1.2. Kiểm tra, Sửa chữa

a) Đo đường kính đế và độ dày đế của mỗi xupap.

Thông số tiêu chuẩn của xupap nạp và xả được thể hiện trong hình.

Nếu kích thước của xupap nhỏ hơn tiêu chuẩn thì phải tiến hành thay xupap.

d)  Đo đường kính trong của mỗi ống dẫn hướng theo phương X và Y tại ba điểm (A, B, và C) như được chỉ ra trong hình.

Đường kính trong tiêu chuẩn: 6,994 – 7,039 mm

Nếu kích thước của ống dẫn hướng đo được không đúng thông số tiêu chuẩn thì phải tiến hành thay ống dẫn hướng.

f) Đo chiều cao nhô ra (kích thước A) của mỗi ống dẫn hướng không có lò xo xupap bên dưới.

Đường kính tiêu chuẩn: 12,2 - 12,8 mm

Nếu kích thước đo được không đúng thông số tiêu chuẩn thì phải tiến hành thay ống dẫn hướng.

3.3.2. Kiểm tra, sửa chữa pít tông

3.3.2.1. Kiểm tra pít tông

a) Kiểm tra vết xước, rạn nứt

Khi pitston bị vết xước, rạn nứt có thể kiểm tra bằng mắt thường hoặc dùng kính phóng đại để soi. Ngoài ra có thể dùng thanh kim loại gõ nhẹ xung quanh piston nếu có tiếng rè chứng tỏ piston bị nứt.

3.3.2.2. Sửa chữa pít tông

Tuỳ theo mức độ và các hư hỏng khác nhau mà chọn các phương pháp sửa chữa khác nhau, phần lớn thường dùng piston mới hoặc tăng kích thước của piston, khi cần thiết thì phải tiến hành sửa chữa bằng các phương pháp sau:

a) Phục hồi pít tông

Nếu piston chỉ có vết xước nhỏ nằm trong phạm vi cho phép, và các kích thước khác bình thường thì có thể dùng giấy nhám mịn thấm dầu đánh bóng lại để tiếp tục sử dụng.

b) Thay pít tông

Trường hợp xilanh phải mài doa hoặc piston trong xilanh quá lỏng, piston bị nứt vỡ hoặc hư hỏng nặng, rãnh xéc măng bị mòn quá mức, lỗ chốt piston bị mòn quá kích thước sửa chữa lớn nhất thì phải thay piston.

Khi thay pit tông cần căn cứ vào đường kính xi lanh để chọn pit tông. Kích thước tăng lớn của pit tông có 6 mức là 0,25;  0,50,  0,75;  1,00;  1,25; và 1,50mm. Các kích thước tăng lớn đều có ghi rõ trên đỉnh pit tông

Kết luận chương 3:

Chương hướng dẫn khai thác và bảo dưỡng sửa chữa động cơ common rail đã cung cấp những thông tin quan trọng và chi tiết về cách thức sử dụng và duy trì hiệu quả hệ thống động cơ này. Mục tiêu chính của chương là đảm bảo động cơ hoạt động ổn định, bền bỉ, và đạt hiệu suất cao nhất trong suốt vòng đời của nó. Việc khai thác đúng cách giúp giảm hao mòn và ngăn ngừa sự cố, từ đó kéo dài tuổi thọ của động cơ. Ngoài ra chương còn nhấn mạnh tầm quan trọng của bảo dưỡng động cơ.

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 : Th.S ………………., các thầy giáo trong Khoa Ô tô và các đồng chí trong lớp, đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu khai thác động cơ common rail NEF 667 TA EEG đã được hoàn thành đúng thời gian và đảm bảo chất lượng.

Qua quá trình làm đồ án, tôi đã:

1. Bổ sung được những kiến thức chuyên ngành về đặc điểm kết cấu động cơ

2. Tiếp cận một phần với công nghệ hiện đại, tiên tiến

3. Nắm được quy trình bảo dưỡng, chẩn đoán và sữa chữa động cơ nói chung và trên dòng máy xúc nói riêng.

Do điều kiện thời gian, điều kiện thực tế và trình độ bản thân còn nhiều thiếu sót nên đồ án không tránh khỏi những sai sót, nhưng chắc chắn rằng nội dung đề tài cũng có những giá trị nhất định làm cơ sở cho việc học tập,  nghiên cứu và ứng dụng vào thực tế thực hiện nhiệm vụ sau này.

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong Khoa Ô tô, đặc biệt là thầy giáo : Th.S ………………. đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện đồ án.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Đại tá, Thạc sĩ Trần Quốc Toản, Giáo trình kết cấu động cơ đốt trong tập I, II, Trường Sĩ quan Kỹ thuật quân sự, 2010;

[2]. TS Vy Hữu Thành – Th.S Vũ Anh Tuấn, “ Hướng dẫn đồ án môn học Động cơ đốt trong”, Học viện KTQS 2003;

[3]. Vũ Anh Tuấn, Hướng dẫn đồ án môn học Động cơ đốt trong, HV KTQS, 2003.

[4]. Engine revice manual NEF 667 TA.

[5]. NEF-667TA-tier-3-electronic-engines.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"