Đồ án kết cấu động cơ CMD14

Tài liệu tham khảo Đồ án kết cấu động cơ CMD14

ơng 1giới thiệu chung về xe và động cơ

1.1 Giới thiệu chung về xe tăng CMD-14:

Động cơ CMD-14 do nhà máy Búa Liềm của Liên Xô sản xuất và đợc

sử dụng trên máy kéo DT-75 có cấp lực kéo 3T Máy kéo DT-75 là loạimáy kéo bánh xích có công suất nhỏ 75 ml dùng để kéo, ngoài ra còn dùng để sangạt khi lắp bộ phận càng lỡi ủi Máy có nhiều cấp độ ,lực kéo lốt có tính cơ động ởnhiều địa hình phức tạp mà các loại ô tô không di chuyển đợc, tính kinh tế nhiênliệu cao, chuyên dùng để kéo lóc ,mở đờng nhỏ phục vụ việc đi lại cho các lâm tr-ờng lâm nghiệp , địa chất khai thac mỏ,làm các công việc thuỷ lợi và xây dựng

1.2 Giới thiệu chung về động cơ CMD-14:

Động cơ CMD-14 là loại động cơ diesel 4 kỳ 1 hàng 4 xy lanh, làmmát bằng nớc kiểu tuần hoàn cỡng bức, không tăng áp, có buồng cháy phân chiaxoáy lốc, bôi trơn bằng phơng pháp tuần hoàn cỡng bức kết hợp vung té

- Tốc độ trục khuỷu ứng với công suất định mức: n = 1700 [v/ph].

2.1 Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền

2.1.1 Nhóm chi tiết cố định:

2.1.1.1 Thân máy:

- công dụng: dùng làm bệ lắp các chi tiết, các cụm máy của động cơ

nh lót xy lanh , trục khuỷu , trục cam bơm nớc, bơm dầu, bơm cao áp

- Cấu tạo:

+ Thân máy động cơ CMD-14 là kiểu thân xy lanh chế tạo liền vớinửa trên hộp trục khuỷu , kiểu vỏ máy thân xy lanh chịu lực,

+ phần ngoài có các gân tăng cứng ,phía trong có các khoang nớc làmmát gọi là áo nớc, đờng dẫn dầu bôi trơn Mặt đầu phía trên đợc gia công nhẵnphẳng và có những gu dông để lắp gháp với nắp máy Lót xy lanh có vai tựa trên

va phía dới có gioăng cao su làm kin nuớc.Nửa trên cua hộp trục khuỷu có cácthành vách ngang va các gân để tăng độ cứng vững Phía dới các thành vách ngang

có bố tri nửa gối đỡ treo trục khuỷu lên cacte trên Trục cam quay trong các bạc ép

bố trí trong lỗ ở các thành vách ngang phía bên cạnh của thân

- Vật liệu chế tạo: gang xám СЧ- 18-36

+ Để đảm bảo làm kín giữa nắp máy và thân máy ngời ta dùng một

đệm amiăng mỏng ở giữa có lõi thép Để làm nguội các vòi phun trong nắp máy cócác rãnh nớc đi thẳng đến các thành lỗ lắp vòi phun trong khoang chứa nớc củanắp Từ khoang áo nớc của xilanh có các lỗ đờng kính 12 mm dẫn nớc đến cáckhoang áo nớc trong nắp máy.Có 3 nút công nghệ với đờng kính 10mm đợc ép vàomặt phẳng dới của nắp xilanh nhờ đó bảo đảm đợc sự phân bổ cần thiết dòng nớcbên trong nắp xilanh

+ Nắp máy động cơ CMD-14 sử dụng buồng cháy phân chia kiểuxoáy lốc và đợc chia thành 2 nửa Bán cầu trên chế tạo liền với nắp máy, còn nửabán cầu dới đợc chế tạo rời ở dạng cốc trụ có lòng bán cầu và định vị cố định vớinắp máy nhờ vít hãm và lót xilanh.Bán cầu dới đợc chế tạo bằng thép chịu nhiệtX9C2 Nửa dới phảI nhô cao trên mặt phẳng của nắp xilanh 0.05-0.1 mm loạibuồng cháy xoáy lốc có quá trình tạo hỗn hợp nh sau: khi nhiên liệu đợc phun vàobuồng cháy thì gặp dòng khí nén chuyển động từ xilanh vào rãnh nối gây ra vận

