Đồ án tính toán thiết kế hệ thống phục vụ của động cơ diesel công suất 2940kw kèm bản vẽ

Lợng nhiên liệu phun vào các xi lanh của động cơ phải đều nhau chênh lệch về l ợng nhiên liệu giữa các xi lanh không vợt quá 5%.. Nhiệm vụ bơm cao áp Bơm cao áp có nhiệm vụ cung cấp nhiê

Mở đầu

1 Lý do lựa chọn đề tài

Trong việc nghiên cứu, tính toán thiết kế động cơ Diesel thì thiết kế hệ thốngphục vụ của nó là rất quan trọng Các hệ thống có một vai trò to lớn trong quá trìnhhoạt động của động cơ Góp phần nâng cao công suất, hiệu suất và tuổi thọ của

Chơng 1 : Tính nhiệt của chu trình công tác động cơ Diesel

Chơng 2 : Tính toán thiết kế một số hệ thống phục vụ động cơ

Phần 1: Thiết kế hệ thống nhiên liệu

Phần 2: Thiết kế hệ thống bôi trơn

Phần 3: Thiết kế hệ thống làm mát

Chơng 3: Tìm hiểu một số loại bơm cao áp

4 Phơng pháp nghiên cứu của đề tài

Mô tả nguyên lí hoạt động của toàn bộ hệ thống từ đó tính toán cụ thể một sốthiết bị trong hệ thống cụ thể

+ý nghĩa khoa học: Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của hệ thống phục vụ độngcơ Dieseltàu thuỷ Cách tính toán thiết kế chúng, từ đó tối u hoá các hệ thống phụcvụ.

+ ý nghĩa thực tiễn: Tính toán và đa vào sản xuất một số thiết bị của các hệthống nhiên liệu cho các loại động cơ Diesel tàu thuỷ

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI

KHOA ĐÓNG TÀU

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ MéT Sè HỆ THỐNG PHôC Vô

ĐỘNG CƠ DIESEL 4KỲ CÔNG SUẤT 2940KW

Chuyên ngành: Thiết bị năng lượng

Mã số : 18 - 02 – 10

Người thực hiện: Mai Xu©n Th¸i Người hướng dẫn: Th.s Đặng Khánh Ngọc Người phụ đạo: Th.s Đặng Khánh Ngọc

Chơng II

tính toán thiết kế một số hệ thống phục vụ động cơ ĐIESEL công suất 2940kw

2.1 Thiết kế hệ thống nhiên liệu.

2.1.1 Yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu.

Quá trình cấp nhiên liệu tốt hay xấu đều ảnh hởng đáng kể đến công suất và tuổithọ của các chi tiết Do đó hệ thống nhiên liệu cần đảm bảo một số yêu cầu sau:

a Yêu cầu về lợng nhiên liệu:

- Lợng nhiên liệu cấp cho mỗi xi lanh phải đúng theo yêu cầu cần thiết cho mỗi chutrình công tác của động cơ (Đảm bảo định thời, định chất và định lợng) có thể dễdàng điều chỉnh lu lợng theo phụ tải ban đầu

Lợng nhiên liệu phun vào các xi lanh của động cơ phải đều nhau (chênh lệch về l ợng nhiên liệu giữa các xi lanh không vợt quá 5%)

Dự trữ đủ lợng nhiên liệu cho thời gian hành trình của tầu

b.Yêu cầu về thời điểm và thời gian cấp nhiên liệu.

- Nhiên liệu phun vào xi lanh phải đúng thời điểm quy định ( Đúng góc phun sớm)

- Nếu phun sớm quá, lúc này nhiệt độ và áp suất khí nén trong xi lanh còn thấp,nhiên liệu phun vào khả năng bốc hơi chậm, quá trình cháy sẽ khó khăn, gây lãng

do phun sớm quá sẽ có hiện tợng cháy trớc khi piston lên đến ĐCT, gây phản áplàm cho động cơ chạy bị rung.

- Nếu phun muộn quá, nhiên liệu không có thời gian chuẩn bị cháy, thời gian cháyrớt kéo dài, áp suất khí cháy thấp, công suất động cơ giảm, lãng phí nhiên liệu,

động cơ xả khói đen

- Thời gian phun nhiên liệu phải hợp lý phải bảo đảm phun hết lợng nhiên liệu Thờigian phun kéo dài sẽ làm quá trình cháy không tập trung, có hiện tợng cháy rớt làmgiảm công suất động cơ, giảm tuổi thọ và lãng phí nhiên liệu

c Yêu cầu về áp suất phun.

