Đồ Án liên môn (pbl3) thiết kế hệ thống Động cơ Đốt trong nhiệm vụ thiết kế các hệ thống Động cơ gn8 024

Hình 1.3.1: Tổng quan hệ thống nhiên liệu động cơ N63- Động cơ N63 hệ thống phun xăng trực tiếp , gồm các chi tiết: Bơm cao áp, ống rail,kim phun và cảm biến áp suất ống rail.. Phân tích

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐNKHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

BỘ MÔN CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN LIÊN MÔN (PBL3)

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Nhiệm vụ: Thiết kế các hệ thống động cơ GN8-024

GVHD:PGS.TS.Trần Thanh Hải Tùng

1 Nguyễn Thanh Ngọc– Lớp 21C4B

2 Đặng Văn Quang – Lớp 21C4B

3 Đoàn Văn Điển – Lớp 21C4A

4 Nguyễn Tất Thanh An – Lớp 21C4A

Đà Nẵng, 05/2024

TỜ ĐỀ

MỤC LỤC

MỤC LỤC 4

MỞ ĐẦU 8

PHẦN 1: GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 9

1.1 Thông số kỹ thuật động cơ tham khảo 9

1.2 Các hệ thống trong động cơ N63 9

Phần 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 13

2.1 Nhiệm vụ, yêu cầu hệ thống nhiên liệu động cơ thiết kế: 13

2.2 Phân tích lựa chọn sơ đồ hệ thống: 14

2.3 Phân tích các cụm chi tiết trong hệ thống: 18

2.4: Tính toán thông số cơ bản của hệ thống nhiên liệu: 30

Phần 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÔI TRƠN 34

3.1 Nhiệm vụ, công dụng, yêu cầu hệ thống bôi trơn 34

3.2 Các phương pháp bôi trơn 35

3.3 Chọn sơ đồ ,nguyên lí làm việc : 39

3.4 Các cụm chi tiết của hệ thống bôi trơn động cơ GN8-204 40

3.5 Tính toán các thông số cơ bản của hệ thống bôi trơn 46

Phần 4 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT 55

4.1 Nhiệm vụ, yêu cầu của hệ thống làm mát: 55

4.2 Phân loại hệ thống làm mát: 55

4.3 Sơ đồ hệ thống làm mát động cơ GN8-024 60

4.4 Kết cấu hệ thống làm mát động cơ GN8-024 61

4.5 Xác định lượng nhiệt từ động cơ truyền cho nước làm mát: 66

4.6 Tính két nước: 67

4.7 Tính bơm nước: 69

4.8 Tính quạt gió: 73

Phần 3 TỔNG QUAN HỆ THỐNG NẠP - THẢI ĐỘNG CƠ GN8-024 74

3.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống nạp-thải 74

3.3 Nguyên lý làm việc: 81

3.4 Tính toán sơ bộ hệ thống nạp thải 81

3.5 Thiết kế bộ giảm âm 84

Phần 6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 86

6.1 Giới thiệu chung: 86

6.2 Hệ thống điều khiển phun nhiên liệu 87

6.3 Hệ thống đánh lửa 88

6.4 Các cảm biến và bộ điều khiển 91

KẾT LUẬN 108

TÀI LIỆU THAM KHẢO 109

MỞ ĐẦU

Trong quá trình thiết kế ô tô, việc thiết kế động cơ đóng vai trò không thể phủ nhậntrong việc định hình và nâng cao chất lượng của phương tiện Động cơ, như trái timcủa chiếc ô tô, đóng góp quyết định đến hiệu suất, hiệu quả năng lượng và khả năngvận hành của xe Việc chọn lựa và tối ưu hóa các chi tiết động cơ không chỉ ảnhhưởng đến khả năng tăng tốc và tốc độ tối đa mà còn đảm bảo sự tiết kiệm nhiên liệu

và giảm phát thải độc hại Thiết kế chi tiết động cơ cũng đóng vai trò quan trọng trongviệc đảm bảo độ an toàn và độ bền của ô tô Các chi tiết phải được thiết kế sao cho cókhả năng chịu tải, chống mài mòn, và duy trì hiệu suất ổn định trong thời gian dài sửdụng Đồng thời, quá trình thiết kế còn phải đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe về tiêuthụ nhiên liệu, tiếng ồn, và khí thải để đồng bộ với các quy định và yêu cầu về bảo vệmôi trường

Trong học phần này “ Thiết kế các hệ thống trong động cơ ”chúng em được tổ

bộ môn giao nhiệm vụ làm đồ án môn học Vì bước đầu làm quen với công việc tínhtoán , thiết kế ôtô nên không tránh khỏi những bỡ ngỡ và vướng mắc Nhưng với sựquan tâm , động viên , giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn , cùnggiáo viên giảng dạy và các thầy giáo trong khoa nên chúng em đã cố gắng hết sức đểhoàn thành đồ án trong thời gian được giao

Qua đồ án này giúp sinh viên chúng em nắm được các nguyên lý, kết cấu cơ bản củađộng cơ đốt trong Vì thế nó rất thiết thực với sinh viên ngành Cơ khí – chuyên ngành

cơ khí Động lực

Tuy nhiên trong quá trình thực hiện dù đã cố gắng rất nhiều không tránh khỏinhững thiếu sót Vì vậy chúng em rất mong nhận được sự quan tâm đóng góp ý kiếncủa các thầy để chúng em có thể hoàn thiện đồ án của mình tốt hơn và cũng qua đó rút

ra được những kinh nghiệm quý giá cho bản thân nhằm phục vụ tốt cho quá trình họctập và công tác sau này

Chúng em xin chân thành cảm ơn

PHẦN 1: GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THAM KHẢO

1.1 Thông số kỹ thuật động cơ tham khảo

Bảng PHẦN 1: GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THAM KHẢO-1: Thông số kỹ thuật động cơ tham khảo và động cơ thiết kế

TT Thông số kỹ thuật Đơn vị Động cơ tham

khảo

Động cơ thiết kế

- Hai đầu chốt có khóa hãm để hạn chế dịch chuyển dọc trục của chốt, khi lắpcần nung nóng piston trong dầu ở 80-90 độ C.

