MỤC LỤC
MỤC LỤC............................................................................................................................................0
MỞ ĐẦU..............................................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH KẾT CẤU ĐỘNG CƠ KAMAZ 740.55-300...............................................2
1.1. Giới thiệu chung...........................................................................................................................2
1.1.1 Giới thiệu chung về xe KAMAZ-43119 sử dụng động cơ KAMAZ-740.55-300 .........................2
1.1.2. Giới thiệu chung về động cơ KAMAZ 740.55-300.....................................................................8
1.2. Các cơ cấu chính của động cơ KAMAZ 740.55-300...................................................................10
1.2.1. Cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền.............................................................................................10
1.2.2 Cơ cấu phối khí.........................................................................................................................17
1.2.3. Cơ cấu dẫn động trục cam.......................................................................................................18
1.3. Các hệ thống của động cơ KAMAZ 740.55-300..........................................................................18
1.3.1. Hệ thống bôi trơn......................................................................................................................18
1.3.2. Hệ thống làm mát.....................................................................................................................23
1.3.3. Hệ thống cung cấp nhiên liệu...................................................................................................30
1.3.4 Hệ thống khởi động...................................................................................................................45
CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM ĐỘNG CƠ KAMAZ 740.55-300 ....................................48
2.1. Tính toán lựa chọn các thông số ban đầu...................................................................................48
2.1.1. Thông số động cơ KAMAZ 740.55-300...................................................................................48
2.1.2. Các thông số lựa chọn tính toán..............................................................................................49
2.2. Tính toán chu trình công tác, xây dựng đặc tính ngoài của động cơ..........................................51
2.2.1. Quá trình nạp...........................................................................................................................51
2.2.2. Quá trình nén...........................................................................................................................52
2.2.3. Quá trình cháy..........................................................................................................................53
2.2.4.Quá trình giãn nở......................................................................................................................55
2.2.5. Tính toán các thông số đặc trưng chu trình công tác..............................................................56
2.3.4. Gia tốc piston...........................................................................................................................60
2.4. Khảo sát động lực học................................................................................................................61
CHƯƠNG 3. KHAI THÁC ĐỘNG CƠ KAMAZ 740.55-300 TRÊN XE KAMAZ - 43119..................69
3.1. Vai trò của khai thác động cơ.....................................................................................................70
3.2. Cách sử dụng và vận hành động cơ..........................................................................................70
3.2.1. Chuẩn bị trước khi khởi động..................................................................................................70
3.2.2. Khởi động................................................................................................................................71
3.2.3. Những lưu ý khi sử dụng động cơ diesel có turbo tăng áp.....................................................71
3.3. Các chế độ bảo dưỡng..............................................................................................................72
3.3.1.Công tác bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu.................................................................................72
3.3.2. Công tác bảo dưỡng hệ thống làm mát..................................................................................72
3.3.3. Công tác bảo dưỡng hệ thông bôi trơn..................................................................................73
3.4. Các hư hỏng thường gặp của động cơ.....................................................................................73
3.4.1. Những hư hỏng thường gặp và sửa chữa của hệ thống làm mát .........................................73
3.4.2. Những hư hỏng thường gặp và sửa chữa của hệ thống bôi trơn..........................................75
3.4.3. Những hư hỏng thường gặp và sửa chữa của xi lanh...........................................................76
3.4.4. Những hư hỏng chính và sửa chữa của trục khuỷu...............................................................77
3.4.5. Hư hỏng đặc trưng và sửa chữa của trục cam......................................................................79
3.4.6. Những hư hỏng chính và sửa chữa của thanh truyền............................................................81
3.4.7.Các hư hỏng thông thường khác.............................................................................................82
KẾT LUẬN.......................................................................................................................................90
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................................91
MỞ ĐẦU
Ngành ô tô giữ một ví trí quan trọng trong hoạt động và phát triển của xã hội. Ô tô được sử dụng phổ biến để phục vụ nền kinh tế quốc dân và trong lĩnh vực quốc phòng.
Nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ mới đã được áp dụng nhanh chóng vào công nghệ chế tạo ô tô. Các tiến bộ bộ khoa học đã được áp dụng nhằm mục đích làm giảm cường độ lao động cho người lái, đảm bảo an toàn cho xe, người, hàng hoá và tăng vận tốc cũng như tăng tính kinh tế nhiên liệu của xe.
Để khai thác sao cho có lợi nhất về mặt kinh tế, phải đảm bảo tình trạng của xe tốt, có độ tin cậy cao, sử dụng đúng kỹ thuật, yêu cầu đặt ra với người sử dụng là phải hiểu biết kết cấu, tính năng kỹ thuật, đặc điểm sử dụng xe trong các điều kiện khác nhau nhằm khai thác tốt khả năng vốn có của các xe hiện nay.
Trong quá trình học tập tôi đã được giao đồ án tốt nghiệp: “Nghiên cứu, khai thác động cơ KAMAZ-740.55-300”. Nội dung đồ án gồm:
+ Lời nói đầu.
+ Chương 1. Phân tích kết cấu động cơ KAMAZ 740.55-300.
+ Chương 2. Tính toán kiểm nghiệm động cơ.
+ Chương 3. Khai thác động cơ KAMAZ 740.55-300 trên xe KAMAZ - 43119.
+ Kết luận.