động xoáy lốc và đánh tơI chùm tia nhiên liệu Một phần nhiên liệu đợc cuốn theodòng khí chuyển động xoáy và đợc đa đến vực cửa vào của rãnh nối là nơI có nhiệt

độ cao Nhiên liệu ở khu vực này sẽ bị bay hơi nhanh tạo thành hỗn hợp cháy vàcháy trứoc để tạo ra những tia lửa đầu tiên Khi đã có phân nhiên liệu cháy trongbuồng cháy xoáy lốc thì áp suất trong đó tăng lên và đẩy toàn bộ sản phẩm đangcháy và phần hỗn hợp cha cháy ra không gian phía trên đỉnh pittông để tiếp tụccháy

Nhờ có sự vận động xoáy lốc trong buồng cháy xoáy lốc và quá trình

lu động trong rãnh nối giữa 2 phần buồnh cháy nên sự khuếch tan va hoà trộnkhông khí và nhiên liệu xảy ra liên tục với cờng độ lớn Quá trình cháy xảy ra êmdịu hơn so với kiểu buồng cháy thống nhất và nhiên liệu đợc bốc cháy hoàn toàn

+ Nắp máy đợc cố định với thân máy nhờ 17 gudông Trên nắp có lắpnhững ống dẫn hớng và các đế xupáp

+ Phơng pháp taoh hỗn hợp trong buồng cháy xoáy lốc có những u

điểm nh sau ( so với buồng cháy thống nhất):

- Tốc độ tăng áp và áp suất cực đại khí cháy không cao, áp suấtphun nhiên liệu thấp nên phụ tải các chi tiết trong hệ thống cung cấp nhiên liệukhông cao giá thành chế tạo thấp

GVHD : Vy Hữu Th nh HVTH :Ho ng Anh 2

- Động cơ ít nhậy cảm với sự thay đổi tốc độ trong quá trình sửdụng.

- Quá trình cháy đợc tiến hành hoàn hảo vì sử dụng triệt để lợngoxi trong khí nạp nên động cơ có thể làm việc ổn định với hệ số lợng không khíthấp   1 , 3 1 , 4

- Công dụng: định hớng chuyển động cho pit tông, tăng tuổi tho khốithân máy và thuận tien cho sửa chũă thay thế, cùng với nắp máy tạo thể tích côngtác để thực hiện các kỳ của động cơ Ngoài ra lót xy lanh còn có tác dụng truyềnnhiệt của khí cháy cho môi chất làm mát

- Cấu tạo:

+ Mặt trong lót xy lanh đợc gia công chính xác, tôi cao tần với độ sâu1,5-2 mm và doa bóng để đạt độ bóng cao

+Mặt ngoài đợc gia công cẩn thận để lắp gioăng kín nớc và lắp khít với

lỗ trên thân máy Vai của lót xy lanh cao hơn mặt phẳng trên thân máy từ 0.15 mm để khi lắp máy vai ống lót ép chặt hơn đảm bảo bao kín buồng cháy tốthơn

0.05 Vật liệu chế tạo: do chịu điều kiện làm việc khắc nghiệt nên lót xylanh đợc làm bằng gang hợp kim đặc biệt СПЧ

- Phơng pháp chế tạo: đúc

2.1.1.4 Đệm nắp máy:

Đệm nắp máy với chức năng bao kín dầu , nớc và khí, đệm đợc làmbằng amiăng ở giữa có cốt thép và đơc viên mép bằng thép lá Nắp , đệm và thânmáy đợc ghép với nhau bằng các gudông Đệm nguyên thuỷ có chieuù dày 2,3-2,5 , hai mặt đợc phủ một lớp bột than chì chống dính

2.1.2 Nhóm chi tiết chuyển động :

2.1.2.1 Nhóm pít tông: gồm có: pít tông, chốt pít tông và xéc măng

a- Pít tông:

- Công dụng : Pít tông là một chi tiết rất quan trọng trong động cơ đốttrong, nó cùng với xy lanh va nắp máy tạo thành khoang công tác của động cơ.Trong hành trình giãn nở pít tông nhận lực khí thể truyền qua thanh truyền xuốngtrục khuỷu tạo mômem quay và nhận năng lợng từ bánh đà để thực hiện cỡng bứcquá trình thải, nạp và nén trong ba hành trình còn lại