Hình 1.2: Thanh truyền động cơ N63

1.2.3 Nhóm trục khuỷu

- Trục khuỷu được làm bằng thép, có khả năng chịu lực tốt, có bốn cổ trục vànăm đối trọng được giữ bởi các bulong, bốn bulong chính và hai bulong bênnhằm tăng tối đa độ cứng vững

- Gia công góc lượn cổ trục, chốt khuỷu, má khuỷu để giảm tập trung ứng suấtgiúp tăng sức bền trục khuỷu

Hình 1.3: Trục khuỷ động cơ N63

1.2.4 Cơ cấu phân phối khí

- Cơ cấu cam nạp xả với hai trục cam phía trên xi lanh-DOHC

- Sử dụng hệ thống DV VT-I –Dual Variable Valve Timing with Intelligence:

Hệ thống điều khiển xu-páp kép với góc mở biến thiên thông minh

- Các trục cam được chế tạo bằng hợp kim gang

- Các trục cam được điều khiển thông qua trục khuỷu thông qua truyền độngxích chính Trục cam cửa nạp của hàng xilanh tương ứng kép theo trục camthải thông qua truyền động xích thứ hai Các xu páp được điều khiển trực tiếpbởi 4 trục cam Bộ điều khiển VVT-I được cài đặt trên cả trục nạp và xả

- Khoảng thời gian thay đổi là -40 độ đối với lượng và 35 độ đối với khí thải.Ống dẫn dầu được chế tạo trong trục cam để cung cấp dầu động cơ tới hệ thống

DVVT-i Một rô to điều chỉnh thời gian được chế tạo phía trước của bộ điềukhiển DVVT-I để phát hiện các vị trí thực tế của trục cam nạp.

Hình 1.4: cơ cấu phân phối khí động cơ N63

1.3 Các hệ thống trong động cơ N63

1.3.1 Hệ thống nhiên liệu

Hình 1.3.1: Tổng quan hệ thống nhiên liệu động cơ N63

- Động cơ N63 hệ thống phun xăng trực tiếp , gồm các chi tiết: Bơm cao áp, ống rail,kim phun và cảm biến áp suất ống rail Bơm cao áp thực hiện nhiệm vụ nén nhiên liệu

có áp suất thấp từ bơm xăng lên thành nhiên liệu áp suất cao, tích trữ tại ống rail Cảmbiến áp suất ống rail đảm nhận vai trò cung cấp thông tin cho ECU

- Khi vận hành, bộ vi xử lý trong ECU sẽ tính toán và nhận biết áp suất thực tế trongống rail và điều chỉnh van FPRV - van điều áp trên bơm cao áp Tới thời điểm áp suấtcao vào buồng đốt động cơ, kim phun nhiên liệu sẽ được điều khiển bởi ECU

1.3.2 Hệ thống bôi trơn

Hình 1.3.2.: Sơ đồ hệ thống bôi trơn

- Hệ thống bôi trơn trong động cơ N63 là hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte ướt , vớidung tích dầu bôi trơn khoảng 8 lít đến 10 lít.Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa dầuđến bôi trơn các mặt ma sát, làm giảm tổn thất ma sát, làm mát ổ trục, tẩy rửa các bề

mặt ma sát và bao kín khe hở giữa piston với xylanh, giữa xecmăng với piston, ngoài

ra trong động cơ N63 dầu bôi trơn còn tham gia điều khiển thời điểm trục cam Loạidầu bôi trơn sử dụng trên động cơ là API SM, SL, hay ILSAC Dầu bôi trơn từ cac-teđược lưu thông qua vỉ lọc, bơm dầu, bầu lọc dầu rồi đến đường ống dầu chính, sau đóbôi trơn các bộ phận công tác như sơ đồ

- Tản nhiệt bằng nước: Nước được sử dụng để tản nhiệt động cơ và động cơ sẽ sửdụng bơm nước để tuần hoàn lưu chất làm mát qua các phần khác nhau của độngcơ

- Tản nhiệt bằng dầu: Động cơ N63 cũng có hệ thống tản nhiệt bằng dầu, giúp làmmát các bộ phận như bộ tăng áp và hộp số

- Quạt tản nhiệt và tản nhiệt gió: Hệ thống này sử dụng quạt tản nhiệt và cấp dưỡngkhí để điều chỉnh nhiệt độ của động cơ trong các tình huống khác nhau

- Cảm biến nhiệt độ: Để đảm bảo rằng động cơ hoạt động trong ngưỡng nhiệt độ antoàn, hệ thống này sử dụng các cảm biến nhiệt độ để kiểm tra và điều chỉnh quátrình làm mát

1.3.4 Hệ thống nạp thải

1 Bộ lọc sơ cấp; 2 Bầu lọc không khí chính; 3 Bộ turbo tăng áp; 4 Bộ góp nạp;

5 Bộ làm mát khí nạp; 6 Bộ góp thải; 7 Ống thoát; 8 Bộ giảm âm

Hình 1.3.4: Hệ thống nạp- thải cưỡng bức

Động cơ N63 sử dụng hệ thống nạp thải cưỡng bức, Hệ thống tăng áp này tận dụngsức mạnh của dòng khí thải Nhờ bố trí một tuốcbin nằm trên ông thoát khí thải, khikhí thải đi qua sẽ làm cho tuốcbin này quay Và nhờ thế nó làm quay máy nén khí vàoxylanh của động cơ

Hình 1.3.4.1: Cấu tạo của turbo tăng áp

Turbocharger bao gồm 2 phần chính là turbin và bộ nén, đó là 2 cánh quạt gắn trênmột trục Mỗi quạt một đầu trục Khí xả của động cơ được dẫn tới một quạt, được gọi

là turbine Mục đích để quay trục và xoay quạt thứ 2 theo hiệu ứng ngược lại, đượcgọi là bộ nén Bộ nén này sẽ có nhiệm vụ nén khí vào khoang nạp khí của động cơ

Phần 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

2.1 Nhiệm vụ, yêu cầu hệ thống nhiên liệu động cơ thiết kế:

- Cung cấp hỗn hợp liên tục đúng với từng chế độ làm việc của động cơ (hệ số

dư lượng không khí (α = 0.6 - 1,2)

- Đảm bảo thành phần hỗn hợp sao cho hỗn hợp cháy tốt, hiệu suất cao, suất tiêuhao

nhiên liệu thấp

- Thiết bị đảm bảo kín, tránh rò rỉ, bay hơi

- Dễ dàng điều chỉnh, bảo dưỡng

2.1.3: Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo hỗn hợp.

- Thời gian hỗn hợp: Thời gian dài tạo hỗn hợp đều

- Nhiệt độ môi trường và động cơ: Nhiệt độ cao, bay hơi và hoà trộn với cường

độ mạnh, chất lượng hỗn hợp tốt Vì thế động cơ xăng phải có biện pháp sấynóng, tuy nhiên chỉ sấy nóng đủ để nhiên liệu bay hơi, nếu sấy nóng quá, lượngnạp sẽ giảm và công suất động cơ sẽ giảm

- Kết cấu đường ống nạp, buồng cháy ảnh hưởng tới chất lượng hỗn hợp về sựđồng nhất trong một xilanh và sự đồng đều giữa các xilanh. 