Do điều kiện thời gian có hạn, trình độ phân tích đánh giá và kinh nghiệm thực tế của bản thân còn hạn chế, nên các nội dung trong đồ án chỉ là bước đánh giá kiểm nghiệm các thông số kỹ thuật của động cơ, là cơ sở để xem xét và thực tế khai thác sử dụng động cơ ở Việt Nam. Trong thời gian làm đồ án, tôi được sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy: Tiến sĩ………………..và các thầy trong Bộ môn Động cơ - Điện và Khoa Ô tô. Tôi rất mong được sự chỉ bảo của các thầy để đồ án được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH KẾT CẤU ĐỘNG CƠ KAMAZ 740.55-300
1.1. Giới thiệu chung
1.1.1 Giới thiệu chung về xe KAMAZ-43119 sử dụng động cơ KAMAZ-740.55-300
Họ xe vận tải quân sự KAMAZ(Камский Автомобильный Завод) là họ xe có độ bền, tính năng việt dã, độ tin cậy cao, đơn giản trong bảo dưỡng, cấp độ tiêu chuẩn hóa, lắp lẫn đối với nhiều mẫu xe KAMAZ khác nhau. Hiện tại, hãng KAMAZ là nhà cung cấp xe quân sự hàng đầu cho Bộ quốc phòng Nga, nhà cung cấp chính thức cho Liên Hiệp quốc và nhiều quốc gia trên thế giới.
Ở Việt Nam đã sử dụng một số dòng xe tải KAMAZ trong chiến tranh chống Mỹ và hiện nay có một số xe tải dân sự đang được sử dụng rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân. Nhờ vào nhiều tính năng ưu việt của dòng xe nên ngày càng phổ biến tại Việt Nam. Trong lĩnh vực Quân sự chúng ta đã nhập nhiều loại xe KAMAZ, trong đó phải kể đến các loại xe chở tên lửa, ra đa, xe công trình xa trong tổ hợp tên lửa S300, tổ hợp tên lửa phòng thủ bờ biển, …
* Các thông số và kích thước cơ bản của xe KAMAZ- 43119:
Các thông số tính năng kỹ thuật cơ bản của xe KAMAZ-43119 được thể hiện như trong Bảng 1.1. Hình dáng, kích thước cơ bản xe sát xi KAMAZ-43119 được thể hiện như trên Hình 1.2
a. Động cơ
Động cơ Diesel kiểu KAMAZ 740.55-300 lắp trên xe KAMAZ-43119 là động cơ diesel 4 kỳ 8 xi lanh, bố trí hình chữ V, góc nhị diện α = 90o, tỷ số nén ε = 16, công suất lớn nhất 300 mã lực ở tốc độ quay trục khuỷu 2200 vg/ph. Mô men xoắn lớn nhất 1158 N.m (118 kG.m) ở tốc độ quay 1400 vg/ph. Thứ tự làm việc của các xi lanh động cơ là 1-5-4-2-6-3-7-8.
b. Hệ thống truyền lực
Kiểu cơ khí, có cấp, bố trí theo sơ đồ thông qua gồm ly hợp, bộ chia có hộp số phụ, hộp số chính, truyền động các đăng và cầu chủ động.
Ly hợp kiểu ma sát khô, 2 đĩa thường đóng. Đĩa bị động có giảm chấn xoắn, lò xo ép bố trí xung quanh, dẫn động mở ly hợp bằng thủy lực (thủy tĩnh) có trợ lực khí nén.
Hộp số chính kiểu cơ khí, 3 trục dọc, 5 cấp số truyền, đồng tốc quán tính hoàn toàn. Dẫn động bằng cơ khí.
d. Hệ thống phanh
Hệ thống phanh nhiều dòng độc lập gồm phanh chính, phanh tay. Phanh chính có cơ cấu phanh kiểu tang trống, 2 guốc phanh, dẫn động phanh khí nén, 2 dòng độc lập (cầu trước + cầu giữa và cầu sau). Phanh tay có cơ cấu guốc phanh và dẫn động khí nén.
e. Hệ thống treo
Hệ thống treo trên xe KAMAZ-43119 bao gồm:
- Hệ thống treo phụ thuộc ở cầu trước:
+ Phần tử đàn hồi là nhíp lá loại nhíp dọc nửa e líp.
+ Phần tử giảm chấn là giảm chấn ống tác động hai chiều không đối xứng có van giảm tải.
1.1.2. Giới thiệu chung về động cơ KAMAZ 740.55-300
Động cơ KAMAZ 740.55-300 được lắp đặt trên xe KAMAZ-43119 là loại động cơ diesel 4 kỳ 8 xi lanh được đặt kiểu hình chữ V làm việc theo thứ tự công tác 1-5-4-2-6-3-7-8. Động cơ có công suất định mức 206 kW (280 HP) tại tốc độ quay của trục khuỷu là 2200 vg/ph. Cơ cấu phối khí kiểu xu páp treo, 2 xu páp trên mỗi xi lanh được dẫn động từ trục cam thông qua các chi tiết trung gian: con đội, đũa đẩy, cò mổ.
1.2. Các cơ cấu chính của động cơ KAMAZ 740.55-300
1.2.1. Cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền
a. Các chi tiết cố định
Động cơ KAMAZ 740.55-300 có thân máy dạng thân xi lanh - hộp trục khuỷu với góc nhị diện là 900. Các cơ cấu của động cơ đều được lắp trên thân máy và nắp máy.
* Thân máy: có kết cấu theo kiểu thân xi lanh - hộp trục khuỷu, tạo nên sự cứng vững. Phía dưới thân máy có các rãnh để dẫn dầu đến các bạc của trục khuỷu, trục cam và các chi tiết dẫn động, cơ cấu phối khí, đến bầu lọc dầu, bầu lọc ly tâm và máy nén khí. Các nắp ổ trục chính được lắp với ổ trục chính trên thân máy bằng các bu lông.
* Nắp máy: Cùng với các chi tiết khác hình thành không gian buồng cháy. Điều kiện làm việc của nắp máy rất khắc nghiệt: chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn, ăn mòn hoá học và chịu ứng suất nén của các bulông.
