MỤC LỤC
MỤC LỤC.......................................................................................................................................... 1
LỜI NÓI ĐẦU.. ..................................................................................................................................3
Chương 1.......................................................................................................................................5
GIỚI THIỆU ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ZMZ- 514................................................................ 5
1.1. Các thông số kỹ thuật chính của động cơ ZMZ- 514:.................................................................5
1.2. Giới thiệu đặc điểm kết cấu động cơ ZMZ- 514: ........................................................................7
1.2.1. Nhóm các chi tiết cố định:....................................................................................................... 7
1.2.2.Nhóm chi tiết chuyển động: ......................................................................................................8
1.2.3.Hệ thống bôi trơn: ...................................................................................................................19
1.2.4.Hệ thống làm mát:................................................................................................................... 24
1.2.5.Hệ thống cung cấp nhiên liệu: .................................................................................................28
1.2.6.Hệ thống nạp không khí và thải khí cháy................................................................................. 29
Chương 2. .....................................................................................................................................30
TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC, ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ..............................................30
A.TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC: ......................................................................................30
1.2.Chọn các thông số ban đầu:....................................................................................................... 30
2.2.Tính toán chu trình công tác: ..................................................................................................32
2.2.1.Tính toán quá trình trao đổi khí: ...............................................................................................32
2.2.2.Tính toán quá trình nén: ......................................................................................................33
2.2.3.Tính toán quá trình cháy: ....................................................................................................33
2.2.4. Tính toán quá trình dãn nở:.................................................................................................... 36
2.2.5. Kiểm tra kết quả tính toán:...................................................................................................... 36
2.3.Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác và sự làm việc của động cơ:.......................37
2.3.1.Các thông số chỉ thị: ................................................................................................................37
2.3.2.Các thông số có ích: ................................................................................................................38
2.4.Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác:........................................................................ 39
2.4.1. Khái quát: ...........................................................................................................................39
2.4.2. Dựng đồ thị công chỉ thị lý thuyết:............................................................................................40
2.4.3.Hiệu chỉnh đồ thị công chỉ thị lý thuyết thành đồ thị công chỉ thị thực tế: .................................43
2.5.Dựng đặc tính ngoài của động cơ: ..............................................................................................43
2.5.1.Khái quát: .............................................................................................................................43
2.5.2.Dựng các đường đặc tính:....................................................................................................... 43
B. TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC. ....................................................................................................45
2.1. Mục đích và nội dung: ................................................................................................................45
2.1.1.Mục đích: .................................................................................................................................45
2.1.2.Nội dung: .................................................................................................................................46
2.2.Triển khai đồ thị công chỉ thị P-V thành đồ thị lực khí thể Pk tác dụng lên pít tông ................... 46
2.3. Quy dẫn khối lượng chuyển động: .............................................................................................48
2.3.1.Khối lượng chuyển động tịnh tiến mj: ....................................................................................48
2.3.2.Khối lượng thanh truyền và trục khuỷu. ...................................................................................49
2.4.Lực quán tính và tổng lực, lực tiếp tuyến và pháp tuyến. ...........................................................49
2.5.Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu. ...................................................................53
2.6.Đồ thị mài mòn cổ khuỷu: ............................................................................................................57
2.7.Đồ thị tổng lực tiếp tuyến và mô men tổng:................................................................................. 58
Chương 3. ......................................................................................................................................60
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ.. 60
3.1.Hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ diesel:...................................................................... 60
3.1.1.Chức năng, phân loại: ..............................................................................................................60
3.1.2.Những yêu cầu đối với hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ diesel:.............................. 62
3.1.3.Một số đặc điểm bơm cao áp, vòi phun dùng trên động cơ diesel: ..........................................63
3.2.Bơm cao áp kiểu trên động cơ ZMZ-514: ....................................................................................71
3.2.1.Kết cấu bơm cao áp kiểu phân phối trên động cơ ZMZ-514: ....................................................71
3.2.2.Các ưu nhược điểm: .................................................................................................................75
KẾT LUẬN.. ........................................................................................................................................77
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành ô tô giữ một vai trò rất 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 áp dụng nhanh chóng vào công nghệ chế tạo ô tô. Các tiến bộ khoa học đó đã được áp dụng nhằm giảm nhẹ cường độ lao động cho người lái, đảm bảo an toàn cho người, xe và hàng hóa. Tăng vận tốc trung bình cũng như tăng tính kinh tế của xe.
