Bản thuyết minh Đồ án động cơ đốt trong 2AD-FTV

Ô tô được sử dụng rộng rãi trongcác hoạt động vận tải, chuyên chở, du lịch và đặc biệt là trong lĩnh vực quốc phòng.Với những tiến bộ của khoa học kỹ thuật và công nghệ, nhiều hãng sản x

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, cùng với hoạt động phát triển của xã hội, ngành công nghiệp ô tô làmột lĩnh vực quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Ô tô được sử dụng rộng rãi trongcác hoạt động vận tải, chuyên chở, du lịch và đặc biệt là trong lĩnh vực quốc phòng.Với những tiến bộ của khoa học kỹ thuật và công nghệ, nhiều hãng sản xuất ô tô đã ápdụng những tiến bộ vào việc thiết kế chế tạo ô tô nhằm giảm nhẹ cường độ lao độngcho người lái tăng tính tiện nghi, tăng hiệu suất cho động cơ và làm giảm ô nhiễm môitrường, nâng cao tính năng thông qua của xe, phục vụ tốt cho quá trình khai thác và sửdụng

Nền kinh tế nước ta đang trên đà phát triển, hiện nay nhiều loại xe của nhiềuhãng xe trên thế giới đã được nhập về nước ta nhằm đáp ứng yêu cầu của người sửdụng Vì vậy, việc tìm hiểu, đánh giá, kiểm nghiệm các cụm các hệ thống, các cơ cấucủa xe là việc rất cần thiết nhằm có biện pháp khai thác sử dụng, bảo dưỡng xe mộtcách hợp lý và hiệu quả phù hợp với điều kiện địa hình và thời tiết của nước ta

Nhiệm vụ đồ án được giao là “Tính toán kiểm nhiệm động cơ TOYOTA FTV ở chế độ Me max , Nemax ” với mục đích tìm hiểu về kết cấu của động cơ, khả năng

2AD-và hoạt động của động cơ ở chế độ tính toán Đây là cơ sở cho việc xem xét 2AD-và sosánh thực tế khai thác sử dụng động cơ để nâng cao chất lượng động cơ

PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ

A GIỚI THIỆU CHUNG

Động cơ TOYOTA 2AD – FTV là động cơ mới được phát triển, được sử dụngtrên nhiều dòng xe đời mới của hãng Toyota Đây là loại động cơ diesel 4 kỳ, 4 xylanh với dung tích làm việc 2,2 lít, bố trí thẳng hàng với 16 xu páp và trục cam kép bốtrí trên nắp động cơ

Động cơ sử dụng hệ thống làm mát trung gian bằng không khí kiểu tăng áp, hệthống phun nhiên liệu trực tiếp

Động cơ làm việc với mật độ công suất lớn, hạn chế tiếng ồn và độ rung, giảmthiểu tính độc hại của khí thải thông qua việc sử dụng hệ thống phun nhiên liệu trựctiếp và hệ thống dự trữ nhiên liệu

Hình 1.1 Mặt cắt dọc động cơ Hình 1.2 Xe Toyota RAV4 đời 2007

Các thông số kỹ thuật của động cơ như sau:

Số xy lanh và sắp xếp 4 xy lanh, thẳng hàng

Cơ chế xu páp 16 xu páp treo trên đỉnh và trục cam kép,

truyền động xích

Hệ thống nhiên liệu Kiểu ắc quy

Thể tích công tác cm3 2231 (136,1)

Tỷ số D/S mm 86,0/96,0 (3,39 x 3,78)

Công suất cực đại 100 kw với 3600 v/ph

Mô men xoắn lớn nhất 310 Nm với 2000 ÷ 2800 v/ph

Công suất hệ thống bôi

6,75,95,5 Loại dầu bôi trơn ACEA B1, API CF-4 hoặc CF

Thứ tự xylanh công tác 1 – 3 – 4 – 2

Hệ thống làm mát TOYOTA tuổi thọ cao hoặc tương đương

Chỉ số Xê tan của nhiên liệu Ít nhất 48

Khối lượng động cơ kg 165

B CÁC CƠ CẤU VÀ HỆ THỐNG CỦA ĐỘNG CƠ

I Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

Cơ cấu khuỷu trục – thanh truyền của động cơ làm nhiệm vụ tiếp nhận lực do khícháy sinh ra trong xi lanh và biến chuyển động tịnh tiến lên xuống của pit tông thànhchuyển động quay của trục khuỷu