- áp suất phun nhiên liệu phải đủ lớn để đảm bảo nhiên liệu sau khi ra khỏi đầuphun hoá sơng hoàn toàn và có sức xuyên suốt không gian vùng đốt để hoà trộn vớikhí nén trong xi lanh

- áp suất phun nhiên liệu hoàn toàn phụ thuộc vào kết cấu buồng cháy, kết cấu đầuphun và loại nhiên liệu

d Yêu cầu về trạng thái phun.

- Nhiên liệu phun vào buồng đốt phải đảm bảo sao cho các hạt nhiên liệu phun raphải tơi, chùm tia phải phù hợp với hình dáng buồng cháy để hoá hơi tốt

- Quá trình phun phải dứt khoát, lúc bắt đầu và kết thúc phun không có hiện tợngnhỏ giọt, sau khi phun xong đầu phun phải khô

2.1.2 Lựa chọn phơng án thiết kế

Hệ thống nhiên liệu của động cơ điesel có kết cấu rất phức tạp và nhiều chi tiết có

độ chính xác cao, cách bố trí kết cấu hệ thống đối với từng động cơ là khác nhau

Do đó việc lựa chọn phơng án thiết kế dựa trên cơ sở phân loại các hình thức của hệthống nhiên liệu nh sau:

2.1.2.1 Hệ thống phun nhiên liệu gián tiếp

1 Sơ đồ

1- Két trực nhật, 2- Bầu lọc nhiên liệu, 3- Bơm vận chuyển nhiên liệu,

4- Bơm cao áp, 5- Đờng ống cao áp, 6- Vòi phun

Hình 2.1 - Sơ đồ nguyên lý hệ thống phun gián tiếp

2 Nguyên lý hoạt động

- Thời điểm phun nhiên liệu do cam khống chế thông qua việc dẫn động vòi phun

- áp lực phun và lợng nhiên liệu do bơm cao áp đảm nhiệm Bơm 3 lấy dầu từ két 1

đa đến bơm cao áp 4 Bơm cao áp cấp nhiên liệu cao áp lên đờng ống 5 tới các vòiphun và đợc phun vào động cơ khi vòi phun mở

- Hệ thống này ít dùng vì có nhiều nhợc điểm nh: Truyền động cồng kềnh, kimphun bị bao bọc bởi 1 lớp nhiên liệu cao áp nên dễ hỏng hóc

2.1.2.2 Hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp.

1 Sơ đồ cấu tạo

2

1 3

4

5 6

7,8- Bầu lọc, 9- Van duy trì áp suất dầu đốt, 10- Đồng hồ đo áp suất ,

11- Đồng hồ đo nhiệt độ, 12- Két dầu FO, 13-Két dầu DO,14- Vòi phun, 15- Bơmcao áp

Hình 2.2 - Sơ đồ nguyên lý của hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp

sẽ theo đờng ống dầu hồi về két chứa

- Nhiên liệu rò qua khe hở trong thân kim phun của vòi phun và trong các tổ bơm

đ-ợc theo các đờng ống dầu trở về két chứa

- Nhiên liệu đi vào xi lanh bơm cao áp không đợc lẫn không khí vì không khí sẽlàm cho hệ số nạp của bơm không ổn định, thậm chí còn làm gián đoạn quá trìnhcấp nhiên liệu Vì vậy trong hệ thống tại nhng nơi có khả năng tích tụ không khíphải bố trí các van xả khí để xả hết không khí lẫn trong hệ thống

- u điểm: Kết cấu gọn nhẹ độ tin cậy cao, việc bảo quản chăm sóc vận hành dễ dàng

và độ tin cậy cao

Ngày nay, hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp đợc sử dụng rất phổ biến bởi những u

điểm vợt trội của nó Do vậy đề tài này cũng chọn hệ thống này để cấp nhiên liệucho động cơ

2.1.3 Nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu

2.1.3.1 Sơ đồ nguyên lý.(sơ đồ Hình 2-2)

2.1.3.2 Nguyên lý làm việc.

Đã trình bày trong mục (2.1.2.2)

2.1.4 Thiết kế hệ thống nhiên liệu

2.1.4.1 Tính toán bơm cao áp.

1 Nhiệm vụ bơm cao áp

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

- Nhiên liệu có áp suất cao, tạo chênh áp lớn trớc và sau lỗ phun

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

- Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xi lanh động cơ

- Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi lợng nhiên liệu cấp cho chu trình phù hợp vớichế độ làm việc của động cơ