* Xi lanh: là một trong những chi tiết quan trọng nhất của động cơ có nhiệm vụ hình thành không gian buồng cháy và dẫn hướng cho pít tông. Xi lanh cùng với pít tông và nắp máy hình thành nên không gian buồng cháy. Thành xi lanh có nhiệm vụ dẫn hướng cho pít tông chuyển động tịnh tiến trong quá trình làm việc. Bề mặt bên trong của xi lanh (gương xi lanh) được gia công với độ chính xác và độ bóng cao.
* Nhóm pít tông: gồm pít tông, xéc măng, chốt pít tông và khóa hãm. Trong quá trình làm việc, nhóm pít tông có nhiệm vụ:
- Cùng với các chi tiết khác hình thành nên không gian buồng cháy.
- Bảo đảm bao kín buồng cháy, giữ không cho khí cháy trong buồng cháy lọt xuống cácte và ngăn không cho dầu nhờn từ cácte sục lên buồng cháy.
* Nhóm thanh truyền:
Thanh truyền được chế tạo bằng thép hợp kim. Thân thanh truyền có tiết diện hình chữ I và tăng dần về phía đầu to. Đầu nhỏ thanh truyền làm liền với thân thanh truyền, trên đầu nhỏ có khoan hai lỗ để hứng dầu bôi trơn cho bạc lót đầu nhỏ và chốt pít tông. Đầu to thanh truyền được chế tạo thành hai nửa, bề mặt phân chia vuông góc với đường tâm của thanh truyền, hai nửa được bắt chặt với nhau nhờ hai bu lông thanh truyền.
1.2.2 Cơ cấu phối khí
Cơ cấu phối khí động cơ KAMAZ 740.55-300 như hình 1.10.
1.2.3. Cơ cấu dẫn động trục cam
Do trục cam của cơ cấu phối khí được đặt trên thân xi lanh nên cơ cấu dẫn động tương đối đơn giản. Trục cam được dẫn động từ trục khuỷu thông qua các cặp bánh răng trụ răng nghiêng. Ngoài ra, các bánh răng này còn dẫn động bơm cao áp, máy nén khí và bơm trợ lực lái.
1.3. Các hệ thống của động cơ KAMAZ 740.55-300
1.3.1. Hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn trên động cơ KAMAZ 740.55-300 là hệ thống bôi trơn kiểu kết hợp giữa cưỡng bức các te ướt và vung té. Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ chính là chứa, lọc sạch và cung cấp dầu bôi trơn đến các bề mặt có chuyển động tương đối trong quá trình làm việc nhằm giảm ma sát, mài mòn, từ đó giúp nâng cao hiệu suất của động cơ và tuổi thọ của chi tiết.
Trên động cơ KAMAZ 740.55-300 sử dụng hai bầu lọc thô làm việc song song với nhau. Khi các bầu lọc thô bị tắc bẩn thì van 14 mở ra đưa tắt dầu đến đường dầu chính 18. Van 14 mở ở 700 ÷ 800 kPa và khi van 14 mở thì đèn 13 sáng báo cho lái xe biết bầu lọc thô bị bẩn tắc để có biện pháp khắc phục. Van 3 là van điều khiển tự động quạt gió, làm việc theo tín hiệu nhiệt độ của động cơ.
* Bơm dầu:
Bơm dầu là bơm kiểu bơm bánh răng có hai cặp bánh răng ăn khớp lắp trong hai khoang bơm để thực hiện hai nhiệm vụ khác nhau. Cặp bánh răng 7-33 để bơm dầu đi bôi trơn động cơ. Cặp bánh răng 12-30 để bơm dầu qua bầu lọc ly tâm và tới két làm mát dầu. Bơm dầu được lắp cố định với mặt bích dưới của thân máy. Dầu được hút vào bơm qua đầu gom dầu đặt trong các te. Vỏ bơm được chia làm hai nửa tạo thành hai ngăn bơm và hai nửa bắt chặt với nhau thông qua đệm làm kín bằng các bu lông. Trên vỏ có các đường dầu vào, ra, các vị trí lắp các van ổn định áp suất và van ổn định lưu lượng.
* Bầu lọc thô kiểu thấm:
Hai bầu lọc thô kiểu thấm của hệ thống bôi trơn được lắp trên cùng một giá bắt chặt vào thân động cơ và làm việc song song với nhau. Trên giá bố trí đường vào (II) và đường ra (I) của dầu bôi trơn, van an toàn (IV), đồng thời bố trí công tắc tự động báo hiệu độ tắc bẩn của bầu lọc. Trên giá còn lắp cảm biến để báo áp suất dầu của hệ thống bôi trơn.
* Két làm mát dầu
Két làm mát dầu được chế tạo dạng ống-tấm, hai hàng, làm mát bằng không khí, được đặt phía trước két nước làm mát của hệ thống làm mát động cơ.
Đường dầu vào két nối với đường ra ở bầu lọc ly tâm qua van phân phối. Chỉ sử dụng két làm mát dầu khi nhiệt độ môi trường cao hơn 60oC và khi xe phải hoạt động thường xuyên trên đường xấu, địa hình phức tạp.
1.3.2. Hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát trên động cơ KAMAZ 740.55-300 là hệ thống làm mát cưỡng bức bằng nước tuần hoàn 1 vòng kín.
Nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát:
Khi động cơ làm việc, nước tuần hoàn cưỡng bức trong hệ thống nhờ bơm ly tâm. Từ đường ra của bơm, nước được đẩy vào 2 đường ống trên thân động cơ đến áo nước và lên làm mát nắp máy của 2 dãy xi lanh.
* Bơm nước:
Bơm nước kiểu ly tâm đặt trước thân máy bên phải của động cơ (nhìn từ phía quạt gió).