Cơ cấu khuỷu trục – thanh truyền của động cơ gồm hai nhóm chi tiết là :

Nhóm chi tiết chuyển động và nhóm chi tiết cố định Nhóm chi tiết cố định gồm thân

xi lanh, nắp xi lanh, ống lót xi lanh và máng dầu Nhóm chi tiết chuyển động gồmnhóm pít tông, thanh truyền, trục khuỷu và bánh đà

Thân xy lanh được làm bằng hợp kim nhôm Các vòi phun nằm trên trục đốixứng của các xi-lanh, làm tăng chất lượng và quy trình làm việc, giảm số lượng sảnphẩm cháy độc hại

Nó sử dụng chốt cắm nhiệt để tạo thuận lợi cho sự khởi động của động cơ, nằmgiữa đầu vào rãnh Để nâng cao hiệu quả làm mát gần các rãnh đầu vào và đầu ra cócác áo nước để cung cấp chất lỏng làm mát

Hình 2.1 Nắp máy

Hình 2.2 Đầu thân xy lanh

Giữa các xy lanh được bố trí áo nước làm mát Do thực tế nước làm mát chảygiữa các xy lanh nên nó làm mát đồng đều các thành xy lanh

Ống lót xy lanh có các bề mặt gân cải thiện độ tản nhiệt, nó làm giảm nhiệt độtổng thể và giảm biến dạng nhiệt của ống lót xy lanh

Toàn bộ nắp vòng bi làm tăng độ cứng của thân xy lanh và giảm tiếng ồn

Để giảm khối lượng của pit tông, trong khi đúc người ta đã tạo ra một lỗ hổng ởphần đáy của đỉnh pit tông gần với chốt pit tông.

Hình 2.4 Pít tông

4 Thanh truyền

Thanh truyền là bộ phận trung gian liên kết pit tông với trục khuỷu và cho phépbiến chuyển động tính tiến của pit tông thành chuyển động quay của trục khuỷu.

Thanh truyền của động cơ 2AD - FTV làm từ thép tốt, được chế tạo bằngphương pháp rèn vừa có độ bền cao lại có thể giảm được tải trọng

Thanh truyền có cấu tạo gồm 3 phần: đầu nhỏ, thân và đầu to Đầu nhỏ, thân vànửa trên của đầu to thanh truyền được rèn liền thành một chi tiết Nửa dưới của đầu tođược liên kết với nửa trên bởi các bulông Để hạn chế sự dịch chuyển của bạc biên khilắp vào đầu to thanh truyền, người ta dùng chốt định vị ở bề mặt ăn khớp giữa bạcbiên và thanh truyền

Bu lông thanh truyền có đầu bọc nhựa được dùng để ghép 2 nửa của đầu to thanhtruyền Bạc lót của thanh truyền được làm từ nhôm và được phủ lớp nhựa đặc biệt lên

bề mặt, chiều rộng của bạc lót được giảm đi để hạn chế ma sát

Hình 2.5 Thanh truyền

5.Trục khuỷu

Hình 2.6 Trục khuỷu

Trục khuỷu có công dụng nhận lực từ pit tông để tạo ra momen quay sinh côngđưa ra các bộ phận công tác và nhận năng lượng từ bánh đà truyền lại cho pit tông đểthực hiện các quá trình sinh công Trong quá trình làm việc, trục khuỷu chịu tác độngcủa các lực khí thể, lực quán tính và lực ly tâm

Trục khuỷu của động cơ 2AD - FTV được chế tạo từ thép bằng phương pháp rèn

để tăng độ cứng vững và khả năng chống mài mòn cho trục khuỷu Trục khuỷu củađộng cơ có 5 cổ trục chính, 4 cổ biên, 7 đối trọng và bánh răng cân bằng trục