2 Phân loại bơm cao áp.

Bơm cao áp dùng trên động cơ điêsel có rất nhiều loại khác nhau Dựa vào cách

điều chỉnh nhiên liệu mà phân các loại sau:

a Bơm cao áp điều chỉnh nhiên liệu bằng van tiết lu loại này piston của bơm có kếtcấu hình trụ không có gì đặc biệt.

b Bơm cao áp điều chỉnh nhiên liệu bằng mặt cam vát Đặc điểm của piston nhtrên, cam có dạng mặt vát để điều chỉnh hành trình có ích của piston

c Bơm cao áp điều chỉnh nhiên liệu bằng ngăn kéo piston, loại này trên piston córãnh xoắn và rãnh thẳng thông với cửa sổ cấp nhiên liệu trên xi lanh Loại bơm nàydựa vào thời điểm cấp đợc chia thành 3 loại:

- Loại điều chỉnh thời gian bắt đầu cấp

- Loại điều chỉnh thời gian kết thúc cấp

- Loại điều chỉnh hỗn hợp

Mặc dù có nhiều loại nh vậy, nhng hầu hết các động cơ điezel ngày nay đều dùngloại bơm cao áp thay đổi lợng nhiên liệu bằng cách dùng rãnh xoắn trên piston(piston ngăn kéo) loại này còn gọi là bơm Bô sơ

3 Kết cấu bơm bô sơ.

- Bơm đợc cấu tạo bằng các loại thép hợp kim có khả năng chịu áp suất cao và cókhả năng chịu đợc tải trọng thay đổi theo chu kỳ, và chống mòn tốt nh XBR,25X5M.

- Với các chi tiết của cặp piston xi lanh bơm cao áp thì các mặt ma sát có độ cứngkhông nhỏ hơn HRC58, mặt đầu không nhỏ hơn HRC55, với cặp piston xi lanh đợcchế tạo bằng thép 25C5M cần thấm Ni tơ

- Cặp chi tiết van cao áp và đế van cũng yêu cầu cao về mặt công nghệ Vật liệu chếtạo là thép hợp kim XBR, sau khi nhiệt luyện độ cứng phải đạt HRC56-62và HRC60-64

- Cặp chi tiết chính xác là piston 6 và xi lanh 8 của bơm đợc chọn lắp theo bộ Trên

xi lanh 8 có lỗ cấp nhiên liệu a và lỗ dầu hồi c Để điều chỉnh lợng nhiên liệu dùngthanh răng 7 làm thay đổi hành trình có ích của piston Trên piston 6 có phay rãnhxoắn b và rãnh thẳng để thay đổi lợng cấp nhiên liệu

b Nguyên lý hoạt động

- Hành trình thứ nhất: Khi động cơ hoạt động trục khuỷu quay lai trục cam bơm cao

áp Khi con lăn 2 tiếp xúc với bề mặt trụ của cam 1 thì piston 6 ở điểm chết dới.Piston bắt đầu đi lên lò xo 3 bị nén lại Lúc này nhiên liệu ở trong xi lanh bắt đầutràn qua lỗ dầu cấp a và nhiên liệu bắt đầu bị nén lại áp suất nhiên liệu bên trong xilanh bắt đầu tăng lên tới khi áp lực này thắng lực của lò xo 4 thì van cao áp 5 mở ra,nhiên liệu đợc cấp lên đờng ống cao áp đi tới vòi phun để phun vào xi lanh động cơ.Quá trình cấp cứ diễn ra cho đến khi mép xoắn b trùng với mép của cửa tràn c do đó

áp suất dầu giảm đột ngột dẫn đến lò xo 4 đóng van cao áp 5 lại, mặc dù có thể lúc