* Két làm mát:
Két làm mát nước có cấu tạo theo kiểu dải-ống, ba hàng ống của két nước có tiết diện hình ô van, đặt ở phía trước của động cơ. Các ống được hàn với các cánh tản nhiệt. Các ống của két nước được nối với 2 khoang nước: Một khoang ở phía trên và một khoang ở phía dưới. Khung của két làm mát nước và các thanh chống được bố trí ở hai bên thành két.
* Khớp nối thuỷ lực:
- Phần chủ động của khớp thuỷ lực:
Phần chủ động được dẫn động quay cùng với trục khuỷu động cơ nhờ trục chủ động 7 ăn khớp then hoa với moay ơ 6 của phần chủ động. Bánh chủ động 10 bắt chặt với phần chủ động bằng các bu lông. Đầu ngoài của moay ơ chủ động 12 bắt chặt với pu ly dẫn động.
- Phần bị động của khớp thuỷ lực:
Gồm trục bị động 16, bánh bị động 9 và các chi tiết liên kết chúng. Bánh 9 bắt chặt vào vai trục 16 bằng các bu lông. Trục bị động quay trơn trên moay ơ chủ động qua hai ổ bi cầu 4 và 13. Giữa trục bị động và pu ly dẫn động được làm kín nhờ đệm 17.
1.3.3. Hệ thống cung cấp nhiên liệu
a. Nhiệm vụ của hệ thống
Dự trữ nhiên liệu nhằm bảo đảm cho động cơ làm việc liên tục trong một khoảng thời gian hoặc dự trữ hành trình nhất định.
Lọc sạch và cung cấp nhiên liệu cho từng xi lanh theo đúng thứ tự, số lượng và chất lượng theo các chế độ làm việc của động cơ:
- Lượng nhiên liệu cung cấp cho mỗi chu trình phải phù hợp với chế độ làm việc của động cơ.
- Phun nhiên liệu vào đúng thời điểm, đúng qui luật mong muốn.
b. Yêu cầu
Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel phải bảo đảm các yêu cầu sau:
Hoạt động lâu bền, có độ tin cậy cao.
Dễ dàng và thuận tiện trong sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa.
Dễ chế tạo, giá thành hạ.
Nhiên liệu phải sạch, không chứa tạp chất và nước.
* Vòi phun:
Vòi phun là loại vòi phun kín với 4 lỗ phun có đường kính 0,3 0,308 mm. Vòi phun được bắt chặt trên nắp xi lanh nhờ bu lông và khóa hãm.
* Bơm cao áp:
Bơm cao áp có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu với áp suất cao đến vòi phun để phun vào buồng cháy theo đúng thứ tự làm việc của động cơ. Quá trình cấp nhiên liệu cũng phải đảm bảo đúng thời điểm, đúng định lượng phun và phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ.
- Tốc độ quay lớn nhất của trục bơm cao áp khi bộ điều tốc cắt hoàn toàn nhiên liệu ở 1480 ¸ 1550 vg/ph.
- Lực lớn nhất tác dụng lên tay đòn của bộ điều tốc ở chế độ làm việc bình 13 kG/cm2.
- Thứ tự cung cấp nhiên liệu theo góc quay: 0o-45o-90o-135o-180o-225o-270o-315o
* Khớp nối tự động điều chỉnh góc phun sớm nhiên liệu:
Khớp nối bơm cao áp có nhiệm vụ dẫn động cho trục bơm cao áp đồng thời tự động điều chỉnh góc phun sớm nhiên liệu phù hợp với tốc độ quay của trục khuỷu động cơ.
* Bộ điều tốc:
Bộ điều tốc làm việc với bơm cao áp của động cơ KAMAZ 740.55-300 là loại điều tốc cơ khí đa chế độ. Phương pháp điều chỉnh tốc độ là làm thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho các xi lanh động cơ tuỳ thuộc vào tải đảm bảo cho tốc độ quay trục khuỷu động cơ không thay đổi so với giá trị định trước của chân ga.
Kết luận chương 1.
Xe KAMAZ là một chủng loại xe được sử dụng rất phổ biến ở Việt Nam trong các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân. Trong quân đội nói riêng nó được sử dụng khá phổ biến, bởi vì xe có nhiều tính ưu việt đặc biệt mà nhiều loại xe tải khác không có, đây là loại thuộc nhóm xe nhiều công dụng. Trong lĩnh vực quân sự chúng ta đã nhập nhiều loại xe KAMAZ, trong số đó phải kể đến các loại xe chở tên lửa, ra đa, xe công trình xa trong tổ hợp tên lửa S300, tổ hợp tên lửa phòng thủ bờ biển…
Qua phân tích có thể đánh giá chung động cơ KAMAZ 740.55-300 là một động cơ diesel thế hệ mới. Động cơ có kết cấu hợp lý, tiện cho việc bố trí trên xe, dễ dàng tháo lắp sửa chữa. Động cơ có nhiều cơ cấu được bổ sung để làm tăng công suất, hoạt động trong phạm vi điều kiện rộng. Khí thải đáp ứng tiêu chuẩn Euro 3 thân thiện với môi trường.
CHƯƠNG 2.
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM ĐỘNG CƠ KAMAZ 740.55-300
2.1. Tính toán lựa chọn các thông số ban đầu
2.1.1. Thông số động cơ KAMAZ 740.55-300
Thông số động cơ KAMAZ 740.55-300 như bảng dưới.
2.1.2. Các thông số lựa chọn tính toán
1. Áp suất không khí nạp (po):
Áp suất không khí nạp được chọn bằng áp suất khí quyển: po = 0,1 (MN/m2).
4. Nhiệt độ không khí nạp mới (T0):
Chọn tkk = 240C, do đó: To = ( tkk + 273)0K = 297 [0K].
