MỤC LỤC

MỤC LỤC

NỘI DUNG

A. PHẦN MỞ ĐẦU

MỞ ĐẦU........................................................................................................ 14

1. Dẫn nhập.................................................................................................... 14

2. Lý do chọn đề tài......................................................................................... 14

3. Nội dung nghiên cứu................................................................................... 15

4. Mục đích, ý nghĩa và đối tượng................................................................... 15

5. Phương pháp nghiên cứu............................................................................. 15

B. PHẦN NỘI DUNG

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI BƠM CAO ÁP SỬ DỤNG TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL..... 16

1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại...................................................................... 16

2. HTCCNL động cơ diesel sử dụng bơm cao áp kiểu cơ khí.......................... 17

2.1. HTCCNL sử dụng bơm cao áp PF........................................................... 17

2.2. HTCCNL sử dụng bơm cao áp PE........................................................... 20

2.3. HTCCNL sử dụng bơm cao áp VE........................................................... 29

2.4. HTCCNL sử dụng bơm cao áp PSB......................................................... 36

2.5. HTCCNL sử dụng bơm kim liên hợp GM................................................ 39

2.6. HTCCNL sử dụng trên động cơ Cummin................................................. 41

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM BƠM CAO ÁP CƠ KHÍ ĐIỂN HÌNH.....45

I. TÍNH TOÁN NHIỆT HỌC.......................................................................... 45

1.1. Trình tự tính toán..................................................................................... 45

1.2. Tính toán quá trình công tác.................................................................... 47

1.3. Vẽ và hiệu đính đồ thị công...................................................................... 56

1.4. Xây dựng đường đặc tính ngoài động cơ.................................................. 60

II. TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC................................................................ 62

2.1. Triển khai đồ thị công p-v thành đồ thị lực khí thể p_k tác dụng lên pít tông theo góc quay a..... 62

2.2. Xây dựng đồ thị lực quán tính, lực khí thể và tổng lực............................. 63

2.3. Đồ thị vectơ phụ tải tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu.................................. 66

2.4. Đồ thị mài mòn cổ khuỷu......................................................................... 71

2.5. Đồ thị tổng lực tiếp tuyến và mômen xoắn.............................................. 74

III. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM BƠM CAO ÁP......................................... 77

CHƯƠNG III : KHAI THÁC CÁC LOẠI BƠM CAO ÁP KIỂU CƠ KHÍ ĐIỂN HÌNH 83

1. Bảo dưỡng tổng quát................................................................................... 83

2. BCA phân phối PE...................................................................................   88

3. Bơm kim liên hợp GM..............................................................................   92

C. KẾT LUẬN............................................................................................. 101

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................... 102

PHỤ LỤC..................................................................................................... 103

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghệ ô tô là một ngành khoa học kỹ thuật phát triển nhanh chóng trên toàn cầu. Sự tiến bộ trong thiết kế, vật liệu và kỹ thuật sản xuất đã góp phần tạo ra những chiếc xe ô tô hiện đại với đầy đủ tiện nghi, tính an toàn cao, và đáp ứng được các yêu cầu về tiêu chuẩn môi trường. Trong xu thế phát triển ấy, nhiều hệ thống và trang thiết bị trên ô tô ngày nay được điều khiển bằng điện tử, đặc biệt là các hệ thống an toàn như hệ thống phanh, hệ thống điều khiển ổn định ô tô…

Trong bối cảnh đó động cơ Diesel là một trong những thủ phạm gây nên ô nhiễm môi trường, gây tiếng ồn, tiêu hao nhiên liệu nhưng động cơ diesel hiệu quả kinh tế hơn động cơ xăng. Trải qua các thời kỳ HTNL Diesel không ngừng được cải tiến, với các giải pháp kỹ thuật tối ưu làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm và suất tiêu hao nhiên liệu. Các nhà động cơ Diesel đã đề ra nhiều biện pháp khác nhau về kỹ thuật phun và tổ chức quá trình cháy nhằm giới hạn các chất ô nhiễm, giảm tiếng ồn, giảm tiêu hao nhiên liệu và một trong các cải tiến đó có cải tiến về bơm cao áp nhằm khắc phục các điểm yếu của động cơ diesel. Chính vì thế mà các bơm cao áp cơ khí dần được thay bằng các loại bơm điều khiển điện tử.

Mặc dù vậy các bơm cao áp cơ khí là nền tảng để chế tạo các loại bơm hiện đại sau này. Vì vậy là một học viên ngành ô tô em quyết định chon đề tài “ Nghiên cứu lập qui trình bảo dưỡng sửa chữa động cơ diesel sử dụng bơm cao áp kiểu cơ khí” làm đề tài tốt nghiệp chuyên ngành của mình. Rất mong với đề tài này em sẽ củng cố thêm được kiến thức của mình, sau này ra đơn vị công tác có thể nắm vững thêm kiến thức chuyên môn, góp phần vào sự phát triển chung của ngành Xe- Máy trong quân đội ta.

Bên cạnh đó em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo: ThS……….., người đã trực tiếp hướng dẫn em tận tình chu đáo trong quá trình hoàn thiện đồ án này. Ngoài ra em xin cảm ơn tất cả các thầy giáo trong khoa đã tạo điều kiện giúp em hoàn thành tốt nội dung đồ án này./

                                                                                      TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                      Học viên thực hiện

                                                                                      ……………….