đó piston vẫn còn đi lên điểm chết trên

- Hành trình thứ 2: Khi con lăn tiếp xúc bên kia vấu cam thì lò xo 3 giãn dần và kéotheo piston 6 từ điểm chết trên đi xuống, lúc đầu tạo chân không trong xi lanh màcha hút nhiên liệu vào, cho đến khi đỉnh piston mở cửa cấp a, và cửa hồi c nhiênliệu trong khoang chứa lỗ nhập a và c đi vào xi lanh Piston thực hiện hút nhiên liệucho đến khi đến ĐCD

c Phơng pháp điều chỉnh nhiên liệu

Đối với bơm cao áp loại điều chỉnh lợng nhiên liệu bằng rãnh xoắn trên piston thì ợng nhiên liệu đợc cấp phụ thuộc hoàn toàn vào thời gian từ lúc bắt đầu cấp đến lúckết thúc cấp Thời điểm bắt đầu cấp là thời điểm mép trên đỉnh piston lằm trên méptrên của cửa cấp dầu Thời điểm kết thúc cấp khi mép của rãnh xoắn nằm trên mépdới của cửa hồi dầu Do vậy muốn thay đổi lợng nhiên liệu cấp cần thay đổi thời

l-điểm kết thúc cấp bằng cách xoay piston Thời gian cấp nhiên liệu tơng ứng vớichiều cao của piston tính từ đỉnh tới mép của rãnh xoắn.

Hình 2.4 - Sơ đồ điều chỉnh lợng nhiên liệu cấp

- Khi cửa cấp ở vị trí O thì nhiên liệu không đợc cấp tới vòi phun

- Khi cửa cấp ở vị trí 1, lợng nhiên liệu cấp tới vòi phun tăng dần

- Khi cửa cấp ở vị trí 2, lợng nhiên liệu tăng lên so với vị trí 1

- Khi cửa cấp ở vị trí 3 lợng cấp tăng lên so với vị trí 2

120

.



(lít) (2-1)Trong đó

ge - Suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ ; ge = 212 (g/K W.h)

Ne - Công suất thiết kế của động cơ ; Ne = 2940 KW

i - Số xi lanh của động cơ ; i = 6

 - Số kì của động cơ ;  = 4

n - Vòng quay của động cơ ; n = 210 (v/p)

nl - Khối lợng riêng của nhiên liệu ; nl = 850 (g/dm3)

Thay các giá trị vào công thức đợc kết quả : Vct = 0,018 (lít)

b Khoảng thời gian phun nhiên liệu (tính từ lúc bắt đầu đến lúc kết thúc cấp)

tp - Khoảng thời gian phun nhiên liệu

p- Góc quay trục khuỷu từ lúc bắt đầu đến lúc kết thúc cấp; chọn p = 300

Qtb - Lu lợng trung bình của 1 tổ bơm

Vct -Thể tích nhiên liệu cấp cho 1 chu trình ở chế độ thiết kế; Vct = 0,018 (lít)

tp - Khoảng thời gian phun nhiên liệu; tp = 0,023 (s)

Thay các giá trị vào công thức (2-3) đợc kết quả: Qtb = 2,2(lít/s)

d Đờng kính của piston bơm cao áp

p c p

c ct p

C

n V k

d

.

6

Vct = 18000 (mm3)

C - Hệ số cung cấp của bơm cao áp Đối với hệ thống nhiên liệu dùng bơm cao ápkiểu piston có rãnh xoắn thì C = 0,6  0,95; chọn C = 0,6

nC - Vòng quay của trục cam dẫn động bơm cao áp Chọn dạng cam lồi thì sẽ có: nC

= n/2=105 ( n là vòng quay thiết kế của động cơ)

k - Hệ số đánh giá tỷ số giữa tốc độ cung cấp cực đại với tốc độ trung bình

Thay các giá trị vào công thức (2-4) ta đợc kết quả: dp =86,6(mm)

Chọn theo tiêu chuẩn thì dp = 90 (mm) tra bảng đợc hành trình piston S = 125 (mm)

fp - Diện tích đỉnh piston bơm cao áp fp =6358,5 (mm2)

c - Hệ số cung cấp của bơm cao áp; chọn c = 0,6

Thay số vào công thức trên ta đợc ha = 5 (mm)

2.1.4.2 Tính Toán vòi phun

1 Công dụng

- Phun hết lợng nhiên liệu do bơm cao áp cấp cho vòi phun

- Điều khiển áp suất phun nhiên liệu, đảm bảo nhiên liệu phun vào buồng đốt ởdạng sơng mù, tạo điều kiện cho quá trình hoà trộn cháy tốt

2 Kết cấu

1- Kim phun, 2- Bệ đầu phun, 3- Êcu tròng, 4- Thân vòi phun, 5- Đũa đẩy,

6- Đĩa lò xo, 7- Lò xo, 8- Vít điều chỉnh, 9,12- Rãnh hình vành khăn,

10- Nắp nối với ống nhiên liệu, 11- Đờng dẫn nhiên liệu

Hình 2.5 - Kết cấu vòi phun

Vòi phun là một trong những bộ phận quan trọng của hệ thống nhiên liệu Thực tế

có rất nhiều loại vòi phun, việc sử dụng vòi phun loại nào phụ thuộc hoàn toàn vào

hệ thống nhiên liệu:

- Vòi phun nhiên liệu hở: Dùng cho hệ thống phun kiểu khí nén

- Vòi phun nhiên liệu kín dùng van: Dùng cho hệ thống phun nhiên liệu gián tiếp

- Vòi phun kiểu kín dùng kim phun: Loại này dùng cho hệ thống phun nhiên liệubằng bơm cao áp kiểu trực tiếp.