- Thành phần, tính chất nhiên liệu: Nhiên liệu có nhiều thành phần chưng cấtnhẹ, dễ bay hơi, tạo hỗn hợp đồng đều, hàm lượng hơi cao

2.1.4: Phân loại:

a. Hệ thống nhiên liệu tự cháy dùng bộ chế hòa khí

b. Hệ thống nhiên liệu cưỡng bức dùng bộ chế hòa khí:

- Dùng bộ chế hòa khí điều khiển điện tử

- Dùng bộ chế hòa khí điều khiển cơ khí

c. Hệ thống phun nhiên liệu điều khiển điện tử:

- Phun gián tiếp vào đường ống nạp

- Phun trực tiếp vào buồng cháy.

2.2 Phân tích lựa chọn sơ đồ hệ thống:

Hệ thống nhiên liệu xăng cho động cơ sử dụng phun xăng điều khiển điện tử gồm 2loại thường gặp:

2.2.1: Phun xăng gián tiếp (PFI):

- Xăng được phun vào đường ống nạp ngay trước xu páp nạp theo chu kỳ

- Phạm vi sử dụng: Thường được sử dụng trên các xe cơ giới vì có tiêu chuẩncao về khả năng vận hành êm ái

+ Tiêu thụ nhiên liệu nhiều hơn kiểu phun trực tiếp

Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống phun xăng gián tiếp

1 Máy đo khối lượng không khí; 2 Thiết bị ga; 3 Rail nhiên liệu; 4 Kim phun;

5 Van nạp; 6 Bugi; 7 Cảm biến pha trục cam; 8 Cảm biến Lam-da; 9 Bộ chuyển

đổi xúc tác sơ cấp; 10 Cảm biến Lam-da; 11 Bộ chuyển đổi xúc tác chính; 12.

Cảm biến nhiệt độ động cơ; 13 Xy-lanh; 14 Cảm biến tốc độ;

15 Bình xăng; 16 Bơm nhiên liệu điện;

2.2.2: Phun xăng trực tiếp (GDI):

- Phun xăng trực tiếp là phương pháp hình thành hoà khí khi xăng được phunthẳng vào buồng đốt với áp suất cao

- Phạm vi sử dụng: Hầu hết các nhà sản xuất áp dụng kỹ thuật phun xăng trựctiếp vì những ưu điểm so với kỹ thuật phun xăng gián tiếp

cơ đạt hiệu suất và công suất cao hơn, đồng thời tiêu thụ nhiên liệu ít hơn.+ Kiểm soát tốt chất lượng hoà khí mong muốn theo điều kiện vận hành củađộng cơ

- Nhược điểm:

+ Chi phí thiết kế và chế tạo, điều chỉnh cao hơn đáng kể, nhất là khi vận hànhvới hỗn hợp phân lớp

+ Lượng khí thải NOx, tăng vì không thể sử dụng bộ xúc tác 3 chức năng do

hệ số dư lượng không khí lớn hơn 1 Vì vậy, phải dùng bộ xúc tác trữ và khửNOx, được tái sinh định kỳ Bên cạnh đó, thành phần lưu huỳnh có trongnhiên liệu làm giảm tác dụng của bộ xúc tác xử lý NOx

2.2.3: Chọn hệ thống và sơ đồ hệ thống phù hợp:

- Dựa vào những yêu cầu về hiệu suất, công suất, suất tiêu hao nhiên liệu vànhiệm vụ của động cơ thiết kế, chọn hệ thống nhiên liệu phun xăng trực tiếp(GDI) đa điểm cho động cơ[GN8-024]

Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống phun xăng trực tiếp

a, Bộ phận thấp áp

- Bên trong hệ thống phun xăng GDI sẽ có bộ phận thấp áp Bên trong hệ thốngthấp áp lại là các bộ phận nhỏ là bơm xăng, lọc xăng, van điều áp để giúp duy trìtính ổn định của lực tác động lên bơm cao áp

b, Bộ phận cao áp

- Bên trong phần cao áp sẽ có các chi tiết bơm cao áp, trục cam, ống rail, kim phun

và cảm biến áp suất ống rail Phần này đảm nhận nhiệm vụ nén nhiên liệu có ápsuất thấp từ bơm xăng thành nhiên liệu áp suất cao, tích trữ tại ống rail Sau đócảm biến áp suất ống rail đảm nhận vai trò cung cấp thông tin cho ECU

- Bộ xử lý ECU sẽ tính toán và nhận biết áp suất thực tế và điều chỉnh van điều áptrên bơm cao áp Khi áp suất cao vào buồng đốt động cơ, kim phun nhiên liệuđược điều chỉnh để bơm nhiên liệu tùy theo ECU

2.3 Phân tích các cụm chi tiết trong hệ thống:

Hình 2.3: Cấu tạo của thùng chứa xăng

b, Bộ lọc xăng:

- Lọc xăng ô tô có tác dụng chính là loại bỏ các tạp chất, bụi bẩn và các chất gây ônhiễm khác trong nhiên liệu trước khi nó được đưa vào động cơ Các tạp chấtnày có thể gây hại đến hệ thống nạp nhiên liệu, gây bít tắc ống xả, đốt không đầy

đủ nhiên liệu, làm giảm hiệu suất hoạt động của động cơ và gây hư hại cho các

bộ phận khác của xe

Hình 2.4: Cấu tạo bộ lọc xăng

1.Đường nhiên liệu vào lọc; 2 Lỗ nhiên liệu vào lọc; 3 Lớpgiấy bạc; 4 Vỏ lọc nhiên liệu; 5 Không gian chứa nhiên liệuchưa lọc; 6 Lỗ nhiên liệu chui qua lõi loc; 7 Tấm lót; 8-

Đường nhiên liệu ra khỏi lọc

c, Bơm chuyển nhiên liệu:

- Nhiệm vụ: Hút nhiên liệu từ thùng chứa, đẩy tới bộ chế hòa khí

- Các loại bơm chuyển xăng gồm: Bơm màng dẫn động bằng cơ khí, bằng điện,bơm ly tâm dẫn động điện, bơm điện…

=> Chọn sử dụng bơm điện cho động cơ [GN8-024]

- Bơm điện thường là bơm điện phiến gạt Phiến gạt là những cánh gạt hoặcnhững viên bi đũa

- Loại dùng bi đũa giảm được ma sát và hao mòn chi tiết

Hình 2.5: Cấu tạo bơm điện phiến gạt dạng con lăn

- Loại bơm này khác với bơm màng là khi xăng trong buồng phao đã đầy, van kimđóng lại, khi đó bơm vẫn làm việc, xăng vẫn hút vào bơm và lại quay trở vềthùng chứa xăng qua van 2 chứ không giữ lại trong bơm như trong bơm màng

d, Bơm cao áp:

Hình 2.6: Cấu tạo bơm cao áp

- Nguyên lý làm việc bơm cao áp chia thành 3 giai đoạn: nạp nhiên liệu, bắt đầubơm và kết thúc bơm.