MỞ ĐẦU

1. Dẫn nhập

Quá trình ra đời và phát triển của động cơ ô tô trải qua nhiều giai đoạn từ đơn giản đến hiện đại mà đặc biệt quan trọng là sự phát triển của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ. Ra đời sớm nhưng động cơ diesel không phát triển như động cơ xăng do gây ra nhiều tiếng ồn, nồng độ phát thải khí xả cao. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của kỹ thuật công nghệ, các vấn đề trên được giải quyết và động cơ diesel ngày càng trở nên phổ biến và hữu dụng hơn.

2. Lý do chọn đề tài

Trong xu thế hội nhập hiện nay, nền công nghiệp Việt nam đang đứng trước những cơ hội đầy tiềm năng và ngành công nghiệp ô tô Việt Nam cũng không ngoại lệ. Ở nước ta số lượng ô tô hiện đại đang được lưu hành ngày một tăng. Các loại ô tô này đều được cải tiến theo hướng tăng công suất, tốc độ, giảm suất tiêu hao nhiên liệu, điện tử hóa quá trình điều khiển và hạn chế mức thấp nhất thành phần ô nhiễm trong thành phần khí xả động cơ.

3. Nội dung nghiên cứu

Đồ án “Nghiên cứu và lập quy trình BD-SC động cơ diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí”, đây là một đề tài rất rộng đòi hỏi phải có lượng kiến thức lớn đồng thời cũng cần nhiều kiến thức đến thực tế bên ngoài. Tuy vậy, được sự hướng dẫn của giáo viên, tôi sẽ đi sâu nghiên cứu một số nội dung được trình bày dưới đây :

Chương I : Tổng quan về các loại bơm cao áp sử dụng trên động  cơ - diesel.

Chương II : Tính kiểm nghiệm bơm cao áp kiểu cơ khí điển hình.

Chương III : Khai thác các loại bơm cao áp kiểu cơ khí điển hình.

4. Mục đích, ý nghĩa và đối tượng

4.1. Mục đích nghiên cứu:

- Nhằm tìm hiểu kĩ hơn nữa về hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel nhất là về các loại bơm cao áp, một lĩnh vực luôn được ưu tiên phát triển qua các giai đoạn phát triển của ngành công nghiệp ôtô.

4.3. Đối tượng nghiên cứu

- Tìm hiểu khái quát hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel.

- Đặc điểm cấu tạo của các loại bơm cao áp kiểu cơ khí.

- Đánh giá các nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục.

5. Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý luận.

 - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn.

Chương I

TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI BƠM CAO ÁP SỬ DỤNG TRÊN ĐỘNG  CƠ - DIESEL

1.Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại

1.1. Nhiệm vụ

Bơm cao áp có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu cho xilanh động cơ đảm bảo:

+ Nhiên liệu có áp suất cao, tạo chênh áp lớn trước và sau lỗ phun.

+ Cung cấp nhiên liệu đúng thời điểm và theo quy luật mong muốn.

1.2. Yêu cầu

Cấu tạo của hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel phải thỏa mãn những yêu cầu cơ bản sau:

+ Bền và có độ tin cậy cao.

+ Dễ chế tạo, giá thành chế tạo rẻ.

1.3. Phân loại

- Bơm cao áp trong hệ thống nhiên liệu cá nhân :

+ Loại bơm PF: gồm một tổ bơm cho một xilanh động cơ.

+ Loại bơm PE: gồm nhiều tổ bơm ghép chung lại.

- Bơm cao áp trong hệ thống phân phối áp lực cao.

Loại này có một thành phần bơm cung cấp nhiên liệu cho nhiều xilanh như :

+ Loại bơm PSB: có một piston vừa lên vừa xuống vừa xoay tròn.

+ Loại bơm Roosa-Master CAV: gồm 2 hay 4 piston lắp đối chiếu và xoay tròn theo ruột bơm.

2. Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí

2.1. Hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm cao áp PF

2.1.1. Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu

Bơm cao áp PF còn gọi là bơm cá nhân, vì mỗi bơm cung cấp nhiên liệu cho một xilanh động cơ. Số bơm bằng số xilanh động cơ.

Bơm PF có nhiều cỡ, đường kính piston bơm từ 4 – 40mm, khoảng chạy của piston có thể từ 7 – 35mm. Bơm do Mỹ chế tạo có kí hiệu APF, do Anh chế tạo kí hiệu BPF, của Đức là Robert Bosch.

Ý nghĩa kí hiệu ghi nơi thân bơm.

Ví dụ: ở vỏ bơm ghi: APF  1  A  70  A  2123S56

2.1.2. Cấu tạo và nguyên lí làm việc

- Cấu tạo

Một bơm cao áp PF gồm các bộ phận sau:

Một vỏ bơm được đúc bằng thép hay hợp kim nhôm trên đó có dự trù bệ bắt bơm (bắt đứng hay bắt bên hông), phía ngoài xung quanh có dự trù các lỗ để bắt ống dầu vào, vít xả gió, vít chặn xilanh, lỗ để xỏ thanh răng, lỗ để gắn đệm đẩy khi cân bơm.

- Nguyên lí làm việc :

Khi động cơ làm việc, lúc piston bơm xuống thấp nhất, nhiên liệu ở xung quanh xilanh vào xilanh bơm bằng cả hai lỗ dầu vào và dầu ra. Đến thì phun dầu, cốt cam gắn ở động cơ điều khiển piston bơm đi lên ép nhiên liệu trong xilanh. Khi gờ trên của piston đến ngang mép trên của lỗ nạp và lỗ xả thì nhiên liệu bắt đầu bị ép (ta gọi là điểm khởi phun). 