Tuy nhiên ở nước ta hiện nay nhất là trong quân đội vẫn còn sử dụng các thế hệ ô tô sản xuất từ Liên Xô trước đây. Chính vì vậy việc tìm hiểu, đánh giá, kiểm nghiệm các hệ thống, cụm, cơ cấu cho xe là vấn đề hết sức cần thiết, nhằm có biện pháp khai thác sử dụng xe một cách hợp lý và có hiệu quả cao hơn.
Một trong những dòng xe được sử dụng khá nhiều ở nước ta nhất là trong lĩnh vực quốc phòng là dòng xe Gaz. Đồ án này tìm hiểu, đánh giá và kiểm nghiệm về loại động cơ ZMZ-514 được sử dụng trên xe Gaz.
Động cơ ZMZ-514 là động cơ diesel có tăng áp. Hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm cao áp kiểu phân phối, với một bơm cung cấp nhiên liệu cho cả 4 xilanh của động cơ. Tìm hiểu và phân tích các ưu, nhươc điểm của kiểu bơm phân phối so với bơm cao áp kiểu truyền thống là một điều cần thiết.
Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp được giao là: “Khai thác động cơ ZMZ-514 và tính toán chu trình công tác, động lực học ở chế độ Neđm”.
Nội dung gồm 3 phần chính sau:
Chương 1: Giới thiệu đặc điểm, kết cấu động cơ ZMZ-514.
Chương 2: Tính toán chu trình công tác, động lực học của động cơ.
Chương 3: Phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ.
Đồ án được thực hiện với sự hướng dẫn của: …………….., và sự giúp đỡ của các thầy trong Bộ môn Động cơ- Khoa Động lực- Trường HVKTQS.
….., ngày…...tháng…..năm 20…….
Sinh viên thực hiện
.......................
Chương 1
GIỚI THIỆU ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ZMZ- 514
1.1. Các thông số kỹ thuật chính của động cơ ZMZ- 514:
- Loại động cơ | Diesel, tua bin, phun trực tiếp |
- Số xilanh | 4 |
- Bố trí xilanh | Một hàng thẳng đứng |
- Thứ tự làm việc | 1- 3- 4- 2 |
- Hướng quay trục khuỷu theo Ãẻẹề 22836_77 | Phải |
- Đường kính xilanh, mm | 87 |
- Hành trình píttông, mm | 94 |
- Thể tích công tác, lít | 2,24 |
- Tỉ số nén | 19,4 |
- Công suất định mức theo Ãẻẹề 14846_81 ở số vòng quay trục khuỷu 4000 v/ph, KW(Mã lực) | 72(98) |
- Số vòng quay ổn định nhỏ nhất không tải, v/ph | 800.....50 |
- Hệ thống làm mát | Làm mát bằng chất lỏng, kín, tuần hoàn cưỡng bức, với bộ ổn nhiệt TC_108_01 |
- Hệ thống bôi trơn | Kết hợp: Cưỡng bức và vung té |
- Bơm cao áp | Kiểu phân phối |
- Vòi phun | Dạng kín, cung cấp nhiên liệu 2 giai đoạn |
- Bơm cấp nhiên liệu (thấp áp) | Cơ khí, lắp trên động cơ |
- áp suất trong hệ thống bôi trơn ở vị trí lắp đặt cảm biến áp suất khi tần số vòng quay của động cơ 800.50 v/ph ở chế độ không tải, không nhỏ hơn, Kpa | 108 |
- Nhiệt độ cho phép của chất lỏng trong hệ thống làm mát, ˚C | 80...95 |
- Nhiên liệu | L-0, 2-40; L-0,2-62; 3- 0,2- (-35˚C) 3- 0,2- (-45˚C) |
- Dầu bôi trơn | SAE 30 từ 5˚ trở lên; SAE 15W- 40 từ -15˚ trở lên; SAE10W- 40, SAE10W- 30 từ -30˚C trở lên; SAE5W-40, SAE5W-30 từ -25˚C trở lên |
1.2. Giới thiệu đặc điểm kết cấu động cơ ZMZ- 514:
1.2.1. Nhóm các chi tiết cố định:
Nhóm chi tiết cố định gồm thân máy, ống lót xilanh và nắp máy, có nhiệm vụ để gá lắp các chi tiết của cơ cấu khuỷu trục- thanh truyền, của các hệ thống, cơ cấu và các chi tiết khác. Như các đường ống của hệ thống bôi trơn, làm mát và cơ cấu phối khí.v.v..