Nạp nhiên liệu: Lúc này trục cam chưa tác động nên lò xo kéo piston xuống ở

vị trí thấp nhất khiến lỗ nạp và thoát mở ra, nhiên liên tràn vào xy lanh qua 2 lỗnạp và thoát này

Bơm nhiên liệu: Trục cam tác động đẩy piston lên đỉnh, đóng kín 2 lỗ náp vàthoát Áp suất trong xy lanh tăng lên đẩy van thoát dầu cao áp mở ra, pistontiếp tục đẩy lên để bơm nhiên liệu vào vòi phun

Kết thúc bơm: Piston vẫn đi lến đến khi rãnh xiên ở piston mở lỗ thoát Khi nàynhiên liệu ở đỉnh piston qua rãnh thẳng đứng, rãnh xiên, rãnh ngang đi vàobuồng chứa nhiên liệu Áp suất trong xy lanh giảm nhanh Van thoát cao ápđóng lại Bơm cao áp kết thúc quá trình bơm nhiên liệu Vòi phun kết thúcphun

e, Ống phân phối:

- Ống rail hay bên ngoài hay còn gọi là ống sáo, thuật ngữ rail này lấy từ hệ thốngphun dầu điện tử Common Rail vì hình dạng của nó tương tự bên hệ thống phundầu và nhiệm vụ cũng là để tích trữ nhiên liệu áp suất cao từ bơm cao áp lên

- Đây là cơ cấu có nhiệm vụ nhận nhiên liệu được chuyển đến từ bơm cao áp vàphân phối đến các van phun Thể tích của nó phải đủ lớn để cân bằng những daođộng áp suất do bơm cao áp và các quá trình phun gây ra Cảm biến áp suất cao

áp và van điều khiển áp suất được gắn ở ống phân phối

Hình 2.7: Cấu tạo ống phân phối

1 Van điện điều chỉnh áp suất; 2 Cảm biến áp suất

f, Vòi phun:

- Trong động cơ ô tô, nhiên liệu được đưa qua kim phun vào buồng đốt, được gọi

là phun nhiên liệu Kim phun nhiên liệu là thiết bị cơ khí dùng để phun nhiênliệu vào động cơ nhằm tạo ra hỗn hợp nhiên liệu-không khí chính xác, dẫn đến

quá trình đốt cháy hiệu quả Chúng có thể được sử dụng tùy theo ứng dụng,nhưng khi nói đến các loại kim phun nhiên liệu thì rất khó để phân loại Theocách sử dụng chung, kim phun nhiên liệu có thể được phân loại như sau:

- Dựa vào nhiên liệu:

+ Vòi phun nhiên liệu diesel

+ Vòi phun nhiên liệu xăng

- Dựa vào phương pháp điều khiển:

+Vòi phun nhiên liệu điều khiển bằng cơ khí

+Vòi phun nhiên liệu điều khiển điện tử

- Trong phương pháp phun GDI, kim phun có hai loại: phun bằng cuộn từ và bằngPiezo

=> Chọn vòi phun xăng điều khiển bằng điện tử, phun bằng Piezo

Hình 2.8: Cấu tạo vòi phun cao áp Piezo

- Nguyên lý làm việc: Ống Rail phân phối xăng đến các vòi phun, khi mở kim, kimloại Piezo được cấp điện áp nằm khoảng 105 VDC, các phần tử Piezo được cấpđiện áp sẽ mở rộng đẩy phần kim phun, từ đó phun nhiên liệu áp suất cao vàobuồng đốt

+ Kim phun Peizo có đường kính lỗ phun rất nhỏ Từ đó, áp suất tối đa khiphun sẽ được cải thiện đáng kể.

+ So với các kim phun điện tử thông thường thì kim phun Piezo phản ứngnhanh hơn rất nhiều, khoảng 0.08 ms để hoàn thành 1 lần phun

- Điều khiển kim phun: Trên GDI cả hai dây của kim phun đều được điều khiển bởihộp ECU

Hình 2.9: Kết cấu cảm biến áp suất đường ống nạp

1.Chíp silicon; 2 Buồng chân không; 3 Lọc

2.3.3: Các cảm biến điều khiển chính:

a, Cảm biến vị trí bướm ga:

- Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên cổ họng gió (thân bướm ga) Cảm biến nàychuyển hóa góc mở bướm ga thành một tín hiệu điện áp và gửi nó đến ECU như làmột tín hiệu về góc mở bướm ga Cảm biến vị trí bướm ga loại biến trở được lắptrên trục bướm ga nó có nhiệm vụ nhận biết sự thay đổi của độ mở bướm ga vàchuyển thành tín hiệu điện áp để gởi đến PCM của động cơ Từ đó PCM tính toánlượng phun nhiên liệu phù hợp với độ mở bướm ga đó Đây là một cảm biến quantrọng trong hệ thống phun xăng điện tử

- Cảm biến vị trí bướm ga loại phần tử Hall gồm có các mạch IC Hall làm bằng cácphần tử Hall và các nam châm quay quanh chúng Các nam châm được lắp trêntrục của bướm ga và quay cùng trục bướm ga

Hình 2.10: Cảm biến vị trí bướm ga loại Hall

1 Các IC Hall; 2 Các nam châm

- Nguyên lí làm việc loại phân tử hall: Khi bướm ga mở, các nam châm quaycùng một lúc, và các nam châm này thay đổi vị trí của chúng Vào lúc đó, ICHall phát hiện sự thay đổi từ thông gây ra bởi sự thay đổi của vị trí nam châm

và tạo ra điện áp ra của hiệu ứng Hall từ các cực VTA1 và VTA2 theo mứcthay đổi này Tín hiệu được truyền đến ECU động cơ như tín hiệu mở bướmga

b, Cảm biến vị trí bàn đạp ga:

- Thay vì dẫn động bướm ga bằng cáp, loại này nhận tín hiệu vị trí bàn đạp gaqua cảm biến loại Hall và điều khiển mô tơ bước lắp tại bướm ga

Hình 2.11: Cảm biến vị trí bàn đạp ga loại Hall

c, Cảm biến vị trí trục khuỷu:

- Cảm biến trục khuỷu là một trong những cảm biến quan trọng của động cơ ô

tô CKP được thiết kế để đo tín hiệu vị trí và tốc độ quay của trục khuỷu, cảmbiến gửi thông tin về ECU phân tích, sau đó truyền lại và tính toán góc đánhlửa, hiệu chỉnh thời gian phun xăng dầu