5. Hệ số kết cấu l:
Hệ số kết cấu là tỷ số giữa bán kính quay của trục khuỷu R (khoảng cách từ tâm của cổ trục đến đường tâm của cổ khuỷu) và chiều dài của thanh truyền L (khoảng cách từ đường tâm của đầu to đến đường tâm của đầu nhỏ thanh truyền). Giá trị của l thường nằm trong khoảng , Chọn l = 0,25
7. Áp suất khí thể cuối qúa trình thải cưỡng bức pr:
Động cơ diesel bốn kỳ tăng áp thì pr = 0,106 ¸ 0,115 [MN/m2], Chọn pr = 0,115 [MN/m2]
8. Nhiệt độ cuối quá trình thải Tr:
Động cơ diesel bốn kỳ thì giá trị của Tr có thể chọn trong các phạm vi sau: Tr = 700¸900 0K. Chọn Tr = 800 [0K]
9. Độ sấy nóng khí nạp DT:
Trên đường nạp xi lanh động cơ, khí nạp tiếp xúc với các chi tiết có nhiệt độ cao của động cơ nên nhiệt độ của nó tăng. Độ tăng nhiệt độ đó gọi là độ sấy nóng khí nạp. Đối với động cơ diesel bốn kỳ tăng áp DT = 5¸20 0K. Chọn DT=15[0K]
11. Chọn hệ số nạp thêm λ1:
Hệ số nạp thêm chọn trong giới hạn λ1 = 1,02 ÷ 1,07.
- Ta chọn λ1 = 1,03.
12. Hệ số sử dụng nhiệt xz:
Hệ số sử dụng nhiệt là tỷ số giữa lượng nhiệt biến thành công chỉ thị và tổng lượng nhiệt cung cấp từ đầu quá trình cháy do đốt nóng nhiên liệu (điểm C) cho đến điểm Z. Động cơ diesel xz = 0,65 ÷ 0,85, Chọn xz = 0,75
15. Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2:
Đối với động cơ diesel có buồng cháy thống nhất: n2 =1,15¸1,23. Chọn n2=1,2.
16. Chọn hệ số dư lượng không khí α:
Hệ số dư lượng không khí là tỷ số giữa lượng không khí nạp thực tế vào xi lanh và lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu. Với động cơ diesel tăng áp, buồng cháy thống nhất: a = 1,4¸1,9, Động cơ làm việc ở chế độ Nedm chọn a=1,5.
2.2. Tính toán chu trình công tác, xây dựng đặc tính ngoài của động cơ
2.2.1. Quá trình nạp
a. Mục đích:
Việc tính toán quá trình trao đổi khí nhằm xác định các thông số chính ở cuối quá trình nạp chính (ở điểm a) như áp suất pa và nhiệt độ Ta.
b. Thứ tự tính toán:
Ở động cơ bốn kỳ tăng áp thì thứ tự tính toán như sau:
- Áp suất không khí sau máy nén, MPa. Đối với động cơ KAMAZ 740.55-300 thì =0,15 [MPa].
- m=1,55÷1,65 - chỉ số đa biến trung bình của không khí trong máy nén. Chọn m=1,6.
- k =1,4- chỉ số đoạn nhiệt của không khí
Thay số được: ui = 0,991
Nhiệt độ cuối quá trình nạp:
Thay số được: Ta = 359,775 0K
2.2.2. Quá trình nén
a. Mục đích:
Việc tính toán quá trình nén là xác định các thông số như áp suất pc và nhiệt độ Tc ở cuối quá trình nén.
b. Thứ tự tính toán
- Áp suất cuối quá trình nén:
Thay số được: pe = 5,93 MPa
- Nhiệt độ cuối quá trình nén:
Thay số được: Tc = 989,23 K
2.2.3. Quá trình cháy
a. Mục đích:
Việc tính toán quá trình cháy là xác định các thông số cuối quá trình cháy như áp suất pz và nhiệt độ Tz.
b. Thứ tự tính toán:
Việc tính toán được chia làm hai giai đoạn như sau:
* Tính toán tương quan nhiệt hoá:
Lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu thể lỏng M0:
gc, gH và g0 - là thành phần nguyên tố tính theo khối lượng của cácbon, hyđrô và ô xy tương ứng chứa trong 1 kg nhiên liệu. Trị số các thành phần trên đối với nhiên liệu diesel:
gc = 0,86; gH = 0,13; g0 = 0,01,
Thay số được: M0 = 0,498 (kmol/kgnl)
Lượng hỗn hợp cháy M1 tương ứng với lượng không khí thực tế Mt đối với động cơ diesel:
Thay số được: M1 = 0,746 (kmol/kgnl)
Số mol của sản vật cháy M2 (a = 1,5 ³ 1):
Thay số được: M2 = 0,779 (kmol/kgnl)
Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết bo:
Thay số được: bo = 1,043
* Tính toán tương quan nhiệt động:
Nhiệt dung mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp công tác ở cuối quá trình nén mcvc.
Thay số ta được: mcvc = 2,946 (K/kmol.do)
Ở động cơ diesel có buồng cháy không phân chia: Tz = 1950¸2100 [K]
Tỷ số giãn nở sớm r:
Thay số được: r = 1,635
Giá trị của r thường nằm trong khoảng sau: r = 1,2¸1,7
2.2.4. Quá trình giãn nở
a. Mục đích:
Việc tính toán quá trình dãn nở là xác định các giá trị áp suất pb và nhiệt độ Tb ở cuối quá trình dãn nở.
* Kiểm tra kết quả tính toán
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: Tr = 802,77 K
Sai số: 0,346 %
So sánh giữa giá trị đã chọn của Tr và kết quả thu được theo các biểu thức kiểm tra. Ta thấy sai số nhỏ hơn 3% nên các thông số đã chọn thỏa mãn yêu cầu.