· Thân máy: Thân máy động cơ ZMZ- 514 có kết cấu kiểu thân xilanh, hộp trục khuỷu, đây là chi tiết có kích thước lớn nhất động cơ. Trong hộp trục khuỷu có 5 ổ đỡ cổ trục chính và 5 ổ đỡ cổ trục cam. Tất cả 5 ổ đỡ cổ trục của thân máy được gia công theo từng bộ cho nên trong quá trình sửa chữa, thay thế không được đổi lẫn, vì vậy trên nắp ổ trục được đánh dấu bằng số. Trên thân máy có các khoang rỗng để chứa nước làm mát xung quanh xi lanh và khoan các đường dẫn dầu bôi trơn. Ngoài ra, còn có các gu dông để bắt chặt nắp máy, các vít cấy và các mặt bích để lắp các hệ thống, cụm, chi tiết khác: Bơm xăng, động cơ khởi động, bộ chia điện, máy phát điện, mặt sau thân máy có vị trí lắp bưởng li hợp được liên kết bằng gu dông. Trên thân máy có gia công 4 lỗ để lắp 4 ống lót xi lanh.
1.2.2.Nhóm chi tiết chuyển động:
Nhóm pít tông:
Nhóm pít tông gồm có pít tông, chốt pít tông, xéc măng khí, xéc măng dầu, và các chi tiết hãm chốt pít tông.
Trong quá trình làm việc của động cơ nhóm pít tông có nhiệm vụ chính sau đây:
1- Cùng nắp xi lanh, thành xi lanh tạo thành buồng cháy.
2- Đảm bảo bao kín buồng cháy, giữ không cho khí cháy trong buồng cháy lọt xuống các te (Hộp trục khuỷu) và ngăn không cho dầu nhờn từ hộp trục khuỷu xục lên buồng cháy.
3- Tiếp nhận lực khí thể và truyền lực cho thanh truyền trong quá trình cháy và giãn nở để làm quay trục khuỷu.
4- Nén khí trong quá trình nén, đẩy khí thải ra khỏi xi lanh trong quá trình thải và hút khí nạp mới vào buồng cháy trong quá trình nạp.
* Pít tông:
- Điều kiện làm việc: Pít tông là một chi tiết máy rất quan trọng của động cơ đốt trong. Trong quá trình làm việc của động cơ, pít tông chịu lực rất lớn, nhiệt độ rất cao và ma sát mài mòn lớn. Lực tác dụng và nhiệt độ cao do khí cháy và lực quán tính sinh ra gây nên ứng suất cơ học và ứng suất nhiệt trong pít tông, mài mòn càng khốc liệt nếu thiếu dầu bôi trơn bề mặt ma sát của pít tông và xi lanh. Các yếu tố gây tác động chính lên pít tông khi làm việc là:
* Xu páp:
Động cơ ZMZ-514 gồm 4 xu páp nạp và 4 xu páp thải. Các xu páp được dẫn động từ hai trục cam nhờ dàn cò mổ và con đội thuỷ lực. Các xu páp làm việc trong điều kiện rất xấu, chịu tải trọng động và phụ tải nhiệt rất lớn, nhất là đối với xu páp thải.
- Xu páp nạp và xu páp thải được chế tạo từ thép chịu nhiệt. Nấm xu páp nạp có đường kính lớn hơn của xu páp thải. Giữa thân và tán nấm của các xu páp có bán kính góc lượn lớn để cải thiện tình trạng lưu thông của dòng khí nạp và thải, đồng thời tăng độ cứng vững cho xu páp, giảm được trọng lượng.
