Đồ án Tốt nghiệp- Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Yuchai-YZ485ZLQ

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

MỤC ĐÍCH - Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 5

1. Giới thiệu chung về động cơ Yuchai - YZ485ZLQ 7

1.1. Các thông số cơ bản của động cơ Yuchai-YZ485ZLQ 8

1.2. Các cơ cấu và các hệ thống chính của động cơ 9

1.2.1. Nhóm piston thanh truyền 9

1.2.1.1. Nhóm piston 10

1.2.1.2. Thanh truyền 11

1.2.2. Cơ cấu trục khuỷu 13

1.2.2.1. Đầu trục khuỷu 13

1.2.2.2. Cổ trục khuỷu 14

1.2.2.3. Chốt khuỷu 14

1.2.2.4. Má khuỷu 14

1.2.2.5. Đối trọng 15

1.2.2.6. Đuôi trục khuỷu 15

1.2.3. Thân máy và nắp xylanh 16

1.2.3.1. Thân máy 16

1.2.3.2. Nắp xy lanh 17

1.2.4. Cơ cấu phân phối khí 18

1.2.5. Hệ thống nhiên liệu 21

1.2.5.1. Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống 21

1.2.5.2. Cấu tạo bơm cao áp của hệ thống nhiên liệu 24

1.2.6. Hệ thống bôi trơn 25

1.2.7. Hệ thống làm mát 26

1.2.8. Hệ thống khởi động 28

1.2.9. Hệ thống tăng áp 29

2. Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Yuchai - YZ485ZLQ 29

2.1. Giới thiệu chung về tăng áp trên động cơ diezel 29

2.1.1. Mục đích của việc tăng áp cho động cơ diezel 29

2.1.2. Các phương pháp tăng áp chủ yếu cho động cơ 30

2.1.2.1. Biện pháp tăng áp nhờ máy nén 30

2.1.2.2. So sánh ưu nhược điểm của hệ thống tăng áp có máy nén và hệ thống tăng áp không có máy nén 31

2.1.3. Một vài vấn đề cần lưu ý khi tăng áp cho động cơ đốt trong 31

2.2. Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Yuchai –YZ485ZLQ 32

2.2.1. Sơ đồ bố trí hệ thống tăng áp trên động cơ 33

2.2.2. Đặc điểm kết cấu của các bộ phận trong hệ thống tăng áp động cơ YZ485ZLQ 34

2.2.2.1. Kết cấu của bộ turbo tăng áp 34

2.2.2.2. Bộ phận xả bớt khí thải qua tuabin 48

2.2.2.3. Bộ phận làm mát khí nạp 50

2.2.3. Phối hợp làm việc của turbo SJ60 với động cơ YZ485ZLQ 53

3. Tính toán hệ thống tăng áp trên động cơ Yuchai YZ485ZLQ 56

3.1. Tính toán kiểm nghiệm bộ turbo SJ60 của hệ thống tăng áp lắp trên động cơ Yuchai-YZ485ZLQ 56

3.1.1. Các số liệu cho trước và các thông số chọn 56

3.1.2. Tính toán các thông số làm việc trong tuabin và máy nén 57

3.1.3. Tính toán cụm turbo tăng áp 60

3.1.3.1. Tính toán máy nén 60

3.1.3.2. Tính toán tuabin 72

4. Những hư hỏng và biện pháp khắc phục 79

4.1. Xác định nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục 79

4.1.1. Động cơ khó tăng tốc, tụt công suất hoặc tiêu hao nhiên liệu lớn 80

4.1.1.1. Nguyên nhân 80

4.1.1.2. Biện pháp khắc phục 80

4.1.2. Có tiếng ồn bất thường 80

4.1.2.1. Nguyên nhân 80

4.1.2.2. Biện pháp khắc phục 80

4.1.3. Tiêu hao nhiên liệu lớn và có khói xanh 81

4.1.3.1. Nguyên nhân 81

4.1.3.2. Biện pháp khắc phục 81

4.2. Phân tích các hư hỏng của hệ thống tăng áp 81

4.2.1. Thiếu dầu bôi trơn 81

4.2.2. Vật lạ rơi vào cụm TB-MN 81

4.2.3. Dầu bôi trơn bẩn 81

4.3. Kiểm tra hệ thống tăng áp của động cơ 82

4.3.1. Kiểm tra hệ thống khí nạp 82

4.3.2. Kiểm tra hệ thống thải 82

4.3.3. Kiểm tra hoạt động bộ chấp hành 82

4.4. Các điểm cần lưu ý khi sử dụng hệ thống tăng áp 82

4.5. Phương pháp tháo lắp cum TB-MN 83

KẾT LUẬN 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

 