6 Bánh đà trục khuỷu

Bánh đà của động cơ kết cấu dạng đĩa như sau:

Hình 2.7 Bánh đà

7 Trục cân bằng

Tổng quan:

- Có 2 trục cân bằng để giảm bớt độ rung của động cơ

- Cân bằng trực tiếp trục khuỷu là trục cân bằng 1

- Để giảm tiếng ồn, trục cân bằng 1 được gia công cắt gọt theo quy trình rất tỉ mỉ

- Cân bằng trục 1 là trục cân bằng 2

II Cơ cấu phối khí

Cơ cấu phân phối khí có nhiệm vụ điều khiển quá trình đóng mở của các xupápnạp và thải trong quá trình động cơ làm việc Cơ cấu phân phối khí phải chịu tải trọng

cơ học cao, nhiệt độ cao, tải trọng va đập lớn trong quá trình làm việc Các yêu cầuđối với cơ cấu phân phối khí: đóng mở đúng quy luật và thời điểm; độ mở lớn; đóngkín, xupáp thải không tự mở trong quá trình nạp; ít mòn, tiếng ồn nhỏ, dễ dàng điềuchỉnh, sửa chữa, giá thành chế tạo thấp

2.1 Tổng quan về cơ cấu phối khí của động cơ 2AD – FTV

Hình 2.8 Cơ cấu phối khí

Mỗi xy lanh có 2 van nạp và 2 van xả Do diện tích lớn hơn nên hiệu quả của quátrình nạp và thải đều được tăng lên

Động cơ sử dụng cò mổ kiểu con lăn có gắn với ổ đũa kim Qua đó giảm được

ma sát xảy ra giữa các vấu cam và cò mổ, tăng tính kinh tế nhiên liệu Để điều chỉnhkhe hở giữa vấu cam và cò mổ, người ta sử dụng một con đội thủy lực hoạt độngthông qua áp lực của dầu và lò xo ép

Để giảm trọng lượng và kích thước, bơm nhiên liệu được điều khiển bởi trụccam xả và bơm chân không được điều khiển bởi trục cam nạp

2.2 Xích dẫn động trục cam và cơ cấu căng xích

Hình 2.9 Cơ cấu căng xích

Xích GRM sử dụng kiểu xích con lăn với bước xích 9,525 mm (0,375 inch),được bôi trơn bằng đường dầu

Để điều chỉnh độ căng xích cơ cấu sử dụng vít lò xo điều chỉnh với áp suất dầu

2.3 Cơ cấu điều chỉnh khe hở giữa vấu cam và cò mổ

Con đội thủy lực được đặt ở điểm tựa của cò mổ, bao gồm các chi tiết chính làchốt đẩy, lò xo chốt đẩy, bi điều chỉnh và lò xo bi điều chỉnh

Con đội thủy lực hoạt động nhờ dầu bôi trơn cung cấp từ nắp máy và các lò xogắn bên trong Áp lực của dầu và lực đẩy từ lò xo đã tác động lên chốt đẩy, ép cò mổluôn tiếp xúc với vấu cam, qua đó điều chỉnh khe hở giữa vấu cam và cò mổ Nhờ vậy

mà giảm được tiếng ồn phát ra trong quá trình xupáp đóng và mở, dẫn tới giảm đượctiếng ồn của động cơ

Hình 2.10 Con đội thủy lực

Cánh quạt của máy bơm nằm ở vỏ khoang trước của động cơ, do đó đơn giảnhóa việc thiết kế và kích thước nhỏ gọn hơn.