2.2. Hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm cao áp PE.

2.2.1. Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu

Bơm này gồm nhiều tổ bơm PF ghép chung lại thành một khối, có cốt cam điều khiển nằm trong thân bơm và điều khiển chung bởi một thanh răng.

Bơm này được sử dụng trên các động cơ diesel ô tô như  KAMAZ, TOYOTA, MERCEDECES, HINO, ISUZU,...

2.2.2. Cấu tạo và nguyên lí làm việc

* Đặc điểm kết cấu.

Bơm cao áp PE gọi là bơm dài một dãy, cung cấp nhiên liệu cho nhiều xilanh của động cơ. Bơm có nhiều phần tử bơm ráp chung trong một vỏ bằng nhôm, được điều khiển do một trục cam nằm trong vỏ bơm. Một thanh răng chung điều khiển các piston bơm.

Trên hình 6  giới thiệu cấu tạo của một phần tử bơm của bộ bơm cao áp điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình bằng van piston có rãnh xiên nằm phía dưới piston bơm.

* Nguyên lí phun dầu sớm tự động:

Cũng như đánh lửa sớm tự động trên động cơ xăng. Trên động cơ diesel khi tốc độ càng cao, góc phun dầu phải càng sớm để nhiên liệu đủ thời gian hòa trộn tự bốc cháy phát ra công suất lớn nhất. Do đó trên hầu hết các động cơ diesel đều có trang bị bộ phun dầu sớm tự động.

Đối với bơm cao áp PE việc định lượng nhiên liệu tùy theo vị trí rãnh xiên nơi piston đối với lỗ dầu ra và lỗ dầu vào ở xilanh.

2.3. Hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm cao áp VE

2.3.1. Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu

Trục dẫn động bơm cao áp được quay nhờ curoa cam (hoặc bánh răng) dầu diesel được bơm cung cấp hút qua bộ tách nước và lọc dầu tới đường dầu vào bơm cao áp.

2.3.2. Cấu tạo và nguyên lí làm việc

* Cấu tạo

* Bơm cung cấp kiểu cánh gạt.

Bơm cung cấp gồm rôto, các cánh gạt và nòng xilanh bơm. Trục dẫn động bơm quay truyền qua then và kéo rô to quay theo. Mặt trong của nòng xilanh được thiết kế lệch tâm với rôto.

* Cấu tạo và hoạt động của piston bơm.     

 Trục chủ động sẽ dẫn động đồng thời bơm cung cấp, đĩa cam và piston bơm. Chuyển động tịnh tiến của piston bơm được thực hiện bởi các vấu cam của đĩa cam khi đội lên con lăn. Khi rãnh dầu vào trên piston trùng với lỗ dầu vào trên thân bơm thì dầu được hút vào buồng áp suất. Sau đó, piston tiếp tục vừa chuyển động tịnh tiến, vừa chuyển động quay sẽ đóng lỗ dầu vào.

Hành trình hút: Trong hành trình piston hồi về, khi lỗ dầu vào ở thân bơm và rãnh dầu vào trên piston bơm trùng nhau, thì dầu đã được nén ở buồng bơm sẽ được hút vào buồng áp suất.

Hành trình cung cấp: Khi piston bơm vừa quay, vừa được nâng lên nhờ đĩa cam, thì mặt ngoài của piston bơm sẽ đóng cửa hút và nén dầu lại. Cùng lúc đó rãnh dầu ra trên piston bơm cũng trùng với cửa ra trên thân bơm.

Hành trình cân bằng: Tiếp theo việc kết thúc phun, piston bơm sẽ quay và cửa ra trên thân bơm trùng với rãnh cân bằng trên piston. Sau đó, áp suất nhiên liệu trên đường cao áp từ giữa cửa ra trên rãnh piston và van phân phối sẽ giảm bằng áp suất dầu trong buồng bơm.

* Van phân phối và van dập dao động.

Khi áp suất nhiên liệu được nén tăng lên lớn hơn lực lò xo van phân phối và lớn hơn cả áp suất dư trên đường ống cao áp, thì van phân phối sẽ mở và nhiên liệu được cung cấp tới vòi phun.

2.4. Hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm cao áp PSB

2.4.1. Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu

2.4.2. Cấu tạo và nguyên lí làm việc

Bơm cao áp PSB còn gọi là bơm đa nhiên liệu vì có thể dùng nhiều loại nhiên liệu dầu mỏ khác nhau ngoài dầu diesel nhờ có thêm bộ phận điều hòa tỉ trọng. Bơm có một piston duy nhất vừa di chuyển lên xuống tạo áp suất cao bơm nhiên liệu, vừa xoay tròn để phân phối nhiên liệu cho các kim phun.

Nạp nhiên liệu: piston ở vị trí thấp nhất, cam chưa đội, nhiên liệu nạp đầy vào xilanh bơm, áp lực nhiên liệu được giới hạn bởi van an toàn đồng thời thông xuống buồng chứa van định lượng.

Khởi phun: trục cam quay đến thì phun cam đội piston đi lên, khi piston án lỗ dầu vào, dầu ra, nhiên liệu bắt đầu bị ép trong xilanh.