 

doc88 trang | Chia sẻ: lethao | Ngày: 10/01/2013 | Lượt xem: 1086 | Lượt tải: 34download
Tóm tắt tài liệu Đồ án Tốt nghiệp- Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Yuchai-YZ485ZLQ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LỜI NÓI ĐẦU Sau thời gian học tập tại Khoa Cơ khí giao thông, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng và thời gian được thực tập tốt nghiệp tại Nhà máy sản xuất và lắp ráp ôtô Chu Lai - Trường Hải, kết thúc khoá học, em đã lựa chọn đề tài về chuyên ngành động cơ để nghiên cứu và làm Đồ án tốt nghiệp của mình. Tên đề tài: KHẢO SÁT HỆ THỐNG TĂNG ÁP BẰNG TURBO KHÍ XẢ TRÊN ĐỘNG CƠ YUCHAI-YZ485ZLQ. Với những kiến thức đã học, từ thực tế và các tài liệu thu thập được trong thời gian thực tập tốt nghiệp, được sự giúp đỡ của những anh trong công ty cùng với sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy giáo TS. Phùng Xuân Thọ, cùng các thầy giáo trong khoa, qua sự nổ lực cố gắng của bản thân em đã hoàn thành báo cáo về đề tài của mình. Nội dung chính của phần thuyết minh gồm 4 nội dung sau : 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ YUCHAI-YZ485ZLQ. 2. KHẢO SÁT HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN ĐỘNG CƠ YUCHAI-YZ485ZLQ. 3. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TĂNG ÁP. 4. NHỮNG HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC. Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện em đã cố gắng tham khảo những tài liệu nước ngoài cũng như các môn học liên quan. Nhưng do trình độ và thời gian có hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót nhất định về mặc nội dung cũng như hình thức trình bày. Em rất mong được sự thông cảm, giúp đỡ, chỉ bảo của quý thầy giáo. Một lần nữa em xin trân trọng gửi lời biết ơn sâu sắc đến sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn TS. Phùng Xuân Thọ, cùng quý thầy giáo trong khoa. Đà Nẵng, tháng 03 năm 2009 Sinh viên thực hiện Hoàng Minh Cảnh MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU 1 MỤC LỤC 2 MỤC ĐÍCH - Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 5 1. Giới thiệu chung về động cơ Yuchai - YZ485ZLQ 7 1.1. Các thông số cơ bản của động cơ Yuchai-YZ485ZLQ 8 1.2. Các cơ cấu và các hệ thống chính của động cơ 9 1.2.1. Nhóm piston thanh truyền 9 1.2.1.1. Nhóm piston 10 1.2.1.2. Thanh truyền 11 1.2.2. Cơ cấu trục khuỷu 13 1.2.2.1. Đầu trục khuỷu 13 1.2.2.2. Cổ trục khuỷu 14 1.2.2.3. Chốt khuỷu 14 1.2.2.4. Má khuỷu 14 1.2.2.5. Đối trọng 15 1.2.2.6. Đuôi trục khuỷu 15 1.2.3. Thân máy và nắp xylanh 16 1.2.3.1. Thân máy 16 1.2.3.2. Nắp xy lanh 17 1.2.4. Cơ cấu phân phối khí 18 1.2.5. Hệ thống nhiên liệu 21 1.2.5.1. Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống 21 1.2.5.2. Cấu tạo bơm cao áp của hệ thống nhiên liệu 24 1.2.6. Hệ thống bôi trơn 25 1.2.7. Hệ thống làm mát 26 1.2.8. Hệ thống khởi động 28 1.2.9. Hệ thống tăng áp 29 2. Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Yuchai - YZ485ZLQ 29 2.1. Giới thiệu chung về tăng áp trên động cơ diezel 29 2.1.1. Mục đích của việc tăng áp cho động cơ diezel 29 2.1.2. Các phương pháp tăng áp chủ yếu cho động cơ 30 2.1.2.1. Biện pháp tăng áp nhờ máy nén 30 2.1.2.2. So sánh ưu nhược điểm của hệ thống tăng áp có máy nén và hệ thống tăng áp không có máy nén 31 2.1.3. Một vài vấn đề cần lưu ý khi tăng áp cho động cơ đốt trong 31 2.2. Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Yuchai –YZ485ZLQ 32 2.2.1. Sơ đồ bố trí hệ thống tăng áp trên động cơ 33 2.2.2. Đặc điểm kết cấu của các bộ phận trong hệ thống tăng áp động cơ YZ485ZLQ 34 2.2.2.1. Kết cấu của bộ turbo tăng áp 34 2.2.2.2. Bộ phận xả bớt khí thải qua tuabin 48 2.2.2.3. Bộ phận làm mát khí nạp 50 2.2.3. Phối hợp làm việc của turbo SJ60 với động cơ YZ485ZLQ 53 3. Tính toán hệ thống tăng áp trên động cơ Yuchai YZ485ZLQ 56 3.1. Tính toán kiểm nghiệm bộ turbo SJ60 của hệ thống tăng áp lắp trên động cơ Yuchai-YZ485ZLQ 56 3.1.1. Các số liệu cho trước và các thông số chọn 56 3.1.2. Tính toán các thông số làm việc trong tuabin và máy nén 57 3.1.3. Tính toán cụm turbo tăng áp 60 3.1.3.1. Tính toán máy nén 60 3.1.3.2. Tính toán tuabin 72 4. Những hư hỏng và biện pháp khắc phục 79 4.1. Xác định nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục 79 4.1.1. Động cơ khó tăng tốc, tụt công suất hoặc tiêu hao nhiên liệu lớn 80 4.1.1.1. Nguyên nhân 80 4.1.1.2. Biện pháp khắc phục 80 4.1.2. Có tiếng ồn bất thường 80 4.1.2.1. Nguyên nhân 80 4.1.2.2. Biện pháp khắc phục 80 4.1.3. Tiêu hao nhiên liệu lớn và có khói xanh 81 4.1.3.1. Nguyên nhân 81 4.1.3.2. Biện pháp khắc phục 81 4.2. Phân tích các hư hỏng của hệ thống tăng áp 81 4.2.1. Thiếu dầu bôi trơn 81 4.2.2. Vật lạ rơi vào cụm TB-MN 81 4.2.3. Dầu bôi trơn bẩn 81 4.3. Kiểm tra hệ thống tăng áp của động cơ 82 4.3.1. Kiểm tra hệ thống khí nạp 82 4.3.2. Kiểm tra hệ thống thải 82 4.3.3. Kiểm tra hoạt động bộ chấp hành 82 4.4. Các điểm cần lưu ý khi sử dụng hệ thống tăng áp 82 4.5. Phương pháp tháo lắp cum TB-MN 83 KẾT LUẬN 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 (( MỤC ĐÍCH - Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Tuy không còn mới mẽ so với các ngành khoa học khác, nhưng cùng với sự phát triển của nền khoa học công nghệ của nhân loại, ngành động cơ đốt trong đã đóng góp một phần rất quan trọng trong sự phát triển đó. Cùng với những yêu cầu ngày càng cao của nhu cầu cuộc sống, nó đòi hỏi sự cải biến lớn trong tất cả các lĩnh vực khoa học nói chung và đối với ngành động cơ đốt trong nói riêng cũng không nằm ngoài qui luật phát triển đó. Tuy nhiên, sự cải biến đó của ngành động cơ không có nghĩa là thay đổi một cách toàn diện về mặt nguyên lý và kết cấu mà nó vẫn dựa trên nền tản của những nguyên lý và kết cấu đã có từ hàng trăm năm trước, trên cơ sở cải tiến và hoàn thiện hơn. Để cải tiến và hoàn thiện hơn cho động cơ, ngành động cơ đốt trong đã nghiên cứu và chế tạo ra nhiều những loại động cơ với tính năng ưu việt, bằng cách cải tiến và hoàn thiện những hệ thống trên động cơ như: hệ thống nhiên liệu (phun xăng điện tử, phun dầu điện tử, hệ thống đánh lửa điện tử, sử dụng hệ thống tăng áp..v..v.). Một trong những biện pháp hữu hiệu nhất để nâng cao công suất cho động cơ diezel được sử dụng rộng rãi ngày nay đó chính là sử dụng hệ thống tăng áp bằng turbo chạy bằng năng lượng khí thải của chính động cơ đó. Đây cũng là đề tài em đã lựa chọn để nghiên cứu và làm đồ án tốt nghiệp cho mình sau thời gian được học tập tại Khoa Cơ khí giao thông của Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng. Tên đề tài chính thức mà em thực hiện đó là: khảo sát hệ thống tăng áp bằng turbo khí xả trên động cơ Yuchai-YZ485ZLQ. Các biện pháp cường hoá đối với động cơ diezel được thực hiện theo hai cách: thứ nhất là tăng số vòng quay n của động cơ, phát triển động cơ cao tốc, thứ hai là tăng áp suất và giảm nhiệt độ môi chất mới trước khi nạp vào động cơ. Việc nâng cao số vòng quay n của động cơ bị hạn chế bởi nhiều yếu tố liên quan đến việc tổ chức chu trình, vật liệu và công nghệ chế tạo. Sử dụng hệ thống tăng áp trên cơ sở không thay đổi số vòng quay n mà chỉ là tăng mật độ, qua đó làm tăng khối lượng môi chất mới nạp vào xilanh trong mỗi chu trình. Ngày nay, người ta sử dụng rộng rãi biện