- Cảm biến vị trí trục khuỷu có nhiệm vụ đo tín hiệu tốc độ của trục khuỷu, vị trítrục khuỷu gửi về cho ECU và ECU sử dụng tín hiệu đó để tính toán góc đánhlửa sớm cơ bản, thời gian phun nhiên liệu cơ bản cho động cơ

Hình 2.12: Kết cấu cảm biến trục khuỷu

1.Lõi từ; 2 Cuộn cảm ứng; 3 Nam châm vĩnh cửu; 4 Giác cắm

- Nguyên lí làm việc: Khi trục khuỷu quay, một tín hiệu hình vuông sẽ được gửi

về ECU động cơ Sau đó, ECU sẽ phân tích dữ liệu các xung này trên trên mộtđơn vị đo để xác định tốc độ quay và vị trí của trục khuỷu

e, Cảm biến nhiệt độ nước:

- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có nhiệm vụ đo nhiệt độ của nước làm mátđộng cơ và truyền tín hiệu đến bộ xử lý trung tâm để tính toán thời gian phunnhiên liệu, góc đánh lửa sớm, tốc độ chạy không tải, …ở một số dòng xe, tínhiệu này còn được dùng để điều khiển hệ thống kiểm soát khí xả, chạy quạt làmmát động cơ

Hình 2.14: Cảm biến nhiệt độ nước

- Khi nhiệt độ động cơ thấp, giá trị điện trở cảm biến cao và điện áp gửi đến bộbiến đổi ADC lớn Tín hiệu điện áp được chuyển đổi thành một dãy xung vuông

và được giải mã nhờ bộ vi xử lý để thông báo cho ECU động cơ biết động cơ

đang lạnh Khi động cơ nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm kéo theo điện ápđặt giảm, báo cho ECU động cơ biết là động cơ đang nóng.

f, Cảm biến kích nổ:

- Cảm biến kích nổ có tác dụng phát hiện và khắc phục hiện tượng kích nổ sớm

có thể gây hại cho các chi tiết máy của động cơ, đảm bảo động cơ luôn hoạtđộng ổn định

Hình 2.16: Cảm biến oxy

- Cảm biến ôxy nhận biết tỷ lệ không khí- nhiên liệu là đậm hay nhạt hơn so với

lý thuyết Nó được lắp trong ống xả, trong đoạn ống xả trước (vị trí lắp đặt tùytheo động cơ) Khi tỷ lệ không khí- nhiên liệu nhạt, sẽ có nhiều ôxy trong khí

xả, nên chỉ có sự chênh lệch nhỏ về nồng độ giữa bên trong và bên ngoài củaphần tử cảm biến Vì lý do đó, điện áp do nó tạo ra rất nhỏ (gần 0V) ngược lại,nếu tỷ lệ không khí- nhiên liệu đậm, ôxy trong khí xả gần như biến mất Điều đótạo ra chênh lệch lớn về nồng độ ôxy bên trong và bên ngoài của cảm biến, nênđiện áp tạo ra tương đối lớn (xấp xỉ 1V)

2.4: Tính toán thông số cơ bản của hệ thống nhiên liệu:

2.4.1: Tính toán nhiên liệu cung cấp của động cơ:

- Ở một chế độ làm việc xác định, lượng nhiên liệu phun vào một xilanh G’nl củađộng cơ phụ thuộc vào lượng khí nạp G’k Việc xác định G’k thông qua cảmbiến lưu lượng khí nạp hoặc cảm biến áp suất đường ống nạp Quá trình điềukhiển lượng nhiên liệu cung cấp Gnl thực chất là điều khiển thời gian phunnhiên liệu tf , bởi vì:

G’nl = Qnl.nl.tf (kg/ct)

Với:

Qnl: Lưu lượng xăng qua vòi phun (m3/s)

nl: Khối lượng riêng của xăng (kg/m3)

tf: Thời gian phun (s)

Trong khi đó, lưu lượng thể tích xăng Qnl được xác định theo biểu thức:

Qnl  Ff.vnl (m3 /s)

Với:

Ff: Tiết diện lưu thông của vòi phun (m2)

Ff = 0.003 (m2)

vnl: Tốc độ xăng qua vòi phun (m/s)

- Cần lưu ý rằng tốc độ xăng qua vời phun phụ thuộc vào chênh lệch áp suất xăngtrước lỗ phun và áp suất không khí trên đường nạp

vnl=√2 Δ P

ρ nl = √2.500000

750 = 36.515(m/s) Với:

Chọn ∆P = 5bar =500000 (N/m2)

nl = 750 (kg/m3)

- Để đảm bảo tốc độ phun không đổi, trong hệ thống phun xăng có trang bị bộ ổnđịnh áp suất (∆P = const), khi đó viêc xác định lượng nhiên liệu cung cấp chođộng cơ chỉ phụ thuộc vào thời gian mở của kim phun

Vậy: Qnl = 36,515 0,003= 0,1095 (m3/s)

2.4.2: Xác định lưu lượng không khí:

- Một yếu tố quan trọng trong điều khiển phun xăng là xác định được khối lượngkhông khí đi vào xilanh Lượng xăng tương ứng sẽ được tính toán để đảm bảo

tỷ lệ hòa khí mông muốn Trên thực tế, chúng ta không thể đo chính xác khốilượng không khí đi vào từng xilanh Vì vậy, khi điều khiển động cơ phun xăngngười ta thường dựa trên lưu lượng khối lượng không khí đi qua đường ống nạp

- Lượng không khí nạp ta có thể đo trực tiếp ( loại L-EFI), hoặc xác định giantiếp thông qua áp suất tuyệt đối không khí trên đường ống nạp ( loại D-EFI)

- Lượng không khí cũng có thể được tính toán trước và nạp vào EEPROM theochương trình đã lập trước

- Tỷ lệ hòa khí lựa chọn 0: tùy theo kiểu động cơ, chẳng hạn tỷ lệ lý tưởng 0 M

ột bảng giá trị có thể chứa các giá trị 0 = f( Pk ,n) cũng có thể đưa vàoEEPROM

- Tỷ lệ hòa khí thực tế : phụ thuộc vào các thông số như nhiệt độ động cơ trongquá trình hâm nóng hoặc hiệu chỉnh để tăng đặc tính động học( tăng tốc, giảmtốc, tải lớn, không tải)

- Đối với một thể tích không khí Vk ở điều kiện nhiệt độ T và áp suất P, tỷ trọngcủa không khí được xác định bởi:

k mk/Vk (kg/m3)