2.5. Hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm liên hợp GM

2.5.1. Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu

So với các loại bơm cao áp khác, kim bơm liên hợp có các ưu điểm sau: bơm cao áp và kim phun được thiết kế thành một cụm duy nhất nên loại bỏ hẳn các ống dẫn dầu cao áp từ bơm lên kim, gọn nhẹ, dễ thay thế sữa chữa.

2.5.2. Cấu tạo và nguyên lí làm việc

* Cấu tạo phân bơm cao áp: gồm piston bơm (7) và xilanh bơm (3).

Đuôi piston ráp vào khe hở của ống đẩy (11), được lò xo (12) luôn luôn kéo lên. Chốt chặn (20) cài bên dưới lò xo để giữ ống đẩy (11) không bung ra. Dọc trên đoạn lớn của piston có vát mặt để ráp vòng răng (14) khớp với thanh răng 13. 

* Phần kim phun nhiên liệu: có 3 loại chính

Loại cũ: van phun dầu cao áp nằm trong đót kim. Van kiểm soát dẹt hình sao bố trí phía trên van cao áp, van này bảo vệ piston bơm và xilanh bơm không cho khí nén than muội chui vào.

2.6. Hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm Cummin

2.6.1. Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu

2.6.2. Cấu tạo và nguyên lí làm việc

Kim (10) làm chứa năng của piston bơm cao áp, đồng thời làm chức năng van trượt đóng mở lỗ định lượng (12), lỗ phun nhiên liệu và lỗ nối với đường hồi dầu. Xilanh (8) có các đường nạp, đường hồi dầu, lỗ định lượng và các lỗ nối đường nạp với đường hồi dầu. 

* Nguyên tắc hoạt động:

Hành trình đi lên của kim nhờ lò xo (3), hút một lượng khí nóng từ buồng cháy qua lỗ phun vào cốc. Lúc mở lỗ định lượng (12) cũng là lúc đóng kín đường hồi dầu, từ lúc đó nhiên liệu được qua lỗ định lượng nạp vào cốc, hỗn hợp với khí nóng trong cốc. Hành trình đi xuống của kim nhờ vấu kim, lúc kim che kín lỗ định lượng bắt đầu bơm, cũng là lúc mở thông đường hồi dầu..

Chương II

TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM BƠM CAO ÁP KIỂU CƠ KHÍ ĐIỂN HÌNH

I. TÍNH TOÁN NHIỆT HỌC

1.1. Trình tự tính toán:

1.1.1. Số liệu ban đầu:

- Kiểu động cơ: IAMZ-236 Diesel 4 kỳ, 2 hàng chữ V

- Thứ tự công tác: 1-5-4-2-6-3-7-8

Các thông số của động cơ như bảng 2.a.

1.1.2. Các thông số cần chọn:

1. Áp suất môi trường: p_k

Áp suất môi trường p_k là áp suất khí quyển trước khi nạp vào động cơ. Với động cơ không tăng áp thì áp suất khí quyển bằng áp suất trước xupáp nạp.

p_k = p₀ = 0,1MPa

2. Nhiệt độ môi trường: T_k

Nhiệt độ môi trường được lựa chọn theo nhiệt độ bình quân của cả năm. Với động cơ không tăng áp ta có nhiệt độ môi trưòng bằng nhiệt độ trước xupáp nạp nên:

T_k = T₀ = 24⁰C = 297 (⁰K)

5. Mức độ sấy nóng môi chất :

Mức độ sấy nóng môi chất  chủ yếu phụ thuộc vào quá trình hình thành khí hỗn hợp ở bên ngoài hay bên trong xy lanh:

Động cơ diesel:  = 10⁰÷25⁰C.  Chọn  =20 (⁰C)

6. Nhiệt độ khí sót (khí thải): T_r

Động cơ diesel 4 kỳ : T_r = 700÷900 (⁰K). Chọn T_r = 830(⁰K)

8. Hệ số quét buồng cháy λ₂:

Động cơ không tăng áp chọn λ₂ =1

9. Hệ số nạp thêm λ₁:

Hệ số nạp thêm λ₁ phụ thuộc chủ yếu vào pha phân phối khí. Thông thường  λ₁ =1,02 ÷ 1,07. Chọn λ₁ =1,05

10. Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ( _z):

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ( _z ) phụ thuộc vào chu trình công tác của động cơ, thể hiện lượng nhiệt phát ra đã cháy ở điểm z so với lượng nhiệt phát ra khi đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu.

Với động diesel ta thường chọn _z =0,70÷0,85. Chọn _z =0,77

1.2. Tính toán các quá trình công tác:

1.2.1. Tính toán quá trình nạp:

1. Hệ số khí sót  γ_r:

γ_r = 0,0336

5. Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M₀:

Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M₀  được tính theo công thức:

Đối với nhiên liệu của động cơ diesel ta có: C=0,87;  H=0,126 ;  O=0,004

Thay các giá trị vào ta có: M₀ = 0,4946(kmol/kg.nl)

1.2.2. Tính toán quá trình nén:        

1. Chỉ số nén đa biến trung bình n₁:

Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào rất nhiều thông số kết cấu và thông số vận hành như kích thước xy lanh, loại buồng cháy, số vòng quay, phụ tải trạng thái nhiệt độ của động cơ… Tuy nhiên n₁ tăng giảm theo quy luật sau:

Tất cả những nhân tố làm cho môi chất mất nhiệt sẽ làm cho n₁ tăng.