pháp tăng áp turbo khí xả nhằm tránh dùng công suất có ích để dẫn động máy nén khí, nhờ đó tiết kiệm năng lượng của động cơ. Xã hội ngày càng phát triển vượt bậc. Nhưng theo cùng với sự phát triển này là những nguy cơ đe dọa đến sự tồn tại của. Hành tinh Trái đất là nơi chúng ta đang sống. Một trong những nguy cơ đó xuất phát từ sự ô nhiễm môi trường do chính chúng ta đã tạo ra. Vì vậy, để tạo ra sự phát triển bền vững cho xã hội, mỗi chúng ta đều phải có những hành động cụ thể để góp phần bảo vệ sự phát triển bền vững đó. Sử dụng hệ thống tăng áp bằng turbo khí xả cho động cơ là một trong những biện pháp vừa mang lại hiệu quả kinh tế cao nhờ tiết kiệm năng lượng nhưng đồng thời cũng mang một ý nghĩa xã hội rất to lớn chính nhờ vào việc hạn chế ô nhiễm môi trường do khí thải từ động cơ gây ra. Ngày nay, việc đánh giá mức độ ô nhiễm do khí thải của động cơ trên ôtô là một trong những tiêu chuẩn không thể thiếu cho ngành đăng kiểm ở các quốc gia, với các tiêu chuẩn này ngày càng khắt khe hơn. Trong thời gian đến tại Việt Nam, Cục Đăng Kiểm Việt Nam cũng sẽ bắt đầu áp dụng các tiêu chuẩn này, trước hết là đối với những phương tiện đăng ký mới, và tiêu chuẩn bước đầu được áp dụng là EURO II. Chính những qui định này đòi hỏi nhà sản xuất phải có những biện pháp cải tiến thiết thực nhất cho những động cơ đang và sẽ được sản xuất mới. Một trong những biện pháp đó chính là sử dụng hệ thống tăng áp bằng turbo khí xả. 1. Giới thiệu chung về động cơ Yuchai - YZ485ZLQ  Hình 1 – 1 Mặt cắt ngang động cơ tham khảo DE08TIS 1- Bình lọc dầu; 2- Trục khuỷu; 3- Thùng dầu; 4- Thanh truyền; 5- Bơm cao áp; 6- Piston; 7- Bình lọc nhiên liệu; 8- Vòi phun; 9- Đường ống nạp; 10- Bộ làm mát khí nạp; 11- Đường ống thải; 12- Tuabin tăng áp; 13- Trục cam; 14- Bộ làm mát dầu; 15- Các te. Do trong quá trình tìm kiếm tài liệu nhưng không có mặt cắt của động cơ YZ485ZLQ nên em tham khảo mặt cắt của động cơ DE08TIS. Trong mặt cắt này để tương đồng với động cơ YZ485ZLQ mà ta khảo sát, một số kết cấu đã thay đổi : + Trên đầu nhỏ thanh truyền có khoét lõm để hứng dầu; + Nắp đầu to thanh truyền không nằm nghiêng 450 mà nằm thẳng (hình 1-6). Động cơ YZ485ZLQ là động cơ diesel 4 kỳ, 4 xilanh thẳng hàng, phun trực tiếp, được tăng áp và làm mát trung gian do hãng Yuchai sản xuất có hiệu quả kinh tế và hiệu suất cao. Động cơ được sử dụng chủ yếu trên ôtô tải vừa và nhỏ. Nó thỏa mãn các yêu cầu như: tiếng ồn thấp, tiết kiệm nhiên liệu, tốc độ động cơ cao và đảm bảo độ bền. Động cơ YZ485ZLQ là loại động cơ có buồng cháy khoét lõm trên đầu piston, dạng ômêga. Đặc điểm của buồng cháy dạng  là tạo được dòng xoáy tiếp tuyến của khí nạp và dòng xoáy hướng kính của không khí chèn khi nén, kết hợp với vòi phun nhiều lổ để tạo ra hòa khí tốt. Vòi phun của động cơ được đặt trên nắp xilanh hướng vào phía giữa đỉnh piston để phun trực tiếp nhiên liệu vào buồng cháy. Loại đỉnh piston này có khuyết điểm là diện tích chịu nhiệt rất lớn, trọng lượng phần đầu piston nặng và khó giải quyết vấn đề chịu nhiệt của xécmăng, nhất là xécmăng thứ nhất. Tuy nhiên, loại đỉnh có buồng cháy trên đỉnh piston có chỉ tiêu kinh tế cao. Cùng với bộ điều tốc hoạt hoạt động nhờ lực ly tâm giúp động cơ có thể chạy ổn định ở chế độ không tải. 1.1. Các thông số cơ bản của động cơ Yuchai-YZ485ZLQ Bảng 1 – 1 Các thống số cơ bản của động cơ Tên thông số  Giá trị  Đơn vị   Động cơ do hãng Yuchai Machinery của Trung Quốc sản xuất     Năm sản xuất  2004    Số hiệu động cơ  YZ485ZLQ    Động cơ diezel 4 kỳ, tăng áp bằng turbo và làm mát trung gian     Tỷ số nén  17,5:1    Số xylanh động cơ  4    Thứ tự làm