- Móng hãm: Móng hãm được chia làm hai nửa hình côn, có tác dụng giữ và liên kết giữa đuôi xu páp và lò xo xu páp. Kiểu móng hãm này có kết cấu rất đơn giản, độ an toàn cao.
- Ống dẫn hướng: Để dễ dàng trong sửa chữa và tránh mài mòn cho nắp máy, ở vỉ trí lắp xu páp người ta lắp thêm ống dẫn hướng, ống dẫn hướng có dạng hình trụ rỗng được lắp vào với nắp máy bằng mối ghép găng, ống dẫn hướng được chế tạo bằng vật liệu chống mòn, nhằm chống lại hiện tượng mòn do sự dịch chuyển tương đối của xu páp trong quá trình làm việc.
- Đế xu páp: Đế xu páp có tác dụng bảo vệ nắp máy ở vùng tiếp xúc xu páp với nắp máy, thuận tiện cho việc sửa chữa, thay thế. Đế xu páp có dạng hình ống mặt trong được vát góc theo vát của tán nấm. Trong quá trình sửa chữa, lắp ráp để đảm bảo độ kín khít cho buồng cháy người ta phải tiến hành rà xu páp. Yêu cầu trong việc chế tạo bề mặt tiếp xúc giữa tán nấm và đế xu páp phải có độ nhẵn, bóng cao để đảm bảo độ kín khít khi làm việc.
- Lò xo xu páp: Lò xo xupáp có dạng hình trụ, hai đầu được quấn sít với nhau và mài phẳng. Trong quá trình làm việc lò xo luôn chịu nén.
* Trục cam:
Trục cam động cơ ZMZ-514 (Vị trí 4,6- hình trên) được chế tạo bằng thép. Gồm hai trục cam, một nạp một thải, các cam nạp và thải được làm liền với trục. Các trục cam được dẫn động từ trục khuỷu bằng xích.
* Cò mổ:
Cò mổ là chi tiết truyền lực trung gian. Cò mổ trên động cơ ZMZ-514 được thiêt kế đặc biệt, không phải là loại cỏ mổ kiểu dáng thông thường. Một đầu tiếp xúc với xu páp, một đầu tiếp xúc với ổ đỡ thuỷ lực, lưng cò mổ chính là một con lăn được liên kết với cò mổ thành một khối và có thể quay tròn quanh trục. Con lăn chính là vị trí mà cam điều khiển tác dụng vào cò mổ và thông qua đó để dẫn động xu páp. Kết cấu kiểu con lăn giúp giảm ma sát tiếp xúc giữa cò mổ và vấu cam trong quá trình làm việc để nâng cao tuổi thọ cho các chi tiết.
Khi không có tải trọng bên ngoài tác động vào, dầu từ hệ thống của động cơ qua van thông và điền đầy vào khoang giữa thân và pít tông, pít tông được đẩy lên và duy trì khe hở chính xác. Khi cam quay cò mổ dẫn động xu páp tải trọng bên ngoài nén đột ngột làm tăng áp suất dưới pít tông, van ngược của ổ đỡ đóng lại và ổ đỡ làm việc như một chi tiết cứng. Khe hở giữa thân và pít tông khoảng 5
8 mm, một phần nhỏ dầu bị nén qua khe hở này. Khi vấu cam đi qua, không còn tải trọng tác động từ bên ngoài, ổ đỡ thuỷ lực lại duy trì vị trí ban đầu.
Ổ đỡ thuỷ lực có khi trở thành khối cứng sẽ giúp cò mổ dẫn động xu páp đồng thời làm giảm sự va đập khi dẫn động đóng mở các xu páp.
1.2.3.Hệ thống bôi trơn:
Két mát nước:
Két mát dùng để hạ nhiết độ của nước từ động cơ ra rồi đưa trở lại làm mát cho động cơ. Két mát được đặt phía ngoài quạt gió. Két mát gồm: ngăn trên, ngăn dưới và dàn ống truyền nhiệt; ngăn trên chứa nước nóng, ngăn dưới chứa nước nguội và dàn ống truyền nhiệt nối ngăn trên với ngăn dưới. Hiệu suất truyền nhiệt của bộ phận truyền nhiệt phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ lưu động của hai dòng môi chất (môi chất toả nhiệt là nước và môi chất thu nhiệt là không khí). Vì vậy để tăng hiệu suất truyền nhiệt, phía sau két được bố trí quạt gió để hút gió đi qua dàn ống truyền nhiệt.