Thường n₁=1,34¸1,41

2. Lượng môi chất công tác của quá trình nén M_c:

Lượng môi chất công tác của quá trình nén M_c được xác định theo công thức: M_c = M₁+M_r = M₁.(1+ )

Thay các giá trị vào ta có:  M_c=0,9066.(1+0,0336) = 0,9371 (kmol/kg.nl)

1.2.4. Tính toán quá trình giản nở:

1. Chỉ số giản nở đa biến trung bình n₂ :

Ta có chỉ số giản nở đa biến trung bình n₂ được chọn n₂=1,14 -1,22.. Chọn n₂ =1,2

4. Nhiệt độ cuối quá trình giản nở T_b:

Thay số vào ta có: T_b= 1191,1(⁰K)

6. Tính nhiệt độ khí thải T_r :

T_r = 1,19%<3%

Vậy các số liệu đã chọn thỏa mãn yêu cầu. 

1.3. Vẽ và hiệu đính đồ thị công:

1.3.1. Lập bảng số liệu:

Căn cứ vào các số liệu đã tính p_a­ , p_c , p_z , p_b , n₁ , n₂ , ε ta lập bảng tính đường nén và đường giản nở theo biến thiên của dung tích công tác V_c

V_z= r.Vc = 0,3847.0,1238 = 0,1715 (dm³)

Sau khi vẽ đường nén và đường giản nở, vẽ tiếp đường biểu diễn đường nạp và đường thải lý thuyết bằng hai đường thằng song song với trục hoành đi qua hai điểm p_a và p_r.

Sau khi vẽ xong ta phải hiệu đính đồ thị công để có đồ thị công chỉ thị.

1.3.2. Hiệu đính đồ thị:

* Bước 1: Vẽ vòng tròn Brick đặt phía dưới đồ thị công

* Bước 2: Lần lượt hiệu đính các điểm trên đồ thị

1. Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp:  (điểm a)

Từ điểm O^’ trên đường tròn Brick ta xác định góc mở sớm xupáp nạp a₁ và đóng muộn của xupáp thải  (a₁=b₂=20⁰),  bán kính này cắt đường tròn Brick tại 1 điểm, từ điểm này gióng đường song song với trục tung cắt đường p_a và p_r tại điểm n và t. 

3. Hiệu đính điểm phun sớm:  (điểm c^’’)

Do có hiện tượng phun sớm nên đường nén trong thực tế tách khởi đường nén lý thuyết tại điểm c^’’. Điểm c^’’ được xác định bằng cách: Từ điểm O^’ trên đồ thị Brick ta xác định góc phun sớm j_i=20⁰, 

5. Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình thải thực tế: (điểm b^’)

Do có hiện tượng mở sớm xupáp thải nên trong thực tế quá trình thải thực sự diễn ra sớm hơn lý thuyết. Ta xác định biểm b^’ bằng cách: Từ điểm O^’ trên đồ thị  Brick ta xác định góc mở sớm của xupáp thải..

1.4. Xây dựng đường đặc tính ngoài động cơ:

Ta có:

n_N = 2020(v/ph)

N_emax= 175 mã lực = 130 kW

Với động cơ diesel 4 kỳ có buồng cháy thống nhất: a=0,5, b=1,5, c= -1.

Số liệu đường đặc tính ngoài động cơ như bảng 2.b. 

II. TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC

2.1. Triển khai đồ thị công p-v thành đồ thị lực khí thể p_k tác dụng lên pít tông theo góc quay a:

* Phương pháp triển khai như sau:

- Dựng trục hoành thể hiện góc quay j ngang bằng với đường p₀ trên đồ thị công với tỷ lệ xích m_j = 1,5 độ/mm.

- Dựng trục tung thể hiện lực P_k với tỷ lệ xích: u = 0,000041 MN/mm

- Từ O^' trên đường tròn Brick của đồ thị công dựng các tia tạo góc j với O^'A (j từ 0 đến 720⁰), tia này cắt vòng tròn Brick tại một điểm. Từ điểm này dựng đường song song với trục tung cắt đồ thị công thị điểm tương ứng (với quá trình nạp, nén, dãn nở, thải).

2.2. Xây dựng đồ thị lực quán tính, lực khí thể và tổng lực:

Ta có:

m = m_np + m₁ = m_np + 0,3m_{t t}= 2,3+0,3.3,2 = 3,26(kg)

l = 0,3182

R= 70(mm) = 0,07(m)

2.3. Đồ thị vectơ phụ tải tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu:

2.3.1. Đồ thị lực tiếp tuyến và pháp tuyến:

2.3.2. Đồ thị vectơ phụ tải tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu

* Phương pháp vẽ đồ thị vectơ phụ tải:

- Chọn m_T=m_Z=m_Q=0,000227(MN/mm) để hình vẽ cân đối trong vùng vẽ đồ thị vectơ phụ tải.

- Dựng hệ trục vuông góc TOZ, OT là trục tung hướng sang phải, OZ là trục hoành hướng xuống dưới. Dựa theo số liệu của bảng 7 xác định các giao điểm ứng với các vectơ  . Nối các giao điểm đó bằng một đường cong, ta được đồ thị lực từ thanh truyền trong hệ tọa độ và trục khuỷu đứng yên, còn thanh truyền quay tương đối góc a+b.

* Phương pháp vẽ đồ thị khai triển Q_ck-j:

- Dựng hệ trục tọa độ với trục hoành biểu diễn góc quay j, tỷ lệ xích m_j=1,5độ/mm và trục tung biểu diễn Q_ck với tỷ lệ xích m_Q=0,000227(MN/mm)

- Từ O₁ nối với các điểm j_i trên đồ thị vectơ phụ tải, độ dài các đoạn này ứng với giá trị của hợp lực Q_ck tác dụng lên cổ khuỷu tại các góc j. Vẽ đoạn thẳng này lên đồ thị khai triển ứng với góc j tương ứng.