Để làm giảm nhiệt độ của động cơ sử dụng nước và dầu nhờn bôi trơn Để giảmtổng trọng lượng, bình chứa dầu được làm bằng vật liệu polymer Dầu cao áp được sửdụng để làm mát pít tông

Hình 2.12 Bơm dầu

Hình 2.13 Vòng tuần hoàn của dầu bôi trơn

2.3.2 Vòi phun dầu

Bộ lọc dầu được đặt dưới động cơ theo chiều dọc Có 4 vòi phun dầu có nhiệm

vụ bôi trơn và làm mát các pít tông Trong mỗi vòi phun có van một chiều để ngănkhông cho dầu cung cấp thêm khi áp suất của dầu thấp Điều này giữ cho áp suất củatoàn bộ dầu trong động cơ không bị tụt xuống quá thấp

Với công nghệ mới, bộ lọc dầu sử dụng một phần tử lọc có thể thay thế được.Phần tử lọc này là một loại giấy lọc có khả năng lọc cao để cải thiện chất lượng lọcdầu Loại giấy lọc này cũng có thể đốt được để bảo vệ môi trường sau khi thay thế.Nắp bộ lọc dầu được làm từ nhựa để giảm khối lượng Bộ lọc dầu này có cấutrúc để có thể rút được toàn bộ dầu còn lại bên trong Qua đó ngăn việc dầu bị văngtung tóe ra ngoài khi thay thế phần tử lọc và giúp các kỹ thuật viên không phải tiếpxúc với dầu nóng.

3 Hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát có chức năng giải nhiệt từ các chi tiết nóng (pít tông, xy lanh,nắp xy lanh, xupáp, …) để chúng không bị quá tải nhiệt Ngoài ra làm mát động cơcòn có tác dụng duy trì nhiệt độ dầu bôi trơn trong một phạm vi nhất định để duy trìcác chỉ tiêu kỹ thuật của chất bôi trơn

Hình 3.1 Hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát của động cơ 2AD – FTV là hệ thống làm mát kiểu khép kín,tuần hoàn cưỡng bức và có két nước làm mát Để kiểm soát nhiệt độ trong ống hút giócủa hệ thống làm mát người ta gắn 1 van đường vòng (van phụ) Điều này ngăn cản

sự nóng lên đột ngột của động cơ

Máy bơm nước làm mát dạng xoắn ốc được đặt ở phía trước nắp động cơ giúpđơn giản hóa việc thiết kế và giảm kích thước động cơ Lõi của bộ tản nhiệt được làmbằng nhôm để giảm trọng lượng

Cấu trúc của hệ thống làm mát động cơ xe 2AD – FTV bao gồm làm mát bằngdầu và khí xả (dầu làm mát và máy lạnh OG) Hệ thống làm mát chính hãng màTOYOTA sử dụng là SLLC lỏng (có tuổi thọ rất cao)

Hình 3.2 Vòng tuần hoàn của nước làm mát

4 Hệ thống nạp và thải

5 Hệ thống tuần hoàn khí thải

Hình 4.3 Van tuần hoàn khí thải

EGR – tuần hoàn khí thải là cho khí thải trở lại hệ thống nạp động cơ trong điềukiện có tải Mục đích là làm giảm nhiệt độ cháy đoạn nhiệt hay làm giảm nồng độ oxytrong động cơ diesel Ngoài ra nó còn làm tăng nhiệt dung riêng của hòa khí nên nhiệt

độ cháy giảm xuống, qua đó làm ngăn cản quá trình sinh NOx, giảm nồng độ chất nàytrong khí thải

EGR sử dụng đường nối giữa bộ góp xả với bộ góp nạp được gọi là tuần hoànkhí thải ngoài Van kép điều khiển đảm nhiệm số lần mở và kiểm soát dòng khí Khíthải tuần hoàn trước khi trộn với khí nạp được làm mát bởi nếu không, nó làm tăngnhiệt độ khí nạp, ảnh hưởng tới công suất động cơ

Hình 4.4 Hệ thống làm mát khí thải

5.1 Turbo tăng áp

Để kiểm soát các cánh quạt dẫn hướng của bộ turbo tăng áp sử dụng bộ truyềnđộng chân không

Điều khiển được thực hiện phù hợp với tình trạng hiện tại của động cơ và đượcthiết kế để tăng công suất, giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu và khí thải.