Trong đó: mk là khối lượng không khí của thể tích Vk

Như vậy, lưu lượng khối lượng không khí Gk’ có thể suy ra từ lưu lượng thể tíchQ’k của không khí:

Gk’= Qk’.k

- Trong trường hợp dùng cảm biến áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp kết hợpvới cảm biến nhiệt độ khí nạp, máy tính có thể xác định tỷ trọng k theo biểuthức:

- Lượng không khí nạp cho xi lanh trong một chu trình là G’k sẽ là:

Chọn: v = 0.8

Tk = 298ok

Ở đây Vh = 6,94.10-4 (m3)

Vậy: G’k = 12082 1.6,94.10-4 287 298100000 = 5,545.10-4 (kg/s)

2.4.3: Tính toán thời gian phun:

- Ở một chế độ làm việc ổn định, lượng nhiên liệu cung cấp cho một chu trình(Gnl’) sẽ tỉ lệ với lượng khí nạp vào động cơ Do đó lượng nhiên liệu cung cấpcho mỗi xilanh trong một chu trình sẽ là:

2.4.4: Tính toán bơm xăng:

- Bơm nhiên liệu được dùng trong hệ thống của động cơ là loại bơm cánh gạt,chọn áp suất bơm 5 bar Ngoài ra bơm còn có các thông số làm việc khác chúng

ta cần tính toán như cột áp, công suất, hiệu suất,…

Cột áp của bơm (H) xác định bằng công thức sau:

H =e ra −e vao=P ra −P vao

Q =n i G ' nl

30 τ =82.4 4 ,13.10−4

30.4 =1,13.10−3(m3

s )Công suất thủy lực của bơm được xác định theo công thức sau:

Ntl = .QH/b

Ntl = 750 9 , 81.1 ,13.10−3.27,183

2.4.5: Tính toán bơm cao áp:

a, Lượng nhiên liệu bơm cung cấp trong 1 chu trình công tác:

Vx= N e g e τ 103

120 n i ρ nl (mm3/ct) Trong đó: Ne = 227 kW

Với Ƞ là hiệu suất bơm, chọn Ƞ = 0,8

d, Hành trình lớn nhất của bơm cao áp:

hpmax = dp ρ = 9,5 1,4 =13,3 (mm) => Chọn hpmax = 12 (mm)

Phần 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÔI TRƠN

3.1 Nhiệm vụ, công dụng, yêu cầu hệ thống bôi trơn

3.1.1 Nhiệm vụ:

- Hệ thống bôi trơn của động cơ đốt trong có nhiệm vụ đưa dầu từ các-te đến cácmặt mà sát, đồng thời lọc các tạp chất lẫn trong dầu nhờn khi dầu nhờn tẩy rửacác mặt ma sát này và làm mát dầu nhờn để đảm bảo tính năng lý hóa của nó

3.1.2 Công dụng:

- Dầu bôi trơn dùng cho động cơ đốt trong gồm có 4 công dụng:

- Bôi trơn mặt ma sát, làm giảm công ma sát: Khi bôi trơn bề mặt ma sát, dầunhờn đóng vai trò như một chất đệm ngăn cách hai mặt ma sát không trực tiếptiếp xúc với nhau

- Làm mát ổ trục: Trong quá trình làm việc công ma sát chuyển thành nhiệt làmnóng ổ trục làm giảm độ nhớt của dầu nhờn và gây bó, cháy ổ trục Vì vậy lưulượng dầu đi qua ổ trục sẽ đem nhiệt của ổ trục đi làm mát ổ trục và do đó đảmbảo nhiệt độ làm việc của ổ trục

- Tẩy rửa mặt ma sát: Trong quá trình làm việc, các mặt ma sát cọ xát với nhau,mạt kim loại rơi ra được dầu nhờn đưa ra khỏi mặt ma sát khiến mặt ma sát sạch

và giảm ma sát do mạt kim loại gây ra

- Bao kín các khe hở giữa pittông với xécmăng, giữa pittông với xilanh làm giảmkhả năng lọt khí

3.2 Các phương pháp bôi trơn

3.2.1 Bôi trơn bằng phương pháp vung tóe dầu

- Nhược điểm: Sử dụng cho động cơ có công suất nhỏ, tốc độ thấp

- Ưu điểm : Hệ thống bôi trơn đơn giản dẫn đến giá thành thấp

Hình 3.1 : Sơ đồ nguyên lý của Bôi trơn bằng phương pháp vung tóe dầu

1.Các rãnh dẫn dầu ; 2.Hộp trục khuỷu; 3.Các-te; 4 Gàu tát dầu

- Nguyên lý làm việc: Dầu nhờn chứa trong cacte được thìa múc dầu lắp trên đầu

to thanh truyền múc hắc tung lên.Mỗi vòng quay của trục khuỷu thìa hắt dầumúc dầu một lần.Các hạt dầu vung tóe bên trong không gian cácte sẽ rơi tự doxuống các mặt ma sát của ổ trục

- Phạm vi sử dụng: Hiện nay,phương án này chỉ còn tổn tại trong những động cơkiểu cũ,công suất nhỏ và tốc độ thấp: Thường dùng trong động cơ một xilanhkiểu xilanh nằm ngang có kết cấu đơn giản như T62,W1105

3.2.2 Bôi trơn cưỡng bức

a.Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte ướt

- Ưu điểm: Đảm bảo đủ lưu lượng dầu bôi trơn cho các bề mặt ma sát của động

cơ, hệ thống bôi trơn này có kết cấu đơn giản hơn hệ thống bôi trơn cacte khô,không có buồng chứa riêng nên làm cho kích thước động cơ gọn nhẹ hơn

- Nhược điểm: Do dùng cácte ướt [chứa dầu trong cácte ] nên khi động cơ làmviệc ở độ nghiêng lớn, dầu nhờn dễn về một phía khiến phao hút dầu bị hãng Vìvậy lưu lượng dầu cung cấp sẽ không đảm bảo đúng yêu cầu

Hình 3.2: sơ đồ nguyên lý của hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte ướt

1 Bầu lọc ; 2 Đồng hồ nhiệt độ; 3 Két làm mát; 4 Van an toàn;5 Khóa; 6 Lướilọc thô; 7 Bơm dầu; 8 Van an toàn; 9 Van xả; 10 Bầu lọc ; 11 Đồng hồ áp suất;

12 Đường dầu chính; 13 Cổ chính trục khuỷu; 14 Ổ đỡ trục cam;15 Trục giàn

xupap; 16 Que thăm mức dầu;17 Ống châm dầu

- Nguyên lý làm việc: Khi động cơ khởi động bơm 7 hút dầu từ dấy cacste qua lướilọc thô 6 rồi đẩy vào bầu lọc 10 Ra khỏi bầu lọc dầu đi tiếp vào đường dầu chính