Kết cấu của dàn ống truyền nhiệt gồm nhiều ống dẫn nước dẹt, làm bằng đồng, bố trí thành hàng cắm trong các lá tản nhiệt, các lá tản nhiệt cũng được làm bằng đồng, được hàn vào ống dẫn nước, tạo thành các khe cho gió lọt qua.
1.2.5.Hệ thống cung cấp nhiên liệu.
........................................................................................................................
Hình1.11: Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu
1-Vòi phun; 2-Động cơ; 3-Đường ống thu dầu từ vòi phun về ống nối; 4-Đường ống áp suất cao từ bơm cao áp đến vòi phun; 5-Bơm cao áp; 6-ống nối đường dầu từ bơm cao áp về thùng dầu; 7-ống nối đường dầu với bơm cấp nhiên liệu (bơm thấp áp); 8-Bơm cấp nhiên liệu; 9-Bầu lọc tinh nhiên liệu; 10-Đường ống dẫn dầu; 11- Đường ống dẫn dầu dư về thùng; 12-Bầu lọc thô; 13- Thùng nhiên liệu;
1.2.6.Hệ thống nạp không khí và thải khí cháy.
........................................................................................................................
Hình1.12: Hệ thống nạp không khí
1-Đường nạp; 2-Cổ thu; 3-Đường dẫn khí; 4-Đường ra của máy nén khí; 5-Đường ống nạp của máy nén khí.
Các hệ thống nạp và thải của động cơ dùng để nạp không khí vào xi lanh và thải sạch khí thải ra khỏi xi lanh động cơ. Yêu cầu chung đối với hệ thống nạp thải của động cơ là phải có hệ số cản nhỏ nhất, để giảm tổn thất bơm, làm tăng hệ số nạp cho động cơ cũng như sử dụng một cách có hiệu quả nhất năng lượng của dòng khí thải cho tua bin tăng áp.
Hệ thống nạp bao gồm bầu lọc không khí, máy nén khí, đường ống nạp,...
Hệ thống thải bao gồm đường ống thải, tua bin khí, bộ giảm thanh,...
Chương 2
TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC, ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ
A.TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC:
1.2.Chọn các thông số ban đầu:
1- Công suất có ích định mức Neđm ở số vòng quay trục khuỷu 4000 (v/ph):
.................................................................................................................
.................................................................................................................
...................................................
21- Thể tích công tác Vh:
Vh = ........................................
= ............................................. (dm3)
2.2.Tính toán chu trình công tác:
2.2.1.Tính toán quá trình trao đổi khí:
Ở động cơ diesel 4 kỳ tăng áp
- Áp suất cuối quá trình nạp:
pa = (0,88..... 0,96).Pk (MPa)
Động cơ có n cao và Pk trung bình nên chọn:
pa = 0,88. 0,14 = 0,1232(MPa)
.................................................................................................................
.................................................................................................................
...................................................
2.4.Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác:
2.4.1. Khái quát:
Đồ thị công chỉ thị là đồ thị biểu diễn các quá trình của chu trình công tác xảy ra trong xilanh 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.
+ Hiệu chỉnh đồ thị lý thuyết 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 đến các yếu tố ảnh hưởng của một 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 góc đóng muộn các xu páp cũng như sự thay đổi thể tích khi cháy.
2.4.2. Dựng đồ thị công chỉ thị lý thuyết:
Ở đồ thị công chỉ thị lý thuyết, ta thay chu trình thực tế bằng chu trình kín a-c-y-z-b-a. 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.
Ta có : Vc = .......................
Vc = ..................................
và Vz = r.Vc =1,893.0,03 = 0,057 (dm3)
Phương pháp lập bảng dựa vào phương trình của quá trình nén và dãn nở đa biến.
Với quá trình nén đa biến, ta có:
...........................................
Với quá trình dãn nở đa biến, ta có:
.................................................