việc các xylanh  1-3-4-2    Đường kính xylanh  85  [mm]   Hành trình piston  92  [mm]   Công suất cực đại/số vòng quay  46/3200  [KW]/[vòng/phút]   Mô men cực đại/Số vòng quay định mức  165/3200  [N.m]/[vòng/phút]   Tốc độ cực đại của động cơ  3456 - 3616  [vòng/phút]   Tốc độ chạy cầm chừng của động cơ  750 - 800  [vòng/phút]   Dung tích xylanh  2,088  [lít]   Áp suất phun nhiên liệu  20 – 20,5  [Mpa]   Bơm nhiên liệu loại 4QTF90G     Suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất khi đầy tải  215  [g/(kW.h)]   Tiêu chuẩn ô nhiễm môi trường  EURO II    Phương pháp bôi trơn cưỡng bức     Dùng bơm dầu kiểu rotor, dẫn đông từ trục khuỷu động cơ     Làm mát bằng nước, chu trình kín     Bơm nước làm mát kiểu ly tâm, dẫn động từ trục khuỷu động cơ     Khởi động bằng môtơ điện loại QD138Y     Điện áp máy khởi động – Công suất  12 – 2,5  [V] – [KW]   Dùng máy phát loại JFWB15C3     Dòng điện máy phát – Công suất khuyếch đại  14 - 500  [A] – [W]   Trọng lượng khô động cơ  205  [kg]   Kích thước tổng thể: Dài x Rộng x Cao  820x556x660  [mm]   Turbo tăng áp loại SJ60     1.2. Các cơ cấu và các hệ thống chính của động cơ 1.2.1. Nhóm piston thanh truyền Nhóm piston thanh truyền của động cơ YZ485ZLQ được thể hiện qua hình 1- 2.  Hình 1 – 2 Lắp ghép nhóm piston với thanh truyền của động cơ 1- Bu lông thanh truyền; 2- Nắp đầu to thanh truyền; 3- Bạc lót; 4- Đầu to thanh truyền; 5- Bạc lót chốt piston; 6- Miếng ghép; 7- Xéc măng khí thứ nhất; 8- Xéc măng khí thứ hai; 9- Xéc măng dầu; 10- Vòng ép xéc măng dầu; 11- piston; 12- Chốt piston; 13- Vòng hãm. 1.2.1.1. Nhóm piston Nhóm piston gồm piston, xécmăng, chốt piston và vòng hãm chốt piston. Piston là một chi tiết quan trọng của động cơ, cùng với xilanh và nắp xilanh tạo thành buồng cháy. Điều kiện làm việc của piston là rất khắc nghiệt. Trong quá trình làm việc của động cơ, piston chịu lực rất lớn, chịu áp suất và nhiệt độ rất cao và ma sát mài mòn lớn. Trong quá trình làm việc của động cơ, nhóm piston có các nhiệm vụ chính sau : Đảm bảo bao kín buồng cháy, giữ cho không khí cháy trong buồng cháy không lọt xuống cacte và ngăn không cho dầu nhờn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy; Tiếp nhận lực khí thể sinh ra do quá trình cháy nổ và truyền tới thanh truyền để làm quay trục khuỷu, nén khí trong quá trình nén, đẩy khí thải trong quá trình thải và hút khí nạp mới trong quá trình nạp.  Hình 1 – 3 Nhóm piston 1- Chốt piston; 2- Vòng hãm; 3- Xécmăng dầu; 4- Xécmăng khí thứ hai; 5- Xécmăng khí thứ nhất. Piston của động cơ YZ485ZLQ được chế tạo bằng hợp kim nhôm, trên piston được bố trí hai xécmăng khí và một xécmăng dầu. Đường kính của piston: D = 85 [mm]. Hành trình piston: S = 92 [mm]. Đỉnh piston có dạng lõm kiểu ômêga. Khi động cơ làm việc đầu piston nhận phần lớn nhiệt lượng do khí cháy truyền cho nó (khoảng 70 ( 80%) và nhiệt lượng này truyền vào xécmăng thông qua rãnh xécmăng, rồi đến nước làm mát động cơ. Ngoài ra, trong quá trình làm việc piston còn được làm mát bằng cách phun dầu vào phía dưới đỉnh piston. Thân piston làm nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động trong xilanh, là nơi chịu lực ngang N và là nơi để bố trí bệ chốt piston. Trên bệ chốt có các gân để tăng độ cứng vững. Chân piston có dạng vành đai để tăng độ cứng vững cho piston. Trên chân piston người ta cắt bỏ một phần khối lượng nhằm giảm lực quán tính cho piston nhưng không ảnh hưởng đến độ cứng vững của nó. Chốt piston là chi tiết dùng để nối piston với đầu nhỏ thanh truyền, nó truyền lực khí thể từ piston qua thanh truyền để làm quay trục khuỷu. Trong quá trình làm