2.3.3. Xác định tải trọng trung bình tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu:

- Để tính tải trọng trung bình ta lấy tổng các diện tích hình chữ nhật nhỏ trên đồ thị khai triển Q_ck-j rồi chia cho chiều dài sẽ được chiều cao hình chữ nhật tương ứng. Đó chính là giá trị biểu diễn (mm) của tải trọng trung bình, ta nhân với tỷ lệ xích sẽ được giá trị thực (N) của tải trọng trung bình.

l_c= 83,14 (mm) : chiều dái tiếp xúc cổ khuỷu

d_c= 85 (mm) : đường kính cổ khuỷu

Thay số vào ta được: q_c = 2,04 MN/m²

2.4. Đồ thị mài mòn cổ khuỷu:

* Phương pháp vẽ đồ thị mài mòn cổ khuỷu:

- Trên đồ thị vectơ phụ tải, vẽ vòng tròn tâm O₁ bán kính bất kì tượng trưng cho về mặt và chia thành 24 phần bằng nhau, đánh dấu ngược chiều đồng hồ từ điểm 0 dưới cùng vòng tròn.

- Các lực này tác dụng đều trong phạm vi 120⁰ (về mỗi phía điểm chia 60⁰)

- Xác định tổng lực SQ_i của các lực tác dụng lên điểm thứ i. Từ đó ta lập được bảng số liệu tổng lực tác dụng lên điểm thứ i.

2.5. Đồ thị tổng lực tiếp tuyến và mômen xoắn:

- Vì đồ thị tổng lực tiếp tuyến biến thiên theo chu kì 90⁰ nên ta chỉ tính toán để vẽ cho một chu kì.

- Các lực thành phần T₁, T₂, ..., T₈ coi như cùng quy luật biến thiên và trị số được lấy từ bảng lực T đã lập trước (bảng 2.g).

- Chọn tỷ lệ xích m_j= 3(độ/mm).

III. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM BƠM CAO ÁP

3.1. Thể tích nhiên liệu cung cấp cho một chu trình

Những kích thước chính của bơm cao áp được xác định theo lượng nhiên liệu cấp cho chu trình khi động cơ chạy ở chế độ thiết kế.

Ta có:

N_e - Công suất của động cơ; N_e = 130 [kW]

ge - Suất tiêu hao nhiên liệu có ích; ge = 241 [g/(kw.h)].

V_ct - Thể tích nhiên liệu cung cấp cho một chu trình, [lít],

- Khối lượng riêng nhiên liệu, [g/dm³]; = (0,84-0,88)[kg/dm³]. Chọn: = 0,85 [kg/dm³] = 850 [g/dm³].  - Số kỳ của động cơ; = 4.

n - Số vòng quay của động cơ; n = 2020 [Vg/ph].

i - Số xylanh động cơ; i = 8.

3.2. Thời gian phun nhiên liệu t_p

Thời gian phun nhiên liệu được tính từ lúc bắt đầu đến lúc kết thúc quá trình phun. Thời gian  này được thể hiện bằng góc quay của trục khuỷu φ_b

 t_p - thời gian phun [s]

φ_b - góc quay trục khuỷu ứng với thời gian phun nhiên liệu, chọn φ_b = 20⁰

n - số vòng quay định mức của động cơ; n=2020 [vòng/phút]

Thay số được:  t_p = 1,65.10^-3 s

3.4. Đường kính piston bơm cao áp

Ta có:

C_p - vận tốc piston bơm cao áp

C_p=0,001.C_o.n_c=0,001.1,5.1010=1,515[m/s]=1515[mm/s].

Với C_o là hệ số tốc độ theo góc quay trục cam, C_o=1,5.

Thay số được:  d_p = 6,03 mm

3.5. Xác định hành trình có ích của bơm cao áp h_a

h_a - hành trình có ích của bơm.

f_p  - tiết diện piston bơm và được tính bằng

Suy ra:  h_a = 3,6 mm

3.6. Tính toán kiểm nghiệm vòi phun

Những thông số cơ bản của vòi phun phải đảm bảo tốc độ cấp nhiê liệu thích hợp và đạt áp suất phun cần thiết

* Lưu lượng phun nhiên liệu lớn nhất trong một chu trình:

Với k = 1,4 ; φ_b = 20^o, n = 2020 [vg/ph].

Thay số Qmax = 63,74 cm³/s

* Tính đường kính thân kim phun (d_k) và đường kính vành tiếp xucsgiuawx mặt côn của kim phun và đế kim (d_b).

p_po - áp suất mở kim phun; ta chọn : p_po = 20[MN/m²].

p_cl- áp suất còn lại trong đường ống cao áp; p_cl = 12[MN/m²].

p_o - áp suất khí trời; p_o = 0,1[MN/m²].

=> Chọn : d_k = 5 [mm]

* Xác định độ cứng của lò xo

Ở trên ta chọn p_po = 20 [MN/m²].

Từ đó ta thấy áp suất phun của vòi phun vẫn nằm trong khoảng cho phép nên kim phun đóng kín đường nhiên liệu ra khỏi lỗ vòi phun một cách dứt khoát và kết thúc quá trình phun.