12 rồi sau đó được phân chia tới các cổ trục 13 theo các lỗ khoan trên thân máy

Từ các cổ trục khuỷu dầu đi theo các lỗ khoan trong trục tới đầu to thanh truyền

và theo lỗ trong thanh truyền tới bôi trơn cho bạc đầu nhỏ thanh truyền Sau khi

ra khỏi các ổ cần bôi trơn, dầu rơi tự do xuống phía dưới, một phần rơi xuốngcacste, một phần vướng phải các chi tiết đang quay và bị văng đi do lực ly tâm.Chính nhờ lượng dầu văng này mà các chi tiết khác của động cơ được bôi trơnnhư: Thành xy lanh, vấu cam, con đội…Mặt khác, từ đường dầu chính có mộtnhánh dẫn tới bôi trơn cho các bạc đỡ trục cam 14 và một nhanh khác dẫn dầu bôi

trơn cho trục 15 của giàn cò mổ Lượng dầu còn lại đi qua bầu lọc 1 rồi quay vềđáy các te.

- Phạm vi sử dụng: Hầu hết các loại động cơ đốt trong ngày nay đều dùng phương

án bôi trơn cưỡng bức cacte ướt do dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn được bơmdầu đẩy đến các bể mặt ma sát dưới một áp suất nhất định nên có thể đảm bảo yêucầu bôi trơn, làm mát và tẩy rửa mặt ma sát của ổ trục Nói chung hệ thống bôitrơn cácte ướt thường dùng trên động cơ ôtô làm việc trong địa hình tương đốibằng phẳng [vì ở loại này khi động cơ làm việc ở độ nghiêng lớn, dầu nhờn dồn

về một phía khiến phao hút dầu bị hãng]

b Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte khô

- Ưu điểm: Cácte chỉ hứng và chứa dầu tạm thời,còn thùng dầu mới là nơi chứadầu để đi bôi trơn nên động cơ có thể làm việc ở độ nghiên lớn mà không sợthiếu dầu,dầu được cung cấp đầy đủ và liên tục

- Nhược điểm: Hệ thống này có kết cấu phức tạp, gây khó khăn khi sửa chữa

và thay thế phụ tùng, giá thành của động cơ cao

Hình 3.3 : Sơ đồ nguyên lý của hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte khô

1 Cacte; 2 Bơm chuyển dầu; 3 Bình chứa dầu; 4 Lưới lọc; 5 Bơm dầu đi bôitrơn; 6 Bầu lọc thô; 7 Đồng hồ đo áp suất; 8 Đường bôi trơn chính; 9 Đường bôitrơn trục khuỷu; 10 Đường bôi trơn trục cam; 11 Bầu lọc tinh; 12 Đồng hồ đo

nhiệt độ dầu bôi trơn; 13 Két làm mát dầu

- Nguyên lý làm việc: Khác cơ bản của bôi trơn cacte khô và cacte ướt là nó

có thêm một đến hai bơm làm nhiệm vụ chuyển dầu từ cacte qua két làm mát

và sang thùng chứa ngoài động cơ Từ đây bơm dầu lấy đi bôi trơn giống như hệ thống bôi trơn cacte ướt.

- Phạm vi sử dụng: Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte khô thường dùng trên các loại động cơ điêzen dùng trên máy ủi đất,xe tắng,máy kéo,tàu thuỷ

3.2.3 Phướng án pha dầu vào nhiên liệu

- Ưu điểm: Phương án bôi trơn này khá đơn giản, nên giá thành thấp

- Nhược điểm: Không an toàn cho động cơ do không đảm bảo lưu lượng dầu bôi trơn, dầu bôi trơn trong hỗn hợp đốt cháy cùng nhiên liệu nên dễ tạo ra muội than bám lên đỉnh piston ngăn cản quá trình tản nhiệt của piston, nếu dầu pha với tỷ lệ lớn dễ cháy sớm, kích nổ sớm, nếu pha dầu với tỷ lệ thấp

sẽ gây bó kẹt trong động cơ

- Phạm vi sử dụng : Phương án bôi trơn này chỉ dùng để bôi trơn các chỉ tiết máy của động cơ xăng hai kỳ cỡ nhỏ, làm mát bằng không khí hoặc nước

3.3 Chọn sơ đồ ,nguyên lí làm việc :

Dựa vào tính năng tốc độ, công suất, mức độ phụ tải trên ổ trục và công dụngcủa động cơ đốt trong động cơ GN8-024 sử dụng phương pháp bôi trơn cưỡng bứccacte ướt:

Hình 3.4: sơ đồ hệ thống bôi trơn động cơ GN8-024

1 Các te; 2 Lưới lọc thô; 3 Bơm chuyển; 4,6 Van một chiều; 5 Bầu lọc thô; 7.Đồng hồ báo áp suất dầu; 8 Đường dầu chính; 9 Đường dầu bôi trơn trục khuỷu;

10 Đường dầu bôi trơn trục cam; 11 Két làm mát dầu; 12 Van an toàn; 13 Đồng

hồ nhiệt độ dầu;14 Nắp đổ dầu; 15 Que thăm mức dầu

- Nguyên lý làm việc: Khi động cơ khởi động bơm 3 hút dầu từ đáy cacste qua lướilọc thô 2 rồi đẩy vào bầu lọc 5 Ra khỏi bầu lọc dầu đi tiếp vào đường dầu chính 8rồi sau đó được phân chia tới cổ trục khuỷu theo các lỗ khoan trên thân máy Từcác cổ trục khuỷu dầu đi theo các lỗ khoan trong trục tới chốt khuỷu và theo lỗtrong thanh truyền tới bôi trơn cho bạc đầu nhỏ thanh truyền Sau khi ra khỏi các

ổ cần bôi trơn, dầu rơi tự do xuống phía dưới, một phần rơi xuống cacste, mộtphần vướng phải các chi tiết đang quay và bị văng đi do lực ly tâm Chính nhờlượng dầu văng này mà các chi tiết khác của động cơ được bôi trơn như: Thành

xy lanh, vấu cam, con đội…Mặt khác, từ đường dầu chính có một nhánh dẫn tớibôi trơn cho các bạc đỡ trục cam Lượng dầu còn lại đi qua bầu lọc 11 rồi quay

- Nhiệm vụ: Bơm dầu nhờn có nhiệm vụ cung cấp một lượng dầu nhờn có áp suất

cao để bôi trơn, làm mát và tẩy rửa mặt ma sát của các ổ trục

- Yêu cầu :