Trong đó: pn, pd, Vn và Vd là các giá trị biến thiên của áp suất và thể tích trên đường nén và dãn nở. Ta có thể đưa các phương trình trên về dạng:
pn = paen1 và pd = pben2
Trong đó: ........................ ; ..................... là những tỷ số biến thiên (tỷ số nén tức thời).
*Các điểm trên đường nén:
TT | e1 | Vn =Va/e1 | pn =pa.e......... |
1 | 1.000 | 0.589 | 0.123 |
2 | 2.840 | 0.207 | 0.499 |
3 | 4.680 | 0.126 | 0.974 |
4 | 6.520 | 0.090 | 1.520 |
5 | 8.360 | 0.070 | 2.120 |
6 | 10.200 | 0.058 | 2.768 |
7 | 12.040 | 0.049 | 3.457 |
8 | 13.880 | 0.042 | 4.182 |
9 | 15.720 | 0.037 | 4.941 |
10 | 17.560 | 0.034 | 5.732 |
11 | 19.400 | 0.030 | 6.550 |
* Các điểm trên đường giãn nở:
.................................................................................................................
.................................................................................................................
...................................................
2.5.Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu.
Đồ thị véc tơ phụ tải (đtvtpt) tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu hoặc chốt khuỷu (nếu chế tạo rời) gọi tắt là đtvtpt cổ khuỷu. Đồ thị này phản ánh sự tác dụng của lực T, Z và Pr2 lên bề mặt cổ khuỷu thông qua bạc trong một chu trình công tác của xi lanh.
Ta có: ............................ [MN]
Cần phải chọn tỉ lệ xích các lực cho phù hợp, nhưng bắt buộc ...............
Dựng hệ trục vuông góc TOZ; OT là trục tung hướng sang phải, OZ là trục hoành hướng xuống phía dưới. Dựa theo kết quả tính ở bảng biến thiên xác định các giao điểm ứng với véc tơ ........... Nối các giao điểm đó bằng một đường cong, ta được đồ thị lực thanh truyền Pth trong hệ toạ độ mà trục khuỷu đứng yên, còn thanh truyền quay tương đối goc ......... so với trục khuỷu về phía trái.
Từ O, về phía chiều dương OZ, xác định điểm O1 sao cho: ............
Vẽ vòng tròn bán kính bất kỳ tượng trưng cho bề mặt cổ khuỷu, vẽ kéo dài má khuỷu tượng trưng về phía chiều dương trục OZ. Đồ thị nhận được ứng với góc O1 chính là đtvtpt cổ khuỷu với tỉ lệ xích ...............
Ta thấy phần đuôi đồ thị này (ứng với vùng 360°..........380° GQTK) ở chế độ mô men sẽ dài hơn so với chế độ công suất bởi hai lý do:
- Lực quán tính nhỏ hơn.
- Áp suất cực đại trong xi lanh lớn hơn.
........................................................................................................................
Hình 2.8: Đồ thị véc tơ phụ tải cổ khuỷu
Ứng với trị số góc a cụ thể trên trục hoành ta xác định trị số tương ứng của véc tơ Qck trên đtvtpt cổ khuỷu và thông qua tỉ lệ xích mQ (chọn thích hợp cho đồ thi Qck- a) ta xác định được một điểm nhất định trên đồ thị Qck. Lần lượt tiến hành tương tự đối với các trị số tiếp theo của góc a ta được tập hợp các giao điểm. Nối chúng lại bằng một đường cong liên tục ta được đồ thị Qck - a.
* Xác định trị số tải trong trung bình tác dung lên bề mặt cổ khuỷu:
.......................[MN]
Để tăng độ chính xác người ta dùng phương pháp tích phân đường cong để tìm diện tích. Sau đó lấy diện tích chia cho chiều dài sẽ được chiều cao của hình chữ nhật tương ứng.
Chiều cao đó, thông qua tỷ lệ xích mQ, chính là trị số véc tơ tải trọng trung bình QckTB, ta kẻ một đường song song với trục hoành thể hiện QckTB (tỷ lệ xích mQ) lên đồ thị Qck - a.
* Hệ số va đập c:
Tìm trên đồ thị Qckmax và tính c =...........