Chương III

KHAI THÁC CÁC LOẠI BƠM CAO ÁP KIỂU CƠ KHÍ ĐIỂN HÌNH

1. Bảo dưỡng tổng quát

1.1. Ngừa ngoại chất xâm nhập vào máy

1.1.1. Nguyên nhân do ngoại chất xâm nhập vào bên trong

- Do bộ lọc bẩn, hở, thưa, khô dầu nơi bầu chứa.

- Ống thông hơi cạt te máy thiếu hệ thống cản bụi.

1.1.3. Biện pháp ngăn chặn

- Phải kiện toàn các bộ phận cản bụi vào bên trong máy

- Công tác sủa chữa phải cách xa bụi bặm

1.2. Bảo đảm điều kiện bôi trơn máy

1.2.1. Tác dụng của dầu bôi trơn

- Làm bớt sự mài mòn của hai bộ phận cọ xát nhau trong khi vận chuyển, nhờ lớp dầu mỏng nơi khe hở của 2 bộ phận.

- Lọc sạch muội than, mạt kim loại, bụi cát và các chất bẩn khác do hệ thống lọc nhớt.

1.2.3. Đảm bảo điiều kiện bôi trơn

- Tính chất dầu phải đúng theo sự hướng dẫn của nhà sản xuất.

- ránh động cơ nóng thái quá làm thay đổi đặc tính và giảm tính nhờn của dầu, -làm mỏng lớp màng dở sát của dầu nơi bợ lót.

1.4. Kiểm tra hệ thống làm mát

1.4.1. Nguyên nhân khiến hệ thống làm mát không làm việc

- Nước làm mát trong máy thiếu.

- Bơm nước, bơm gió không hoạt động, do cánh quạt sát, do dây chân trùng.

- Các mặt tỏa nhiệt tiếp xúc với không khí bị hạn chế chất bẩn.

1.4.3. Kiện toàn hệ thống

- Thường xuyên xúc rửa két nước và bọng nước của máy nếu thấy dơ.

Chú ý: Bơm nước : nhìn vào két nước có xáo trộn trong lúc máy vận hành là bình thường.

- Chống gỉ sét. Giữ bọng nước của máy sạch để tang được diện tích tỏa nhiệt.

1.7. Cập nhật công tác bảo dưỡng định kỳ.

- Lập thời khóa biểu về công tác bảo dưỡng định kỳ gồm :

- Phiếu ghi chú hàng máy hoặc xe hoạt động.

- Bảng tường để ghi số giờ xe hoạt động.

2. Bơm cao áp kiểu phân phối PE

2.1. Dụng cụ

- Một chìa khóa tupe 3/4, 7/8

- Một molette 12

- Một gắp piton

- Cây vặn vít miệng 5mm

2.3. Tháo bơm

1. Tháo bơm cao áp ra khỏi động cơ.

2. Rửa và tẩy sạch chất bẩn, dầu mỡ bên ngoài thân bơm.

3. Kẹp thân bơm vào bàn kẹp có hàm phụ dở sát, đầu bơm lên phía trên. Tháo

các rắc co ống dầu đến, đi. Tháo bơm tiếp vận và bộ điều tốc.

10. Có thể lấy cốt bơm ra khỏi thân bơm, cẩn thận không va chạm các mấu cam, bạc đạn bi vào thân gây trầy, mẻ các mặt láng.

11. Dùng dụng cụ gắp đệm ra khỏi bơm từ lỗ đáy bơm hoặc thân bơm.

12. Dung gắp piton, chui vào lỗ đáy bơm lấy piton và chén chặn lò xo phía dưới một lượt. Cẩn thận đặt nơi giấy sạch hoặc nơi giá đựng của nó.

Chú ý : Pitton và xy lanh của mỗi tổ bơm đều riêng biệt từng bộ, không được lẫn lộn với nhau. Khi tháo piton phải ổn định thứ tự về vị trí của nó để khi tháo xong xy lanh được lắp vào ngay đúng bộ của nó.

2.4. Ráp bơm cao áp PE

Trước khi lắp phải súc rửa thật sạch và không cần thổi gió hoặc lau khô. Vì theo nguyên tắc là phải thấm dầu gasoil sạch trước khi ráp các chi tiết.

2.5. Kiểm tra sửa chữa bơm PE

Sau một quá trình hoạt dộng và đúng định kỳ làm công tác đại tu máy nhiên liệu cũng được tháo ra để kiểm tra tình trang sửa chữa, thay mới các chi tiết bên trong.

Trước hết phải rửa sạch bên ngoài bơm cao áp. Dùng dầu tẩy thích hợp. Sau khi rửa sạch và thổi gió, ta tháo rời các chi tiết bên trong để kiểm soát.

3. Bơm kim liên hợp GM

3.1. Dụng cụ

- Cây vặn vít miệng 5mm.

- Một ngàm kẹp của bơm kim liên hợp.

- Một chìa khóa tube hoặc dẹp vòng 9/16’’.

3.3. Tháo bơm kim liên hợp Gerneral Mostors

1. Tháo bơm liên hợp ra khỏi động cơ.

2. Rửa sạch bên ngoài.

3. Gắn bàn kẹp vào mỏ bàn kẹp đoạn bắt kim vào ngàm kẹp đầu của vòi phun trở phía dưới và xiết chặt bàn kẹp

4. Tay trái đè ống hướng dẫn, dẫn piton xuống, tay mặt cho que sắt đường kính cỡ 2mm vào lỗ thân để kềm piton ở vị trí bất động.