Trong 3 loại này thì loại thứ 3 có nhiều u điểm nhất Hiện nay cũng đang đợc sửdụng phổ biến

ra, nhiên liệu đợc phun vào buồng đốt của động cơ với áp suất cao

- Khi bơm cao áp thôi cấp nhiên liệu (tơng ứng với thời điểm kết thúc cấp) áp lựcnhiên liệu trên đờng 11 giảm đột ngột, lò xo 7 giãn ra ép kim phun 1 đóng kín lỗphun kết thúc quá trình phun nhiên liệu vào động cơ

- Đối với loại vòi phun kín, đầu phun 2 có nhiều kiểu khác nhau, nhng dựa vào số lỗtia phun có thể chia thành hai loại: Loại có nhiều lỗ và loại có một lỗ tia Do các u

điểm chế tạo đơn giản, không bị tắc lỗ tia, chất lợng nhiên liệu không cần cao màngày nay loại đầu phun có một lỗ tia đợc sử dụng rộng rãi cho các loại nhiên liệunặng

4 Điều kiện làm việc và yêu cầu kỹ thuật đối với một số chi tiết của vòi phun

a Lò xo

Do lò xo hoạt động trong môi trờng dễ bị rỉ tốc độ tải đặt lên lò xo rất nhanh đồngthời phụ tải tác dụng vào lò xo không đều nên khi lò xo làm việc độ cứng của nóphải đạt 100  400 Nmm

b Thân và đầu vòi phun

- Đợc chế tạo theo tiêu chuẩn

- Có tính lắp lẫn hoàn toàn

5 Tính toán một số thông số cơ bản của vòi phun

a Tốc độ phun nhiên liệu lớn nhất trong một chu trình

k - Hệ số đánh giá tỷ số giữa tốc độ cung cấp cực đại với độ trung bình; k = 1,2

p - Góc quay trục khuỷu từ lúc bắt đầu đến lúc kết thúc cấp p = 300

Vct - Thể tích nhiên liệu cấp cho một chu trình ở chế độ thiết kế Vct = 18 (cm3)

n - Vòng quay thiết kế của động cơ; n = 210 (v/p)

Thay các giá trị vào công thức (2-5) đợc kết quả QMax = 900 (cm3/s)

b Tổng tiết diện lu thông của lỗ phun

i.fi = 2.( )

.

z p

nl Max

p P

Q





(2-6)Trong đó:

i.fi - Tổng tiết diện lu thông của các lỗ phun

nl - Khối lợng riêng của nhiên liệu nl = 0,85 (kg/dm3)

PP - áp suất nhiên liệu trong thân vòi phun

Chọn Pp = 40 (MN/m2 )

Pc - áp suất cuối quá trình nén Pc = 4,2 (MN/m2 )

Thay các giá trị vào công thức (2-6) đợc kết quả: i.fi = 8,4 (mm2 )

c Diện tích tiết diện lu thông của một lỗ phun

f1 = i.fi/ i (2-7)

Trong đó:

i - Số lỗ phun trên 1 vòi phun; chọn i = 10

f1 - Tiết diện lu thông của 1 lỗ vòi phun

i.fi - Tổng tiết diện lu thông của các lỗ phun

.

.

2 0

2 2

b b

k

po

d P d d

P

(2-9)Trong đó:

db - Đờng kính phần bao kín trên mặt tựa của van kim

O Z

PZ - áp suất cháy lớn nhất của động cơ; PZ = 10,4 (MN/m2)

Pcl - áp suất còn lại trên đờng cao áp sau khi phun; Chọn Pcl = 10(MN/m2)

Thay các giá trị vào công thức (2-10) ta đợc: db = 4,03 (mm);

x

k po

.

max



(2-11)Trong đó:

c - Độ cứng của lò xo vòi phun

Pp0 - áp suất bắt đầu đẩy mở van kim PP0 = 15 (MN/m2)

dk - Đờng kính phần dẫn hớng của thân van kim

.