việc chốt piston chịu lực khí thể và lực quán tính rất lớn, các lực này thay đổi theo chu kỳ và có tính chất va đập mạnh. Chốt piston có dạng hình trụ rỗng. Chốt piston được lắp với piston và đầu nhỏ thanh truyền theo kiểu lắp tự do. Khi làm việc, chốt piston có thể xoay tự do trong bệ chốt piston và bạc lót của đầu nhỏ thanh truyền. Trên đầu nhỏ thanh truyền và trên bệ chốt piston có lỗ để đưa dầu vào bôi trơn chốt piston. Xécmăng khí được lắp trên đầu piston có nhiệm vụ bao kín buồng cháy, ngăn không cho khí cháy từ buồng cháy lọt xuống cacte. Trong động cơ, khí cháy có thể lọt xuống cacte theo ba đường: qua khe hở giữa mặt xilanh và mặt công tác (mặt lưng xécmăng); qua khe hở giữa xécmăng và rãnh xécmăng; qua khe hở phần miệng xécmăng. Xécmăng dầu có nhiệm vụ ngăn dầu bôi trơn sục lên buồng cháy, và gạt dầu bám trên vách xilanh trở về cacte. Ngoài ra, khi gạt dầu, xécmăng dầu cũng phân bố đều trên bề mặt xilanh một lớp dầu mỏng. Điều kiện làm việc của xécmăng rất khắc nghiệt, chịu nhiệt độ và áp suất cao, ma sát mài mòn nhiều và chịu ăn mòn hoá học của khí cháy và dầu nhờn. 1.2.1.2. Thanh truyền Thanh truyền là chi tiết dùng để nối piston với trục khuỷu và biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. Khi làm việc, thanh truyền chịu tác dụng của: lực khí thể trong xilanh, lực quán tính của nhóm piston và lực quán tính của bản thân thanh truyền. Vật liệu để chế tạo thanh truyền là thép cacbon với mác thép là C40. Thanh truyền có cấu tạo gồm 3 phần: đầu nhỏ, thân và đầu to. + Đầu nhỏ thanh truyền dùng để lắp với chốt piston có dạng hình trụ rỗng, trên đầu nhỏ có rãnh hứng dầu để bôi trơn bạc lót và chốt piston. Khi làm việc, chốt piston có thể xoay tự do trong đầu nhỏ thanh truyền.  Hình 1 – 4 Kết cấu đầu nhỏ thanh truyền + Thân thanh truyền có tiết diện chữ I. Chiều rộng của thân thanh truyền tăng dần từ đầu nhỏ lên đầu to mục đích là để phù hợp với quy luật phân bố của lực quán tính tác dụng trên thân thanh truyền trong mặt phẳng lắc.  Hình 1 – 5 Kết cấu thân thanh truyền + Đầu to thanh truyền có dạng hình trụ rỗng. Kích thước đầu to thanh truyền phụ thuộc vào đường kính và chiều dài chốt khuỷu. Đầu to được chia thành hai nửa, nửa trên liền với thân, nửa dưới rời ra làm thành nắp đầu to thanh truyền. Hai nửa này được liên kết với nhau bằng bulông thanh truyền.  Hình 1 – 6 Kết cấu đầu to thanh truyền 1- Nắp đầu to; 2- Bu lông đầu to thanh truyền; 3- Thân thanh truyền; 4- Bạc lót. Trên đầu to thanh truyền có lắp bạc lót để giảm độ mài mòn cho chốt khuỷu. Bạc lót đầu to thanh truyền cũng làm thành hai nửa. Khi bạc lót bị mòn thì được thay thế bằng bạc lót mới. Trên bạc lót có lổ và rãnh để dẫn dầu bôi trơn và các vấu chống xoay, khi lắp ghép các vấu này bám vào các rãnh trên đầu to. 1.2.2. Cơ cấu trục khuỷu  Hình 1 – 7 Kết cấu trục khuỷu động cơ 1- Puli đầu trục khuỷu; 2- Chốt khuỷu; 3- Cổ trục khuỷu; 4- Má khuỷu; 5- Bánh đà. Trục khuỷu của động cơ diezel Yuchai-YZ485ZLQ là loại trục khuỷu được làm liền khối với 5 cổ trục chính (hình 1 – 7). Vật liệu để chế tạo trục khuỷu trong động cơ này dùng gang graphít cầu để đúc trục khuỷu. Gang graphít cầu có rất nhiều ưu điểm như: rẻ tiền, tính lưu động tốt và dễ đúc, hệ số ma sát trong lớn hơn thép, chịu mòn tốt và ít nhạy cảm với ứng suất tập trung. Hình 1 – 7 có thể chia trục khuỷu ra các bộ phận sau : 1.2.2.1. Đầu trục khuỷu Trên đầu trục có lắp puly dẫn động quạt gió, bơm nước, puly dẫn động máy phát, bộ phận chắn dầu và bánh răng phân phối (hình 1 – 8 ). Bánh răng và bánh đai được lắp chặt trên trục, có then bán nguyệt định vị. Trên đầu trục còn lắp phớt chắn dầu, bạc chắn dọc trục. Hình 1 – 8 Kết cấu đầu trục khuỷu động cơ 1- Then; 2- Puly; 3- Phớt chắn dầu; 4- Bánh răng dẫn động bơm dầu bôi trơn; 5- Bánh răng dẫn động trục cam.     1.2.2.2. Cổ trục khuỷu Hình 1 – 9 Kết cấu cổ trục, chốt khuỷu 1- Thân máy; 2- Cổ trục; 3- Khoang chứa dầu; 4- Thanh truyền; 5- Chốt khuỷu.     