- Pít tông đợc đúc bằng hợp kim nhôm АЛ-10Б Vật liệu này tạo chopít tông có khối lợng nhỏ nên giảm đợc lực quán tính

- Đỉnh pít tông có hốc lõm nhỏ dạng chỏm cầu đối diênj với rãnh nối

ở buồng cháy xoáy lốc trong xy lanh

- Phần đầu pít tông co 4 rãnh để lắp xéc măng trong đó có 3 rãnh xécmăng khí và 1 rãnh xecmăng dầu Phần đuôi pít tông có một rãnh xéc măng dầu và

có độ côn 0,09 - 0,13 mm Các rãnh lắp xéc măng dầu đợc khoan các lỗ nhỏ đểthoát dầu về cacte Trên thân pít tông có hai bệ chốt, 2 đầu bệ chốt co tiênj hairãnh để lắp vòng hãm chống chuyển dịch dọc trục

b- Chốt pít tông:

Đựơc chế tạo bằng thép 12XH3A có dạng hình trụ rỗng Ф =42 mm,

đờng kính trong 24 mm Mặt ngoài đợc gia công chính xác và nhiệt luyện , màibóng Chốt pít tông đợc lắp với đầu nhỏ thành truyền và bệ chốt theo kiểu bơi Hai

đầu đợc hãm bằng vòng hăm Lắp theo phơng pháp này có u điểm là chốt xoay tự

do quanh đờng tâm của nó nên mòn đều.do xoay tự do nh vậy nên mặt chịu lựcluôn thay đổi khiến cho chốt ít bị mòn tập trung

Nếu cặn bẩn lọt vào làm kẹt chốt với đầu nhỏ hay bệ chốt thì chốt vẫn

có khả năng làm việc tơng tự nh khi dùng phơng pháp cố định chốt pít tông trên bệchốt hoặc trên đầu nhỏ thanh truyền Mặt làm việc của chốt đợc bôi trơn bằng cáchhứng dầu qua lỗ trên đầu nhỏ thanh truyền

c- Xéc măng:

Mỗi pít tông có 3 xéc măng khí và 2 xéc măng dầu Các xéc măng

đ-ợc chế tạo bằng gang.Bề mặt làm việc của xéc măng khi trên cùng đđ-ợc mạ crôm

Bề mặt của các xéc măng còn lại đợc tráng một lớp thiếc

Công dụng: xéc măng dầu dùng để ngăn không cho dầu bôi trơn sụclên buồng cháy, gạt dầu bám trên vách xy lanh trở về cacte, ngoài ra còn phân bố

đêu trên mặt gơng xy lanh một lớp dầu mỏng để bôi trơn bề mặt gơng xy lanh

2.1.2.2 Nhóm thanh truyền

- Vật liệu chế tạo: Thanh truyền của động cơ CMD-14 bằng thép hợpkim 40X, dùng bạc trợt và đợc tạo phôi bằng phơng pháp rèn dập.Thanh truyềngồm 3 phần: đầu nhỏ, thân và đầu to

a- Đầu nhỏ thanh truyền Đầu nhỏ thanh truyền đợc ép bạc đồng thanh để lắp lỏng với chốt píttông , phía trên có khoan lỗ để hứng dầu vung té làm mát cho chốt pít tông Kíchthớc đầu nhỏ : Фngoài =66 mm; Фtrong=48 mm Phía trên của đầu nhỏ co khối kimloại nhằm tăng độ cứng vững và dùng để điều chỉnh khối lợng

b- Thân thanh truyền:

Thân thanh truyền đợc rèn dập có tiết diện I lớn dần về phía đầu tonhằm tăng cứng và tiết kiệm đợc vật liệu, giảm đợc khối lợng, giảm lực quán tính.Chiều dài tính toán của thanh truyền 250 mm

c- Đầu to thanh truyền:

Đầu to thanh truyền đợc chia làm 2 nửa, theo mặt phẳng vuông gócvới đờng tâm thanh truyền Trên 2 nửa có gia công 2 lỗ chính xác để lắp bu lông

có mặt định vị Bu lông thanh truyền và đai ốc đều bằng thép 20X Trên 2 nửa còn

có 2 chốt định vị hai nửa bạc Bề mặt phân chia cua đầu to thanh truyền giúp cho

bu lông chi chịu lực kéo mà không chịu lực cắt Phía dới nắp đầu to thanh truyềncòn co khối kim loại để tăng độ cứng vững và để diều chỉnh khối lợng

d- Bạc đầu to thanh truyền : Bạc đầu to thanh truyền đợc chia thành 2 nửa và đợc chống chuyển