2.2.6. Đồ thị P-V
Đồ thị công chỉ thị P-V như hình 2.1.
2.3. Khảo sát động học piston
2.3.1. Chuyển vị của piston
Chuyển vị của piston:
Đồ thị chuyển vị của piston nhưu hình 2.2.
2.3.4. Gia tốc piston
Đồ thị gia tốc của piston như hình 2.4.
2.4. Khảo sát động lực học
- Lực khí thể Pkt:
p0 ≈ 0,1 MN/m2 - áp suất khí quyển
Pkt - áp suất khí trong xi lanh động cơ
Fp - diện tích tiết diện của piston, [m2]
- Lực quán tính Pj:
Chọn mp’ = 35 (g/cm2); mtt’ = 35 (g/cm2)
mA’ = 0,34.35 = 11,9 (g/cm2)
Lực tổng cộng tác dụng lên đỉnh piston : P1 = Pkt + Pj.
Đồ thị: Đồ thị lực khí thể, quán tính, tổng lực như hình 2.5.
2.5. Khảo sát cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền của động cơ bằng phần mềm Solidworks
2.5.1. Giới thiệu phần mềm Solisworks
Solidworks là một phần mềm thiết kế 3D mạnh mẽ và tích hợp nhiều công cụ hỗ trợ đa dạng nên rất được các kỹ sư tín nhiệm. Đồng thời, phần mềm được ứng dụng rộng rãi vào các lĩnh vực từ: xây dựng, đường ống, kiến trúc, ....
Trải qua nhiều phiên bản, Solidworks đã có nhiều bước tiến vượt trội về tính năng, hiệu suất cũng như đáp ứng trên cả mong đợi nhu cầu thiết kế bản vẽ 3D chuyên nghiệp cho các ngành kỹ thuật, công nghiệp.
2.5.2. Khảo sát cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền của động cơ KAMAZ 740.55-300
2.5.2.1. Cụm Piston-Thanh truyền- Trục khuỷu
Mô phỏng 3D cụm Piston-Thanh truyền-Trục khuỷu như hình 2.11.
2.5.2.2. Các bước thực hiện khảo sát
- Bước 1. Chọn vật liệu
- Bước 2. Đặt điều khiện biên
- Bước 4. Chia lưới
Kết luận chương 2
Qua kết quả tính toán ở trên cho phép ta có thể kết luận: Với điều kiện khai thác ở Việt Nam (nhiệt độ, áp suất môi trường…) động cơ KAMAZ 740.55-300 trên xe KAMAZ-43119 đảm bảo phát huy tối đa công suất và hiệu quả làm việc. Các chỉ tiêu kinh tế và hiệu quả của chu trình công tác của động cơ được đảm bảo trong điều kiện khai thác của nước ta.
CHƯƠNG 3. KHAI THÁC ĐỘNG CƠ KAMAZ 740.55 - 300 TRÊN XE KAMAZ - 43119
3.1. Vai trò của khai thác động cơ
Xuất phát từ vai trò ngày càng được nâng cao trong nền kinh tế quốc dân nói chung cũng như trong quân đội nói riêng, việc khai thác ô tô để phát huy được tốt nhất các tính năng chiến kỹ thuật của xe là vấn đề rất quan trọng. Việc bảo quản, bảo dưỡng xe là việc làm thường xuyên, liên tục của người lái xe và thợ, nhất là người trực tiếp khai thác, sử dụng xe. Có bảo quản, bảo dưỡng xe thường xuyên thì mới kịp thời phát hiện và khắc phục được những hư hỏng, đồng thời cũng bảo đảm tốt yêu cầu làm việc của các chi tiết, cụm chi tiết trên xe.
Động cơ có vai trò quan trọng nhất trên bất kỳ chiếc ô tô nào. Nó được coi như là “trái tim” của mỗi chiếc ô tô. Từ tầm quan trọng đó mà quá trình khai thác động cơ cần phải đạt được hiệu quả tốt nhất, đảm bảo nâng cao công năng hoạt động của xe trong mọi điều kiện hoạt động.
3.2. Cách sử dụng và vận hành động cơ
3.2.1. Chuẩn bị trước khi khởi động
1. Kiểm tra dầu nhờn, mức dầu nằm giữa vạch trên và vạch dưới thì lượng dầu trong các te động cơ khoảng 17 lít.
2. Kiểm tra lượng nhiên liệu diesel trong thùng nhiên liệu động cơ.
3. Mở khóa thùng nhiên liệu để cho nhiên liệu diesel chảy thông.
4. Xả không khí có trong hệ thống nhiên liệu (nếu cần thiết).
5. Kiểm tra hệ thống làm mát, nước làm mát đã được nạp đầy đủ chưa.
8. Nếu thời tiết lạnh, đóng băng thì phải đưa xe cùng động cơ vào nơi được chống lạnh. Khi vận hành ngoài trời, trước khi khởi động thì phải sấy nóng để tăng nhiệt độ động cơ diesel.
3.2.2. Khởi động
Sau khi công việc chuẩn bị khởi động động cơ đã hoàn tất thì ta có thể khởi động. Các bước khởi động như sau:
1. Mở khóa, cắm nguồn điện
2. Ấn nút khởi động, thời gian ấn nút khởi động mỗi lần không quá 10 giây. Để bảo vệ động cơ điện khởi động và ắc quy, mỗi lần khởi động thất bại thì phải nghỉ 10 giây mới khởi động lại. Nếu ba lần liên tiếp khởi động không được thì phải kiểm tra nguyên nhân, khắc phục rồi mới khởi động lại.