2

2 cos 2 sin 2 sin

'

k k

k

x

k k

k k x

fk” - Tiết diện lu thông của vòi phun

Thay các giá trị vào biểu thức (2-11) ta đợc: c = 521 (N/mm)

g Đờng kính kim phun d 1

 -Tỉ số giữa tiết diện hình vành khăn trên van kim và tiết diện thân van kim

chọn  = 0,5

fv - Tiết diện hình vành khăn

fv =  2

1 2

dk - Đờng kính phần dẫn hớng của van kim

d1 - Đờng kính kim phun

Từ các công thức (2-14), (2-15), (2-16) tính đợc: d1 = 2,5 (mm)

Hình 2.6 - Kết cấu kim phun

2.1.4.3 Tính chọn bơm thấp áp

1 Nhiệm vụ.

Bơm chuyển nhiên liệu đặt giữa két trực nhật và bơm cao áp Nhiệm vụ chính củabơm chuyển nhiên liệu là cung cấp nhiên liệu với một áp suất d để khắc phục sứccản của các bầu lọc và để tạo điều kiện nạp nh nhau cho các tổ bơm

2 Cấu tạo

- Hệ thống sử dụng bơm piston để vận chuyển nhiên liệu

- Piston 2 đợc dẫn động bằng trục cam của bơm cao áp thông qua con đội 1, vận

động ngợc lại của piston là do lò xo 4 điều khiển Khi piston chuyển dịch theo lựctác dụng của lò xo, nhiên liệu qua van hút 3 đi vào không gian chứa lò xo của bơm,lúc ấy trong không gian phía con đội nhiên liệu đợc bơm vào đờng ống dẫn tới bầulọc khi piston dịch chuyển theo lực đẩy trên con đội thì nhiên liệu từ không gianchứa lò xo chỉ có một phần đi vào không gian phía con đội vì trong không gian này

có con đội 1 nên không thể chứa hết số nhiên liệu từ không gian chứa lò xo đẩy ra,

số nhiên liệu dôi ra sẽ đi tới bình lọc

- Trong trờng hợp không có nhiên liệu tuần hoàn trong hệ thống áp suất thấp thì ợng nhiên liệu do bơm chuyển nhiên liệu cấp phải bằng lợng nhiên liệu phun vào

l-động cơ Lúc ấy vận l-động của piston do lực lò xo tạo ra sẽ ngừng lại ngay khi ápsuất nhiên liệu trên đờng dẫn tới bầu lọc và tới không gian phía con đội tạo ra lực

đẩy trên piston cân bằng với lực đẩy của lò xo Nh vậy lợng nhiên liệu cung cấp cho

động cơ đợc điều chỉnh tự động qua sự thay đổi hành trình có ích của piston

- Thông thờng bơm chuyển nhiên liệu có thể tạo ra áp suất từ 0,15  0,2 MN/m2

4 Tính toán bơm chuyển nhiên liệu

Việc tính toán bơm chuyển nhiên liệu là cần xác định đợc lu lợng và cột áp củabơm Qua đó lựa chọn bơm có lu lợng và cột áp tơng đơng với giá trị lu lợng và cột

áp đã tính đợc

a Lu lợng của bơm

Để đảm bảo nhiên liệu đợc cấp liên tục cho bơm cao áp làm việc ngay cả khi cácbầu lọc bị cáu bẩn gây sức cản lớn quá giới hạn cho phép thì lu lợng của bơmchuyển nhiên liệu phải lớn hơn 2- 3.5 lần lợng nhiên liệu cực đại cấp cho động cơ.Chọn : Q = 3,5.G’ (3-1)

ge - Suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ; ge = 212 (g/KW.h)

Ne - Công suất thiết kế của động cơ; Ne = 2940 (KW)

Thay các giá trị vào công thức (3-1), (3-2), (3-3) đợc kết quả: Q = 2056(kg/h)

P - áp suất đẩy của bơm

 - Trọng lợng riêng của nhiên liệu;  = 8,5.103 (N/m3)

Thay các giá trị vào công thức (3- 4) ta đợc:

Vậy cần chọn bơm chuyển nhiên liệu có: Cột áp: H = 24 mH2O

Lu lợng: Q = 2100 (kg/h)