Hình 4.6 Bộ turbo tăng áp

6 Hệ thống nhiên liệu

6.1 Tổng quan

Động cơ 2AD – FTV sử dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail Với hệ thống

được điều khiển hoàn toàn bằng điện từ các chức năng như: áp suất phun, thời điểmphun, số lần phun trong 1 chu kỳ động cơ sẽ cải tiến rất nhiều đến tính kinh tế nhiênliệu, đến chất lượng khí thải và đặc biệt hơn là tính êm dịu của động cơ nhờ vào sựđiều khiển số lần phun trong 1 chu kỳ làm quá trình cháy diễn ra êm dịu

Hình 6.1 Hệ thống nhiên liệu 2AD – FTV

1 - Cảm biến áp suất nhiên liệu, 2 – đường ống nhiên liệu, 3 – van áp lực, 4 – kimphun, 5 – khối động cơ, 6 – các đơn vị dẫn động ( EDU), 7 – bình nhiên liệu, 8 –làm mát nhiên liệu, 9 – bộ lọc nhiên liệu, 10 – máy bơm, 11 – van điều khiển(SCV), 12 – cảm biến nhiệt độ nhiên liệu

6.2 Vòi phun

Hình 5.2 Vòi phun

Các thành phần chính của vòi phun gồm kim phun, pít tông và van solenoid.Hoạt động của van solenoid:

Khi khóa, van có 1 lò xo, áp suất nhiên liệu giữ cho pít tông ở vị trí dưới cùng,

do đó khóa kim vào vị trí đóng (áp suất nhiên liệu hoạt động ở phía dưới của kim làkhông đủ để mở nó)

Khi cấp điện cho cuộn dây, các van mở ra các kênh, từ đó nhiên liệu chảy vàođáy của pít tông Nó làm giảm áp suất trong buồng điều khiển và tăng áp suất bêndưới pít tông, làm pít tông di chuyển lên trên Đồng thời kim mở ra và phun nhiên liệuxảy ra

Khi van đóng, lõ xo làm đóng các kênh Lúc này áp suất trong buồng điều khiểntăng, pít tông đi xuống, kim đóng và ngừng phun

6.3 Bơm nhiên liệu

Hình 6.3 Bơm nhiên liệu.

1 – van kiểm tra (nạp), 2 – van kiểm tra (xả), 3 – pít tông, 4 – trục lệch tâm, 5 – bơm nhiên liệu, 6 – cam, 7 – vòng cam

Hoạt động của bơm nhiên liệu:

Khi trục lệch tâm xoay, các cam đẩy một trong những pít tông ra ngoài và bơmnhiên liệu vào đường sắt nhiên liệu, trong khi lò xo đẩy pít tông khác vào bên trong vànhiên liệu được hút vào buồng bơm cấp

Hình 6.4 Bơm nhiên liệu.

1 – van kiểm tra (nạp), 2 – van kiểm tra (xả), 3 – pít tông, 4 – trục lệch tâm, 5 – đến bình nhiên liệu (dòng trở lại), 6 – vòng cam, 7 – SCV, 8 – cảm biến nhiệt độ nhiên liệu, 9 – bơm, 11 – từ bình nhiên liệu, 12 – đường sắt nhiên liệu

Chế độ làm việc của động cơ được đặc trưng bởi các thông số cơ bản như côngsuất có ích, mô men xoắn có ích, tốc độ quay và nhiều thông số khác Chế độ đượcchọn là chế độ tính toán Chế độ được chọn để tính toán là chế độ Memax Với giả thiếtrằng động cơ làm việc ổn định ở chế độ tính toán.