Tất cả các cổ chính có cùng một đường kính, từ cổ chính dầu bôi trơn theo các lỗ khoan trong má để đi bôi trơn các cổ biên. Các chỗ chuyển tiếp của cổ chính và cổ biên đến má trục có góc lượn. Để giảm bớt trọng lượng của các phần không được cân bằng và của cả trục ta chế tạo trục khuỷu có cổ biên rỗng (hình 1 – 9). 1.2.2.3. Chốt khuỷu Đường kính chốt khuỷu nhỏ hơn đường kính cổ trục. Để giảm khối lượng của trục khuỷu, chốt khuỷu được làm rỗng, vừa nhẹ vừa để chứa dầu bôi trơn. Đường dầu trong cổ trục và chốt khuỷu của động cơ được thể hiện ở (hình 1 – 9). 1.2.2.4. Má khuỷu Hình 1 – 10 Má khuỷu động cơ 1- Đối trọng; 2- Má khuỷu; 3- Chốt khuỷu. Má khuỷu là bộ phận nối liền giữa cổ trục và chốt khuỷu, hình dạng má khuỷu chủ yếu phụ thuộc vào dạng động cơ, trị số áp suất khí thể và tốc độ quay của trục khuỷu. Kết cấu má khuỷu của động cơ có dạng ôvan (hình 1 – 10). 1.2.2.5. Đối trọng Đối trọng có hai nhiệm vụ chủ yếu : - Cân bằng các lực và mômen của lực quán tính chưa được cân bằng như lực quán tính ly tâm, mômen của lực quán tính ly tâm ; - Giảm mômen uốn cổ trục. Khi trục khuỷu có đối trọng, khối lượng sẽ tăng lên và ảnh hưởng đến tần số dao động riêng của trục. Kích thước của đối trọng phụ thuộc chủ yếu vào lực quán tính ly tâm và không gian của hộp trục khuỷu. Ở động cơ Yuchai-YZ485ZLQ đối trọng được thiết kế kiểu liền với trục khuỷu. 1.2.2.6. Đuôi trục khuỷu Đuôi trục khuỷu là nơi truyền công suất ra ngoài thường có mặt bích hoặc côn để lắp bánh đà. Bánh đà được định vị bằng chốt định vị (khi dùng mặt bích). Đuôi trục khuỷu còn thường có vành chắn dầu, ren hồi dầu và phớt chắn dầu. Ở động cơ Yuchai chọn phương án lắp bánh đà lên đuôi bằng mặt bích. Ở đuôi trục khuỷu được bố trí các bộ phận sau: bánh đà, ổ lăn lắp trục li hợp, phớt chắn dầu, chốt định vị. Hình 1 – 11 Đuôi trục khuỷu của động cơ 1- Phớt chắn dầu; 2- Vành ngăn dầu; 3- Bánh đà; 4- Bu lông lắp bánh đà; 5- Ổ lăn trục ly hợp; 6- Chốt định vị.     1.2.3. Thân máy và nắp xylanh Thân máy và nắp xylanh là những chi tiết cố định, có khối lượng lớn và kết cấu phức tạp. Hầu hết các cơ cấu và hệ thống của động cơ đều được lắp trên thân máy và nắp xilanh. Bằng phương pháp đúc, người ta dùng gang xám để chế tạo thân và nắp máy. 1.2.3.1. Thân máy Thân máy động cơ YZ485ZLQ có 4 xilanh thẳng hàng, được lắp lót xilanh khô, khi lót xilanh bị mòn có thể tháo ra để thay thế. Đường kính lót xilanh được gia công đạt độ chính xác và độ bóng cao. Trong thân máy được bố trí các áo nước làm mát bao bọc xung quanh các xilanh.  Hình 1 – 12 Khối thân máy của động cơ 1- Roang làm kín xy lanh; 2- Đầu nối vào dầu bôi trơn; 3- Đầu nối ra dầu bôi trơn; 4- Khối xilanh; 5- Bạc lót trục khuỷu; 6- Chốt; 7- Nút; 8- Bạc lót phía trên cổ trục chính; 9- Bạc lót phía dưới cổ trục chính; 10- Nắp đỡ trục chính; 11- Bu lông nắp cổ trục chính; 12- Ổ đỡ cổ trục chính; 13- Vòng đệm chặn lực dọc trục phía dưới; 14- Vòng đệm chặn lực dọc trục phía trên. Có 5 ổ đỡ trục khuỷu trong thân máy, các ổ đỡ trục khuỷu được đúc liền với các vách ngăn trên thân máy, và các nắp ổ trục chế tạo rời, khi lắp ráp dùng bulông để siết chặt. + Lót xy lanh : Là chi tiết dạng ống lắp vào nhằm kéo dài tuổi thọ thân máy. Trong động cơ YZ485ZLQ dùng lót xilanh khô tách rời so với thân máy. Lót xi lanh của động cơ được chế tạo bằng gang hợp kim.  