2.1.4.4 Tính chọn bầu lọc nhiên liệu

1.Nhiệm vụ của bầu lọc

- Là sản phẩm đã đợc tiêu chuẩn hoá dùng để lọc bẩn lẫn trong nhiên liệu dùng cho

động cơ

- Khi thiết kế cần chọn khả năng thông qua của bầu lọc bằng khoảng 2 lần số lợngnhiên liệu đi qua bầu lọc

2 Cấu tạo bầu lọc

Gồm bầu lọc thô và bầu lọc tinh

1- Lâi läc, 2- Lâi lôc l¨ng, 3- èng dÉn, 4- Guj«ng, 5- PhiÕn trßn, 6- PhiÕn h×nh sao, 7- §Çu nèi èng vµo, 8- §Çu nèi èng ra, 9- N¾p, 10- PhiÕn kim lo¹i, 11- Cèc.

H×nh 2.8 - KÕt cÊu bÇu läc th«

1- Êcu, 2- Cốc lọc, 3,4- Phiến lọc, 5,8- Đờng nối ống, 6- Êcu, 7- Nắp, 9- Bao lụa,10- Lới lọc, 11,15- Lò xo, 12- Êcu, 13- Đĩa, 14- Gujông

Hình 2.9 - Kết cấu bầu lọc tinh

3 Nguyên lý hoạt động

Gồm 2 bầu lọc nối tiếp nhau:

- Bầu lọc thô: Đặt giữa thùng nhiên liệu và bơm vận chuyển Các phiến tròn 5 vàphiến hình sao 6 xếp xen kẽ nhau Phiến tròn dầy 0,15 mm xung quanh có 6 lỗ hình

ô van, các phiến hình sao dày 0,07 mm

Do các phiến xếp xen kẽ nhau nên tạo các khe hở 0,07mm Nhiên liệu sau khi vàokhông gian của vỏ 11 sẽ đi qua các khe hở Những tạp chất có kích thớc từ 0,07mmtrở lên thì bị giữ lại Nhiên liệu sạch đi theo các lỗ ô van trên phiến tròn đi lên nắp

- Bầu lọc tinh: Các phiến 4 làm bằng sợi bông mịn hơn các phin lọc 3 Các phiến 4

và 3 xếp xen kẽ nhau rồi lồng ra ngoài bao lụa 16 và lới lọc 10 Nhiên liệu sau khi

ra khỏi bơm đợc chuyển vào bầu lọc qua đầu nối 8 Nhiên liệu sẽ thấm qua phiến3,4 và rồi qua bao lụa 16, lới lọc 10 vào không gian lới lọc Dầu sạch từ lõi lọc theo

đờng ống 9 tới đầu nối 8 rồi đi tới bơm cao áp

4 Tính toán bầu lọc

Đối với bầu lọc nhiên liệu trớc hết phải tính toán năng lực thông qua rồi căn cứ vào

đó để chọn loại bầu lọc cho phù hợp

Lợng nhiên liệu cần lọc qua bộ lọc khi động cơ làm việc ở chế độ quá tải 10% là:

1- Lợng nhiên liệu cần qua bộ lọc

G’- Lợng nhiên liệu cực đại cấp cho động cơ trong 1h G’ = 564 (kg/h)

 - Trọng lợng riêng của nhiên liệu;  = 0,85.103 (kg/m3)

Thay các giá trị vào công thức (4-1) đợc: 1 = 0,663 (m3/h)

Các ống cao áp cần thoả mãn những yêu cầu sau:

- Sức cản thuỷ lực nhỏ, giữ kín tốt kể cả áp suất nhiên liệu tới 120MN/m2 và dới tácdụng của dao động phụ tải đột ngột ống không bị nứt vỡ

- Vật liệu chế tạo ống là thép 10 hoặc thép 20, đờng kính trong 210cm khi chọnống cần chú ý đến tốc độ nhiên liệu chạy trong ống Tốc độ này vào khoảng 6080m/s là đạt yêu cầu

- Chỗ nối ống phải tháo nắp đợc nhng không đợc để rò rỉ nhiên liệu

- Các đờng ống dẫn nhiên liệu áp suất thấp chế tạo bằng đồng đỏ hoặc thép

6 Tính toán két trực nhật

a Nhiệm vụ của két trực nhật

Trực tiếp cung cấp nhiên liệu sạch cho động cơ dùng hàng ngày Thể tích két phải

đảm bảo cho động cơ làm việc ở chế độ thiết kế trong khoảng 424 giờ

G -Lợng nhiên liệu động cơ tiêu thụ trong 1h; G = 513 (kg/h)