* Xác định tải trọng riêng:
qc = ....................[MN/m2]
Trong đó: lC - chiều dài tiếp xúc và dC là đường kính của cổ khuỷu [m].
* Vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn.
.................................................................................................................
.................................................................................................................
...................................................
Còn với động cơ có từ hai trị số góc lệch pha công tác trở lên thì việc xác định chu trình biến thiên của lực TS sẽ phức tạp hơn.
Như đã giả thiết ta có T do các xi lanh gây nên là như nhau và ta tính được TS.
Trục hoành đồ thị TS - a kéo dài từ 0° tới d° (Từ 0° đến 180°), còn trục tung thì phải dùng tỷ lệ xích mTS phù hợp để thể hiện TS.
Ta tiến hành theo phương pháp lập bảng tính TS cho một chu kỳ biến thiên của nó, rồi chọn mTS phù hợp để vẽ.
Việc lập bảng được tiến hành dựa trên bảng biến thiên lực tiếp tuyến T của một xi lanh mà ta đã lập ở trên và thứ tự công tác của động cơ.
........................................................................................................................
Hình 2.11: Đồ thị tổng lực tiếp tuyến
Chương 3
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP
NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ
3.1.Hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ diesel:
3.1.1.Chức năng, phân loại:
a.Chức năng:
Ở động cơ diesel nhiên liệu trước khi cháy phải được bay hơi và hoà trộn với không khí để tạo thành hỗn hợp cháy. Để thực hiện điều đó nhiên liệu phải được phun thành từng hạt nhỏ với kích thước xác định và phân bố đều trong thể tích buồng cháy. Độ phun tơi và phun sâu cần thiết của chùm tia nhiên liệu ở động cơ diesel đạt được nhờ bơm cao áp và vòi phun.
.................................................................................................................
.................................................................................................................
...................................................
b.Phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu:
Hệ thống nhiên liệu trên các động cơ diesel ôtô, xe quân sự và tầu thuỷ có những đặc điểm rất khác nhau về cấu tạo và nguyên lý làm việc.
Sự khác biệt đó thể hiện ở đặc điểm cấu tạo, phương pháp liên hệ giữa bơm cao áp và vòi phun, phương pháp dẫn động bơm cao áp,...
.................................................................................................................
.................................................................................................................
...................................................
- Hệ thống nhiên liệu có các bơm cao áp riêng biệt cho từng xi lanh của động cơ: Ưu điểm của hệ thống này là đường ống cao áp ngắn nhưng trục cam của bơm dài và việc điều khiển thanh răng của bơm phức tạp, đặc biệt là ở những động cơ lớn.
3.1.2.Những yêu cầu đối với hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ diesel:
- Cung cấp nhiên liệu đúng liều lượng phù hợp với các chế độ tốc độ và phụ tải của động cơ.
- Đảm bảo phun tơi nhiên liệu và phân bố đều khắp không gian buồng cháy của động cơ.
- Có quy luật cung cấp nhiên liệu tốt nhất ở mọi chế độ làm việc của động cơ.
- Lượng nhiên liệu cung cấp cho một chu trình ở các xi lanh phải đều nhau.
- Đảm bảo làm việc lâu dài không cần điều chỉnh, tuổi thọ của các chi tiết bơm cao áp và vòi phun không được nhỏ hơn tuổi thọ của động cơ.
3.1.3.Một số đặc điểm bơm cao áp, vòi phun dùng trên động cơ diesel:
Bơm cao áp nén dầu diesel với áp suất cao để cung cấp cho các vòi phun, phun vào buồng cháy động cơ ở cuối quá trình nén đảm bảo:
Nhiên liệu có áp suất cao, tạo chênh áp lớn trước và sau lỗ phun.
Áp suất nhiên liệu trong quá trình phun càng lớn, nhiên liệu phun càng tơi.
3.2.Bơm cao áp kiểu trên động cơ ZMZ-514:
Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ ZMZ-514 sử dụng bơm cao áp kiểu phân phối với một cặp pít tông-xi lanh cung cấp nhiên liệu cao áp cho cả bốn vòi phun của bốn xi lanh động cơ.