3.4. Ráp bơm kim liên hợp Gm

1. Ráp lọc dầu

Theo nguyên tắc mỗi khi hồi chi tiết bên trong của bơm, lọc và đệm kín cần phải thay mới, nhưng có thể súc rửa thật kỹ để dùng lại.

a. Kẹp chân bơm vào bàn kẹp có ngàm hoặc giá chịu.

b. Ráp lọc vào đệm kín vào vị trí của mỗi bên, đoạn thấm dầu trơn nơi răng gai của nắp đậy lọc dầu.

3.5. Kiểm tra sửa chữa bơm kim liên hợp

3.5.1. Nguyên nhân hư hỏng của bơm kim liên hợp

Có 3 nguyên nhân chính

- Các chất bẩn trong hệ thống xâm nhập vào trong bơm qua nhiều hình thức

- Nước lộn trong nhiên liệu vì không bảo quản tốt nhiên liệu

- Máy nóng thái quá tạo nhiều đặc chất làm hư hỏng, làm biến dạng các chi tiết chính xác bên trong.

Sau các quá trình vận hành hoặc sau khi phát hiện sự hư hỏng phải được sửa chữa phục hồi tốt tình trạng. Loại bơm này là bơm kim liên hợp nên dụng cụ để thử hoàn toàn khác hẳn và được phối hợp với bàn thử thông dụng cho kim phun sử dụng.

3.5.2. Cách thử để chuẩn đoán hư hỏng

Trước hết rửa sạch và thổi gió bên ngoài, công việc thử được thực hiện theo trình tự sau đây :

3.5.2.1. Thử sự di động trơn thanh răng và piston bơm

Đẩy và chịu ống lò xo vào thành của bàn thợ để ép lò xo vào đồng thời di chuyển thanh răng qua lại, nếu thanh răng liên hệ và piton bơm ở vào tình trạng tốt thì thanh răng di động trơn, đều tay, không có rít, kẹp.

3.5.2.4. Thử áp suất cao

Phương pháp này để phát hiện tình trạng hở các mặt tiếp xúc của các chi tiết có mặt ép vào nhau. Các vòng cao su đệm kín phương pháp này cũng để xác định mức độ hở của xy lanh và pitton bơm.

3.5.2.6. Quan sát pitton bơm

Sau khi thực hiện các giai đoạn thử tihf trang toàn bộ ta phải kiểm tra tình trạng của các pitton riêng biệt để phân tích hiện tượng hư hỏng và khắc phục ngay. Tháo pitton rời khỏi thân và quan sát mặt láng của pitton. Dùng kính phóng đại để tăng cường chính xác.

3.5.3. Sửa chữa bơm kim liên hợp

Theo quá trình suy luận về nguyên nhân hư hỏng ta có thể phân tích như sau :

3.5.3.1. Áp lực thoát quá thấp so với định mức

- Bệ van cao áp bị mòn hoặc bị rỉ khuyết, phải xoáy phẳng nếu quá trọng phải thay mới.

- Bệ van cao áp bị mẻ sứt( thay mới)

- Van cao áp, nút chặn lò xo bị mòn phải thay mới, nếu mòn ít có thể phục hồi bằng cát xoáy phẳng.

3.5.2.4. Số lượng nhiên liệu cung cấp sai lệch.

- Vòi phun hoặc lỗ tia bị nghẽn nghẹt một số tia xoi thông bằng giây cước thép tương ứng với kích thước của lỗ tia.

- Lỗ tia bị rộng, thay mới đúng định chuẩn.

- Chất muội than hoặc ngoại chất đóng trong vòi phun dùng cây nạo để nạo bên trong, súc rửa và thổi gió.

3.5.2.6. Bảo dưỡng bơm kim liên hợp.

Trong công tác bảo dưỡng kim bơm liên hợp. Trọng tâm chính là nhiên liệu phải được bảo quản tốt. Hệ thống lọc phải được bảo đảm an toàn tách rời các chất bẩn, nước lẫn trong nhiên liệu :

Ngoài công việc chỉ bơm kim đúng thời điểm, số lượng nhiên liệu phải đủ nhu cầu, tránh động cơ nóng thái quá, điểm này cũng cần chú ý trong công tác bảo dưỡng hệ thống.

KẾT LUẬN

Qua thời gian học tập và nghiên cứu về chuyên ngành “Công nghệ kỹ thuật ô tô” tại Trường, em được khoa tin tưởng giao cho đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu, lập quy trình bảo dưỡng- sửa chữa động cơ diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí”.Đây là một đề tài rộng cần khối lượng kiến thức lớn.

Với sự cố gắng của em và dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy: Ths………. cùng với sự giúp đỡ của quý thầy trong Khoa Ô Tô, các bạn trong lớp, em đã hoàn thành đề tài đáp ứng được yêu cầu đưa ra. Song trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, với khả năng và kinh nghiệm còn hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy em rất mong sự đóng góp, chỉ bảo của quý thầy để đề tài của em được hoàn thiện hơn và đó chính là những kinh nghiệm nghề nghiệp cho em sau khi ra trường.

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy trong khoa, đặc biệt là thầy : Ths…………. đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn em để đề tài của em được hoàn thành.

Qua đây, em xin được kính chúc thầy và gia đình luôn nhiều sức khỏe, hạnh phúc và thành đạt.

Em xin trân trọng cảm ơn !

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"