Hình 1-13 Lót xi lanh động cơ Dùng lót xilanh khô có độ cứng vững lớn, do được ép tựa vào xilanh trên thân máy. Vì vậy, ép xilanh khô có thể làm mỏng. Chiều dày ống lót thường chỉ 2 ( 3mm. Lót xilanh khô không bị rò rỉ nước và lọt khí. Tuy nhiên, khuyết điểm của loại lót này là khó gia công và khi ép vào xilanh độ tiếp xúc của mặt ngoài của lót và mặt lỗ xilanh thường khó đạt được 100%, do đó sẽ ảnh hưởng đến truyền nhiệt. 1.2.3.2. Nắp xy lanh Nắp xilanh có vai trò cùng với xilanh và piston tạo thành buồng cháy. Nhiều bộ phận của động cơ được lắp trên nắp xilanh như: vòi phun, cụm xupap, các đường ống nạp, thải, đường nước làm mát, đường dầu bôi trơn. Trên nắp xilanh được bố trí các đế xupap và đường ống nạp và thải cho hai xilanh của động cơ. Bề mặt lắp ráp với thân máy được gia công chính xác và được bắt chặt với thân máy bằng bulông và êcu chịu lực. Giữa thân động cơ và nắp máy có một roăng làm kín bề mặt lắp ghép.  Hình 1 – 14 Bố trí xupáp trên nắp xy lanh Vòi phun được lắp từ phía trên của nắp xilanh và có roăng làm kín để đảm bảo làm kín buồng cháy. 1.2.4. Cơ cấu phân phối khí Cơ cấu phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí, thải sạch khí thải ra ngoài trong kỳ thải và nạp đầy khí nạp mới vào xilanh động cơ trong kỳ nạp. Cơ cấu phân phối khí cần đảm bảo các yêu cầu sau : + Đóng mở đúng thời gian quy định ; + Độ mở lớn để dòng khí dễ lưu thông ; + Khi đóng phải đóng kín, xupáp thải không tự mở trong quá trình nạp ; + Ít mòn, tiếng kêu bé ; + Dễ điều chỉnh và sửa chữa. Động cơ YZ485ZLQ có cơ cấu phân phối khí loại dùng xupáp treo. Cách bố trí này tạo cho buồng cháy có kích thước nhỏ gọn, giảm được tổn thất nhiệt, dễ dàng bố trí đường nạp và đường thải, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thải sạch và nạp đầy. Hiện nay, trên động cơ diezel chỉ dùng phương án bố trí xupáp này. Tuy vậy, nhược điểm của phương pháp bố trí xupáp treo là dẫn động xupáp phức tạp, làm tăng chiều cao động cơ, và khí bố trí xupáp treo thì làm kết cấu của nắp xilanh phức tạp.  Hình 1 – 15 Kết cấu các chi tiết trong cơ cấu phối khí Mỗi xilanh của động cơ được bố trí hai xupáp, một xupáp nạp và một xupáp xả, các xupáp được đặt xen kẻ nhau. Đường nạp và đường thải được bố trí về hai phía của động cơ, do đó giảm được sự sấy nóng không khí nạp. Trục cam được bố trí trong hộp trục khuỷu, được dẫn động từ trục khuỷu thông qua cơ cấu bánh răng. Xupáp được dẫn động gián tiếp qua con đội, đũa đẩy, và đòn bẩy. Đũa đẩy là một thanh thép nhỏ hình trụ dùng để truyền lực từ con đội đến đòn bẩy. Hai đầu tiếp xúc với con đội và cò mổ. Cò mổ nhận lực từ đũa đẩy và truyền đến xupáp. Đầu tiếp xúc với đũa đẩy có vít để điều chỉnh khe hở nhiệt cho xupáp. Xupáp là chi tiết có điều kiện làm việc khắc nghiệt. Khi làm việc, nấm xupáp chịu tải trọng động và tải trọng nhiệt rất lớn, nên yêu cầu nấm xupáp phải có độ cứng vững cao. Vật liệu làm đế là thép hợp kim. Xupáp nạp dùng thép hợp kim Crôm - Niken: 40CrNi.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docĐồ án tốt nghiệp- Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Yuchai-YZ485ZLQ.doc
  • dwg04C4B_HoangMinhCanh_01.dwg
  • ppt04C4B_HoangMinhCanh_01.ppt
  • dwg04C4B_HoangMinhCanh_02.dwg
  • dwg04C4B_HoangMinhCanh_03.dwg
  • dwg04C4B_HoangMinhCanh_04.dwg
  • bak04C4B_HoangMinhCanh_04.bak
  • dwg04C4B_HoangMinhCanh_05.dwg
  • dwg04C4B_HoangMinhCanh_06.dwg
  • bak04C4B_HoangMinhCanh_06.bak
  • dwg04C4B_HoangMinhCanh_07.DWG
  • dwg04C4B_HoangMinhCanh_08.DWG
  • bak04C4B_HoangMinhCanh_08.bak
  • dwg04C4B_HoangMinhCanh_09.dwg
Tài liệu liên quan