4. Sau khi động cơ khởi động thành công khoảng 1 phút phải kiểm tra ngay xem nhiệt độ nước làm mát có tăng lên hay không
3.2.3. Những lưu ý khi sử dụng động cơ diesel có turbo tăng áp
1. Khi chuyển động trên đường dốc và trong điều kiện đường rừng, cần lựa chọn chế độ làm việc của động cơ để không cho tốc độ quay trục khuỷu giảm xuống dưới 1200-1600 vg/ph.
3. Trước khi dừng động cơ, sau khi làm việc ở chế độ có tải phải để động cơ làm việc ở chế độ không tải không nhỏ hơn 3 phút để tránh gây quá tải nhiệt cho các chi tiết, và làm già hóa các đệm bao kín.
Nghiêm cấm đột ngột dừng động cơ sau khi làm việc có tải.
3.3. Các chế độ bảo dưỡng
3.3.1.Công tác bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu
a. Bảo dưỡng thường xuyên
- Nội dung bảo dưỡng thường xuyên:
+ Kiểm tra bổ sung nhiên liệu.
+ Kiểm tra các chỗ nối trên các đường ống dẫn để đảm bảo không bị rò rỉ, dẫn động điều khiển phải làm việc nhẹ nhàng.
b. Bảo dưỡng cấp 1,2
Nội dung bảo dưỡng cấp 1, 2: làm hết nội dung bảo dưỡng thường xuyên và tháo rửa bầu lọc thô, bầu lọc tinh nhiên liệu.
3.3.3. Công tác bảo dưỡng hệ thông bôi trơn
a. Bảo dưỡng thường xuyên
Nội dung bảo dưỡng thường xuyên:
+ Kiểm tra bổ sung dầu bôi trơn.
+ Kiểm tra đổng hồ đo áp suất và nhiệt độ dầu, các đồng hồ phải làm việc bình thường.
b. Bảo dưỡng cấp 1
Nội dung bảo dưỡng cấp 1:
Ngoài nội dung nội bảo dưỡng thường xuyên, còn làm thêm:
+ Kiểm tra việc cố định của két dầu, nếu cần thiết phải xiết chặt.
+ Rửa bầu lọc ly tâm khi xe chạy được 3500÷4000 km. Khi đưa xe vào sửa chữa thì thay dầu của hệ thống.
3.4. Các hư hỏng thường gặp của động cơ
3.4.1. Những hư hỏng thường gặp và sửa chữa của hệ thống làm mát
a. Hư hỏng ở bơm nước và sửa chữa
Bơm nước thường có những hư hỏng chính sau: chủ yếu do mòn và cong trục bơm; ổ bi mòn, hỏng; cánh bơm bị gãy; rỗ, nứt hoặc vỡ vỏ; hư hỏng ở các đệm làm kín.
b. Hư hỏng két nước làm mát và sửa chữa
Trong quá trình sử dụng lâu ngày két nước làm mát có những hư hỏng sau: lõi bị bám bẩn, các ống bị cáu cặn và rò rỉ do nước sử dụng là nước cứng. Ngoài ra két nước còn bị móp mép, bị thủng.
3.4.2. Những hư hỏng thường gặp và sửa chữa của hệ thống bôi trơn
a. Áp suất dầu giảm
Nguyên nhân: có thể do dầu ở đường ống dẫn dầu chính bị rò; bơm dầu và các ổ trục khuỷu bị mòn; mức dầu ở các te thấp; độ nhớt của dầu không đúng tiêu chuẩn; van giảm áp bị kẹt ở vị trí mở; dầu rò rỉ ở các đầu nối hoặc các vết nứt trên ống dẫn dầu; tắc bầu lọc ly tâm.
b. Áp suất dầu tăng
Nguyên nhân: Áp suất dầu trong hệ thống tăng có thể là do các ống dẫn dầu bị tắc; do dùng dầu có độ nhớt cao; van giảm áp bị kẹt ở vị trí đóng; đồng hồ báo không chính xác.
3.4.4. Những hư hỏng chính và sửa chữa của trục khuỷu
a. Những hư hỏng
Mòn: Mòn là dạng hỏng phổ biến nhất của trục khuỷu, mòn trục khuỷu thường xảy ra ở những vị trí sau:
+ Mòn các cổ trục và cổ khuỷu.
+ Mòn trục khuỷu tại vị trí lắp ghép với bánh đà, puly, bánh răng phân phối.
+ Mòn lỗ lắp ổ bi đầu trục chủ động hộp số (hốc bánh đà).
b. Phương pháp sửa chữa
Trục bị cong, xoắn vượt quá yêu cầu cho phép (lớn hơn 0,01 mm) thì phải được tiến hành sửa chữa bằng phương pháp nắn. Thường dùng phương pháp nắn nguội có nung nóng sơ bộ trục.
Với trục khuỷu bị mòn: Phương pháp sửa chữa được sử dụng rộng rãi trong sửa chữa trục khuỷu bị mài mòn là phương pháp tạo kích thước sửa chữa. Một số trục khuỷu đã qua một số lần tạo kích thước sửa chữa hoặc tồn tại 1 cổ nào đó bị hư hỏng lớn, nếu vẫn tiếp tục sử dụng có thể dùng phương pháp hàn đắp dưới lớp trợ dung để phục hồi.
3.4.5. Hư hỏng đặc trưng và sửa chữa của trục cam
a. Những hư hỏng
Mòn: Bề mặt làm việc của các vấu cam, các cổ trục, cổ trục lắp ghép với bánh răng trục cam… Bề mặt các vấu cam bị mòn nhiều về phẩn đỉnh cam, làm giảm chiều cao vấu cam. Các cổ trục bị mòn không đều gây côn, ô van cổ trục.