• Phải cung cấp lượng dầu bôi trơn thích hợp tới các bề mặt ma sát

• Bơm dầu phải cung cấp dầu một cách ổn định

• Kết cấu đơn giản gọn nhẹ, dễ bảo dưỡng dễ sửa chữa, có độ bền cao chịu đượcmài mòn rung xóc, tính kinh cao

Hình 3.5: Bơm dầu

- Nguyên lý hoạt động: Dầu từ đường áp lực thấp được hai bánh răng guồng sangtạo nên áp lực cao cho dòng chảy, để tránh hiện tượng chèn dầu giữa các bánhrăng khi vào khớp trên mặt dầu của nắp bơm có phay rãnh triệt áp Ngoài ra trênbơm có van an toàn nếu áp suất trên đường dầu vượt quá giới hạn cho phép van

sẽ được mở nhờ áp suất dầu

Làm sạch cặn bẩn có kích thước lớn (lớn hơn 0,03mm) được bố trí ngay sau bơm dầu

có van an toàn kèm theo Toàn bộ dầu trước khi bôi trơn đều phải đi qua bầu lọc thô.Nếu bầu lọc thô bị tắt, lượng dầu qua bầu lọc rất nhỏ và áp suất trước bầu lọc thô tănglên làm cho van toàn mở, dầu đi qua van an toàn đến đường dầu bôi trơn chính đểđảm bảo lượng dầu đến các bề mặt ma sát

- Nguyên lý làm việc: Dầu có áp suất cao chui qua các khe hở của phần tử lọc, do đócác hạt có đường kính lớn hơn kích thước khe hở sẽ được giữ lại không cho chui quaphần tử lọc, vì vậy lọc được lọc sạch Dầu bẩn theo đường dầu 3 vào trong lọc, vậtliệu lọc 6 sẽ giữ lại các cặn bẩn và cho dầu sạch thấm qua và đi vào đường dầu 4 để đibôi trơn các chi tiết trong động cơ (bầu lọc thô) hoặc chảy về cacte (bầu lọc tinh) Van

5 có tác dụng ngăn cản dầu chảy ra khỏi bầu lọc khi đặt bầu lọc nằm ngang hoặc lật

úp Khi bầu lọc bị tắt áp suất dầu tăng lên van an toàn 7 sẽ mở

Hình 3.6: Bầu lọc thấm

1 Thân bầu lọc, 2 Vòng đệm, 3 Đường dầu vào, 4 Đường dầu ra, 5 Van

kiểm tra, 6 Vật liệu lọc, 7 Van an toàn

Ưu điểm: Khả năng lọc tốt, lọc sạch

Nhược điểm: Kết cấu tương đối phức tạp và thời gian sử dụng ngắn

3.4.3 Van an toàn

Hình 3.7: Van an toàn

- Nhiệm vụ : Bảo vệ áp suất của hệ thống

- Nguyên Lý làm việc : Van được mắc song song với hệ thống và được đóngchặt nhờ một lò xo Hình bên trái ứng với chế độ làm việc của động cơ ở sốvòng quay thấp, lúc này áp suất dầu bôi trơn nhỏ, không đủ để thắng được lựccủa lò xo nên van đóng toàn bộ dầu do bơm cấp được đẩy vào hệ thống bôi

trơn Hình bên phải ứng với chế độ làm việc của động cơ ở số vòng quay cao.Lúc này, do lượng dầu của bơm cấp trở nên rất lớn mà hệ thống không tiêu thụkịp nên áp suất trong hệ thống tang vọt Khi áp lực tác dụng lên mặt van thắngđược lực của lò xo thì van mở ra và một phần dầu sẽ đi qua van để trở về đáycacte, giảm tải cho hệ thông

- Nhiệm vụ : đảm bảo nhiệt độ làm việc của dầu bôi trơn ổn định, giữ cho độ nhớt của dầu không đổi, đảm bảo khả năng bôi trơn

Hình 3.8 : Két làm mát dầu

1 Khoang dưới ; 2 Khoang trên ; 3 Các ống dẫn ; 4 Các cánh tản nhiệt

- Nguyên lý làm việc: Dầu được dẫn vào khoang trên rồi đi theo các ống dẫn 3,trong khi đi qua các ống 3 dầu được làm mát nhờ luồng gió thổi qua các cánhtản nhiệt , sau đó xuống khoang dưới rồi từ đó đi ra ngoài

3.4.5 Thông gió hộp trục khuỷu

Trong quá trình làm việc của động cơ khí cháy thường lọt từ buồng cháy xuống hộptrục khuỷu Điều đó làm cho dầu nhờn dễ bị ô nhiễm và phân hủy do tạp chất cháyđem xuống Ngoài ra, do có hiện tượng lọt khí, nhiệt độ bên trong hộp trục khuỷucũng tăng lên làm hại đến tính năng hóa lý của dầu nhờn

Để tránh những tác hại nói trên các động cơ ngày nay đều giải quyết tốt vấn về thônggió hộp trục khuỷu

- Nhiệm vụ: Nhiệm vụ của thông gió hộp trục khuỷu là để tránh những tác hại

được nêu ở trên

- Kết cấu: Trong động cơ thiết kế GN8-024 sử dụng thông gió kiểu kín, lợi

dụng độ chân không trong quá trình nạp để khí trong hộp trục khuỷu lưu động vào đường nạp của động cơ

Hình Phần 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÔI TRƠN.9: Sơ đồ thông gió trục khuỷu kiểu thông gió kín.

1 Ống đổ dầu và thông gió, 2 Ống thông gió về đường nạp

- Nguyên lí hoạt động: Toàn bộ khí ở hộp trục khuỷu sẽ được hệ thống thông gióhộp trục khuỷu PCV đưa về đường nạp chung với lượng khí nạp mới vào động

cơ Lượng khí dư thừa này từ đó tuần hoàn trở lại và được đốt cháy toàn bộ tậndụng được lượng khí này mà bị xả ra ngoài môi trường

- Ưu điểm: Phương án thiết kế này chống được lượng dầu bị ổ nhiễm và hiệuquả thông gió rất cao

- Nhược điểm: Phương án thiết kế này sẽ đưa hơi dầu bôi trơn và khí cháy đi vàođường nạp nên làm cho xupap và xy lanh bị nóng muộn, khiến xy – lanh bịmòn nhiều

3.5 Tính toán các thông số cơ bản của hệ thống bôi trơn

3.5.1 Tính toán ổ trượt tại chốt khuỷu

Hình 3.10: Sơ đồ ổ trượt bôi trơn

Dựa vào kết quả của pbl2 ta có các thông số cơ bản sau :

- Chiều dài ổ trượt l= 35 (mm)= 3,5 cm

- Khe hở tương đối Ψ= ∆/d= 0,001 (mm)

- Chiều dài tương đối ổ trục l/d = 35/60= 0,58 (mm)