2 Tính toán các quá trình của chu trình công tác

2.1 Chọn các số liệu ban đầu

Chọn các số liệu ở chế độ Me max của động cơ Số liệu được chọn được thể hiệntrong bảng dưới đây:

1 Công suất có ích định mức (kW) 100

2 Mô men xoắn có ích lớn nhất (Nm) 310

3 Tốc độ trục khuỷu (v/p) 2500 (v/ph)(Memax)

4 Tốc độ trung bình của pít tông C TB 8 m/s

6 Tỷ số giữa hành trình của pit tông vàđường kính xy lanh (a = S/D) 96/86

9 Nhiệt độ môi trường T0 (0K) 297 (0K)

10 Áp suất môi trường po (MPa) 0,103 (MPa)

11 Hệ số nạp v 0,85

12 Áp suất khí thể cuối quá trình thải cưỡng bức pr 0,06 (MPa)

13 Nhiệt độ cuối quá trình thải Tr 750 (oK) 700 ÷ 900

14 Độ sấy nóng khí nạp ∆T 5 (oK) 5 ÷20 oK

15 Chỉ số nén đa biến trung bình n1 1,34 1,34 ÷ 1,39

16 Áp suất cuối quá trình cháy pz 8 MPa 7 ÷ 9 MPa

17 Nhiệt trị thấp của nhiên liệu QT(KJ/kgnl) 42,5.103

18 Chỉ số dãn nở đa biến trung bình n2 1,14 1,14 ÷1,22

19 Chỉ số nén đoạn nhiệt của không khí k. 1,41

21 Chỉ số nén đa biến trung bình của không khí m 1,55 1,55 ÷ 1,75

19 Hằng số khí của không khí R (KJ/kg.độ) 0,288

20 Nhiệt dung riêng đẳng áp của không khí C

2.2 Tính toán các quá trình của chu trình công tác

A Tính toán quá trình trao đổi khí

Mục đích của việc tính toán quá trình trao đổi khí là xác định các thông số chủyếu cuối quá trình nạp chính như pa và Ta

Ta tính toán theo thứ tự như sau:

+ Áp suất cuối quá trình nạp

m m k k

1 1

( 1)( 1)1

1, 02 16,8 0,85 0,88.(1, 41 1)(16,8 1)

1, 4116,8 1 0,15 0,1350,888

k

r

p T T

Mục đích của việc tính toán quá trình nén là xác định các thông số như áp suất

pc và nhiệt độ Tc cuối quá trình nén

Thứ tự tính toán như sau:

a) Áp suất cuối quá trình nén

C Tính toán quá trình cháy

Mục đích của việc tính toán quá trình cháy là xác định các thông số cuối quátrình cháy là nhiệt độ và áp suất cuối quá trình cháy

Thứ tự tính toán như sau:

a) Tính toán tương quan nhiệt hóa

Mục đích tính toán tương quan nhiệt hóa là xác định những đại lượng đặc trưngcho quá trình cháy về mặt nhiệt hóa làm cơ sở cho việc tính nhiệt động

+ Lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu thể lỏng:

0 0

1,048 0,693

M M

b) Tính toán tương quan nhiệt động

Thứ tự tính toán như sau:

+ Nhiệt dung mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp công tác ở cuối quá trình nén µ cvc

λ p là tỉ số tăng áp suất:

81,3515,92

z p c

p p

Ta thay tất cả các giá trị đã biết vào phương trình trên, ta có dạng phương trình bậc hai như sau:

3 3

3 22,655.10  Tz  30,44 Tz  82190, 41 0 

Giải phương trình ta được:

1 2

2256,12

13721, 28

z z

T T

z

p c

T T







D Tính toán quá trình giãn nở

Mục đích việc tính toán quá trình giãn nở là xác định các giá trị áp suất pb vànhiệt độ Tb ở cuối quá trình giãn nở Ở động cơ diesel, quá trình cháy kết thúc trênhành trình giãn nở và quá trình giãn nở còn lại được tính trên một phần của hành trình

pít tông ứng với tỉ số giãn nở muộn δ =

b z

o z

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

0 3

3

1657,16

749,32 K0,649

0,06

b r

b r

T T

p p

Ta thấy sai số  0,09% 3% nên các thông số đã chọn thỏa mãn yêu cầu.