Biến dạng: cong trục, thường xảy ra ở giữa trục; hỏng rập ren, then hoa…
b. Phương pháp sửa chữa, phục hồi
Khắc phục độ cong: Các trục cam bị biến dạng do ứng suất dư bên trong và tải trọng gây uốn khi trục làm việc. Khi trục bị biến dạng lớn hơn 0,05 ÷ 0,07 mm cần nắn thẳng.
Phương pháp nắn nguội cần phải tạo ra một biến dạng đàn hồi gấp 10 ÷ 15 lần độ cong ban đầu. Phương pháp này cho độ chính xác và độ ổn định thấp. Sau 30 ÷ 70 giờ ngừng làm việc có khả năng xảy ra khôi phục lại biến dạng.
Để tăng độ chính xác và ổn định biến dạng dùng phương pháp biến dạng dẻo dưới tác dụng của tải trọng và gia nhiệt. Có thể có hai phương pháp biến dạng dẻo.
3.4.6. Những hư hỏng chính và sửa chữa của thanh truyền
a. Những hư hỏng
- Cong, xoắn, chùn thanh truyền.
- Lỗ đầu to, đầu nhỏ thanh truyền bị mòn.
- Hỏng bề mặt lắp ghép giữa đầu to và nắp đầu to thanh truyền.
- Mòn má đầu to, đầu nhỏ thanh truyền.
b. Phương pháp sửa chữa
Thanh truyền nếu bị hỏng lỗ lắp bu lông, lỗ phun dầu hoặc bề mặt lắp ghép nắp và thân, cong, xoắn thân mà dễ dàng nhìn thấy bằng mắt thì sẽ loại bỏ, không sửa chữa.
3.4.7. Các hư hỏng thông thường khác
Các hư hỏng thông thường khác như bảng dưới.
a. Kiểm tra, điều chỉnh xi lanh
Kiểm tra, điều chỉnh xi lanh như bảng dưới.
b. Kiểm tra, làm sạch xu páp
Kiểm tra, làm sạch xu páp như bảng dưới.
Kết luận chương 3
Ở điều kiện Việt Nam với địa hình phức tạp, khí hậu khắc nghiệt, do vậy trong quá trình khai thác các trang bị nói chung và động cơ nói riêng cần phải có những lưu ý riêng cũng như tìm ra các biện pháp hiệu quả nhằm ngăn chặn hoặc làm giảm các ảnh hưởng tới tình trạng kỹ thuật của động cơ trước thời gian quy định.
Kịp thời phát hiện, khắc phục những hư hỏng dù nhỏ trong các cơ cấu, hệ thống của động cơ, vì từ đó có thể hạn chế được những hỏng hóc lớn.
Yêu cầu trong quá trình khai thác, bảo dưỡng và sửa chữa phải làm đúng theo hướng dẫn, bảo dưỡng đúng định kỳ, làm hết các nội dung bảo dưỡng mà địa hình khí hậu của khu vực khai thác đề ra.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiên cứu tham khảo tài liệu, với sự giúp đỡ của thầy: Tiến sĩ. ……………., các thầy trong Khoa Ô tô, Bộ môn Động cơ - Điện và các bạn cùng lớp tôi đã hoàn thành nhiệm vụ đồ án được giao.
Trong đồ án này tôi đã phân tích kết cấu các cơ cấu, hệ thống và tiến hành tính toán kiểm nghiệm động cơ KAMAZ 740.55-300 khi hoạt động tại Việt Nam. Với các thông số lựa chọn phù hợp, kết quả nhận được sự sai khác giữa công suất của nhà thiết kế và công suất khi tính toán với điều kiện hoạt động tại Việt Nam là 0,474 %. Như vậy ta có thể khẳng định động cơ KAMAZ 740.55-300 khi khai thác tại Việt Nam sẽ cho ta các chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế tương đương với các thông số do nhà sản xuất đưa ra.
Trên cơ sở tìm hiểu kết cấu động cơ, chương 3 tôi đã đề cập những chú ý trong khai thác các hệ thống chính và những hư hỏng thường gặp của một số cụm chi tiết. Điều này giúp cho việc khai thác, đảm bảo độ tin cậy khi hoạt động cũng như giúp kéo dài tuổi thọ của động cơ KAMAZ 740.55-300.
Quá trình làm đồ án đã giúp tôi chủ động tìm hiểu, nghiên cứu sâu hơn kiến thức chuyên ngành, hoàn thiện các kỹ năng về tin học, sử dụng thành thạo phần mềm AutoCAD, Microsoft Word, Solidwork 2020, Microsoft Excel... để đáp ứng được yêu cầu công việc khi tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
TP, Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
………………..
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Vũ Đức Lập, Phạm Đình Vi, Cấu tạo ô tô quân sự, HVKTQS- 1995.
[2]. Lại Văn Định, Đại cương động cơ đốt trong, HVKTQS- 2006.
[3]. Hà Quang Minh, Lý thuyết động cơ đốt trong, Nhà xuất bản QĐND- 2002.
[4]. Nguyễn Trường Sinh, Vẽ kĩ thuật cơ khí, Nhà xuất bản QĐND- 2014.
[5]. Vi Hữu Thành, Vũ Anh Tuấn, Hướng dẫn đồ án môn học động cơ đốt trong, HVKTQS-1999.
[7]. Lương Đình Thi, Vi Hữu Thành, Giáo trình kết cấu tính toán động cơ đốt trong, Nhà xuất bản QĐNDVN- 2017.
[8]. Những hiệu chỉnh cơ bản trong quá trình sử dụng Kamaz – 43119, Kamaz FTC Inc.
[9]. Operation manual Kamaz – 43119 , Kamaz FTC Inc.;
[10]. Гатауллин Н.А. Руководства по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту двигателей КамАЗ- 2002.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"