3.2.1.Kết cấu bơm cao áp kiểu phân phối trên động cơ ZMZ-514:
Pít tông của bơm nhiên liệu được dẫn động từ ngoài. Chuyển động tịnh tiến của pít tông được đảm bảo bởi cam 23, với trục cam được dẫn động từ trục khuỷu. Cam tác dụng lên pít tông nhờ con lăn 3 của con đội 2, được nén bởi lò xo 5. Sự chuyển động quay của pít tông được đảm bảo bởi bánh răng côn 21, trục 15 và các bánh răng trụ.
Hình dưới thể hiện rõ hơn về sự hoạt động của các chi tiết của bơm cao áp:
Trục cam 1 được dẫn động từ trục khuỷu, qua con đội và con lăn 3 gây ra chuyển động tịnh tiến xuống-lên để tạo ra quá trình hút-bơm của pít tông 10.
Nhờ các bánh răng côn 5, trục truyền động 6 và các bánh răng thẳng 7 làm pít tông quay, để phân phối nhiên liệu đến các xi lanh theo thứ tự làm việc của động cơ.
* Bộ điều tốc của bơm cao áp:
Bốn vấu cam khá xít nhau nên trong quá trình làm việc không thể tránh khỏi hiện tượng va đập, nhất là khi tốc độ động cơ cao va đập càng lớn.
KẾT LUẬN
Hiện nay trên thế giới nói chung và nước ta nói riêng, việc sử dụng ô tô làm phương tiện đi lại, chuyên chở, là phương tiện quan trọng, không thể thiếu trong nền kinh tế quốc dân. Vì thế, trong sự nghiệp đổi mới nhằm đưa đất nước ta trở thành một nước có nền công nghiệp hiện đại, chúng ta cần phải phát triển nhiều ngành kinh tế mũi nhọn để đáp ứng nhu cầu chung của đất nước, trong đó có ngành công nghiệp ô tô. Tuy nhiên, với công nghệ, kỹ thuật lạc hậu, trình độ của công nhân, kỹ sư còn nhiều hạn chế, chúng ta phải tận dụng tối đa khả năng hiện có, khai thác tốt nhất có thể nguồn lực cũng như phương tiện trong nước. Để đảm bảo được yêu cầu trên, trong ngành ô tô chúng ta cần phải tìm hiểu, đánh giá, kiểm nghiệm động cơ, các hệ thống, cụm, cơ cấu cho xe, nhằm có biện pháp khai thác sử dụng xe một cách hợp lý và có hiệu quả cao nhất.
Đồ án của tôi nghiên cứu về đề tài: “Khai thác động cơ ZMZ-514 và tính toán chu trình công tác, động lực học ở chế độ Neđm, và tìm hiểu, phân tích về bơm cao áp kiểu phân phối được sử dụng trên động cơ ZMZ-514”.
Qua thời gian thực hiện đồ án, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy trong bộ môn động cơ, khoa động lực. Đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo:……………. để tôi có thể hoàn thành đồ án này.
Do trình độ và kinh nghiệm của bản thân còn nhiều hạn chế, nên quá trình thực hiện khó tránh khỏi sai sót, tôi rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy và các bạn, để nâng cao trình độ bản thân phục vụ cho quá trình công tác sau này.
Tôi xin chân thành cảm ơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tài liệu về động cơ ZMZ-514.
2. Hướng dẫn đồ án môn học động cơ đốt trong (2003).
Tac giả: TS. Vy Hữu Thành.
ThS. Vũ Anh Tuấn.
3. Lý thuyết động cơ đốt trong (2002).
Tác giả: PGS.TS. Hà Quang Minh.
4. Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong, phần I (1996).
Tác giả: PGS.TS. Lại Văn Định.
TS. Vy Hữu Thành.
5. Kết cấu tính toán động cơ đốt trong, phần II (2003).
Tác giả: PGS.TS. Lại Văn Định.
TS. Vy Hữu Thành.
6. Đại cương động cơ đốt trong (2006).
Tác giả: PGS.TS. Lại Văn Định.
7. Tài liệu về bơm cao áp kiểu phân phối.
8. Sổ tay vẽ kỹ thuật cơ khí (2001).
Chủ biên: Nguyễn Trường Sinh.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"