 - Trọng lợng riêng của nhiên liệu;  = 0,85.103 (kg/m3 )

T - Thời gian đảm bảo cho động cơ làm việc; chọn T = 8h

Thay các giá trị vào công thức (6-1) ta đợc kết quả: V = 5,3 (m3)

- Giảm ma sát mài mòn giữa các bề mặt của các chi tiết chuyển động tơng đối

- Làm mát các chi tiết khi động cơ hoạt động

- Làm công chất trong một số hệ thống chuyền động

- Chống han gỉ cho các bề mặt khi động cơ ngừng làm việc lâu ngày

b Yêu cầu

- Dầu bôi trơn phải lọc sạch, không lẫn tạp chất và nớc

- ít bị ô xi hoá, có nhiệt độ bén lửa phù hợp với công suất động cơ

- Có độ nhớt phù hợp với tốc độ và công suất máy

- Sửa chữa, bảo dỡng, sử dụng thuận tiện

2.2.2 Lựa chọn phơng án thiết kế.

Để cung cấp dầu nhờn liên tục tới các mặt ma sát của chi tiết máy chuyển

động của động cơ đốt trong, ngời ta có thể lựa chọn phơng án bôi trơn, kiểu bố trí

hệ thống bôi trơn khác nhau

1 Bôi trơn bằng phơng pháp vung té

a Sơ đồ

1- Các te, 2- Thìa múc dầu, 3- Thanh truyền, 4- Cổ biên

Hình 2.10 - Sơ đồ bôi trơn vung té

b.Nguyên lý

Dầu nhờn trong các te đợc thìa múc dầu lắp trên đầu to thanh truyền múc hấttung lên Nếu mức dầu trong các te để xa thìa múc dầu thì hệ thống bôi trơn dùngbơm dầu đơn giản để bơm dầu lên máng dầu phụ, sau đó dầu nhờn đợc hắt tung lên.Mỗi vòng quay của trục khuỷu thìa hất một lần Các hạt dầu vung té bên trongkhông gian của các te sẽ rơi tự do xuống các mặt ma sát của ổ trục Để đảm bảo chocác ổ trục không bị thiếu dầu thì trên các vách ngăn bên trên cổ trục thờng có cácgân hứng dầu

c.u điểm

- Đơn giản, giá thành thấp

-Thờng dùng cho các động cơ có công suất nhỏ

d.Nhợc điểm

phơng pháp này dầu hao tốn nhiều,dầu nhanh biến chất không đảm bảo lu ợng dầu bôi trơn ổ trục tính tin cậy kém nên ít đợc sử dụng

l-2.Bôi trơn tuần hoàn áp lực

a.Bơi trơn tuần hoàn áp lực các te ớt

* Sơ đồ cấu tạo

3 2

1

5

7

8 6

1,2,3- Bơm vận chuyển, 4- Thiết bị đo nhiệt độ , 5- Thiết bị đo áp suất, 6- Bầu lọcthô , 7- Sinh hàn ,8- Bầu lọc tinh

Hình 2.11 - Sơ đồ bôi trơn các te ớt

*.Nguyên lý

- Trớc khi khởi động động cơ phải kiểm tra lợng dầu trong các te bằng thớc thămdầu Nếu thiếu hụt phải bổ sung Sau đó dùng bơm 2 bơm dầu lên hệ thống đến khi

áp suất quy định, theo dõi bằng áp kế 5

- Khi động cơ hoạt động, bơm 2 do động cơ lai sẽ lấy dầu từ các te qua miệng hút 2.Dầu sau khi qua bơm sẽ chia làm 2 phần

Khoảng 15 - 30 % lợng dầu sẽ đi tới bầu lọc tinh 8 rồi trở về các te Phần lớn dầucòn lại sẽ đi tới bầu lọc thô 6 sau đó đợc dẫn qua bầu sinh hàn 7 ở đây dầu đợc làmmát và đi bôi trơn cho các chi tiết cần bôi trơn của động cơ Sau khi bôi trơn dầu tựrơi về các te và tiếp tục đợc bơm 2 bơm đi bôi trơn

Nhiệt kế 4 dùng đo nhiệt độ và áp kế 5 đo áp lực dầu bôi trơn trên đờng ống Qua

đó có thể biết nhiệt độ và áp suất của hệ thống có đảm bảo hay không

*.Ưu điểm