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

3.1 Các thông số chỉ thị

Đó là những thông số đặc trưng cho chu trình công tác của động cơ Khi xácđịnh các thông số chỉ thị, ta chưa kể đến các dạng tổn thất về công mà chỉ xét các tổnthất về nhiệt Các thông số cần tính bao gồm:

+ Áp suất chỉ thị trung bình lý thuyết p i ’

Đối với động cơ diesel:

Trong đó φđ là hệ số điền đầy đồ thị công Với động cơ diesel 4 kỳ buồng cháy không phân chia thì φđ = 0.93 ÷ 0,96 Chọn φđ = 0,96

Do đó: pi = pi’ φđ = 1,971 0,96 = 1,892 MPa

+ Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị

Với động cơ 2AD-FTV là động cơ 4 kỳ tăng áp, nên ta tính theo công thức sau:

3 1

423 .10

k v i

k v i

Các thông số có ích là những thông số đặc trưng cho sự làm việc của động cơ

Để xác định các thông số đố, ta sử dụng kết quả tính toán các thông số chỉ thị ở mụctrên và xác định giá trị của áp suất tổn hao cơ khí trung bình pcơ

Áp suất tổn hao cơ khí trung bình là áp suất giả định, không đổi, tác dụng lên píttông trong một hành trình và gây ra công tổn hao bằng công tổn hao của trao đổi khí,dẫn động các cơ cấu phụ, tổn hao do ma sát ở các bề mặt công tác Thứ tự tính toánnhư sau:

+ Áp suất tổn hao cơ khí trung bình pcơ được xác định bằng các công thức kinhnghiệm theo vận tốc trung bình của pít tông CTB [m/s] và các thông số khác của độngcơ

Động cơ 2AD-FTV là động cơ diesel 4 kỳ, có số xy lanh i = 4, D = 86 mm,buồng cháy không phân chia Ta có:

pcơ = 0,09 + 0,012CTB = 0,09 + 0,012.8 = 0,186 MPa+ Áp suất có ích trung bình pe:

pe = pi – pcơ = 1,892 – 0,186 = 1,706 MPa+ Hiệu suất cơ khí:

η cơ =

1,706

0,9021,892

e i

i e co

Như vậy  2, 42% 3% , do đó, các thông số đã chọn thỏa mãn yêu cầu.

3.3 Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác

a) Khái quát

Đồ thị công chỉ thị là đồ thị biểu diễn các quá trình của chu trình công tác xảy ratrong xy lanh động cơ trên hệ tọa độ p-V Việc dựng đồ thị được chia làm hai bước:+ Dựng dồ 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 táckhi chưa xét đến các yếu tố ảnh hưởng của một quá trình làm việc thực tế trong độngcơ

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

b) 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 z-b-a Trong đó, quá trình cháy nhiên liệu được thay bằng quá trình cấp nhiệt đẳngtích c-y và cấp nhiệt đẳng áp y-z, quá trình trao đổi khí được thay bằng quá trình rútnhiệt đẳng tích b-a

a-c-y-Ta có:

30,557

0,0353

1 16,8 1

h c

VeV



;

a 2 d

VeV



là những tỷ số biến thiên (tỷ số nén tức thời)

*Xác định các điểm trên đường nén:

9 9.0 0.0658 7.957008

4 Dựng đặc tính ngoài của động cơ

Đặc tính ngoài là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của các chỉ tiêu như công suất cóích N e, momen xoắn có ích M e, lượng tiêu hao nhiên liệu trong một giờ G nl và suấttiêu hao nhiên liệu có ích g e vào số vòng quay của trục khuỷu n (vòng/phút) khi

thanh răng bơm cao áp chạm vào vít hạn chế (đối với động cơ diesel) hoặc bướm ga

mở hoàn toàn (đối với động cơ xăng)

Đồ thị này được dùng để đánh giá sự thay đổi các chỉ tiêu chính của động cơ khi

số vòng quay thay đổi và chọn số vòng quay sử dụng một cách hợp lý khi khai thác

Đặc tính ngoài được dựng bằng các phương pháp như thực nghiệm, công thứckinh nghiệm hoặc bằng việc phân tích lý thuyết Ở đây, ta dựng bằng phương pháp sử

dụng các công thức kinh nghiệm của Khơ–lư-stop Lay-dec-man Dạng đường đặc tínhphụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như kiểu động cơ, phương pháp tạo hỗn hợp