động bằng chốt định vị Cốt bạc làm bằng thép la, bề mặt có ohủ một lớp hợp kimchống mài mòn , lớp này có độ dày 0,6- 0,7 mm Nửa trên bạc có khoan lỗ để đadầu bôi trơn lên trên Bạc chống mòn dùng cho đầu to của thanh truyền và bạc cổtrục khuỷu đều làm bằng hợp kim nhôm – magiê – surma ACM

2.1.2.3 Nhóm trục khuỷu:

Trục khuỷu đợc rèn dập băng thép lá 45 (hoặc dùng gang bền cao) vàcác bề mặt công tác đợc nhiệt luyện để cơ tính tốt, phía trong lõi dẻo , bề mặtngoài cứng Trục khuỷu của động cơ gồm : đầu trục khuỷu , cổ trục, cổ khuỷu và

đuôi trục khuỷu Trục khuỷu gồm có 5 cổ trục và 4 cổ khuỷu bố trí trong 1 mặtphẳng Bề mặt cổ trục, cổ khuỷu đợc tôi cao tần với chiều sâu lớp thấm từ 3,5- 4,5

mm với độ cứng 55- 65 HRC Phía trong cổ trục, cổ khuỷu làm rỗng có khoan lỗ

GVHD : Vy Hữu Th nh HVTH :Ho ng Anh 4

dầu bôi trơn, ở cổ khuỷu có hốc lắng cặn ly tâm Để trục không di chuyển dọc trụckhi làm việc, gối đỡ thứ 3 có 4 nửa vòng đệm hạn chế chuyển dịch dọc trục.

a- Đầu trục khuỷu:

Đầu trục khuỷu có lắp bánh răng dẫn động bơm dầu, bánh răng dẫn

động trục cam và bơm cao áp, đĩa chắn dầu, pu ly dẫn động bơm nớc, quạt gió.Chúng đợc lắp bằng then Đầu trục khuỷu có khoan lỗ và tiên ren để bắt bu lôngrăng sói ép chặt các chi tiết lắp ghép trên đầu trục và để quay khi cần thiết

e- Đuôi trục khuỷu:

Đuôi trục khuỷu có một vành răng dầu, ren hồi dầu và mặt bích cố

định với bánh đà bằng 6 bu lông và 2 chốt định vị Đuôi còn đ ợc khoan tạo thànhkhông gian để lắp ổ bi của trục sơ cấp hộp số Khi động cơ làm việc, trục khuỷukhông dịch chuyển dọc theo đờng tâm của nó về cả 2 phía là nhờ cơ cấu chặn dịchdọc đợc lắp ở cổ trục giữa Trên mặt bích đuôi trúc có đánh dấu chữ K, Khi lắpphỉa để chữ K trùng với dấu chữ K trên bánh đà

f- Bánh đà:

Dùnh để tích luỹ năng lợng lấy đà khi chuyển động và để thắngnhững trở lực tức thời trong thời gian làm việc , giảm độ quay không đều của trụckhuỷu Bánh đà là nơi truyên công suất động cơ ra ngoài ly hợp Bánh đà đợc lắpvào đuôi trục khuỷu bằng 6 bu lông và 2 chốt định vị Phía ngoài có vành răng đểtruyền chuyển động của động cơ khởi động

Bánh đà đợc đúc bằng gang xám , bề mặt tiếp xuc với đĩa ma sát của

và trục cò mổ

* Công dụng: Cơ cấu phối khí có chức năng thải sạch sản phẩm cháy và nạp

đầy không khí sạch vào trong xi lanh theo yêu cầu của động cơ

2.2.1 Xu páp:

Động cơ CMD-14 dùng 2 xu pap treo cho mỗi xi lanh Cơ cấu xu pap treolàm cho dạng đờng nạp thải thanh thoát hơn khiến sức cản khí động nhỏ, có thểtăng khả năng lu thông dòng khí Khe hở giữa các đuôi xu pap và cò mổ với xupap hút và thải la 1,4 mm Xu páp đợc chế tạo băng thép đặc biệt: xu páp nạp đợcchế tạo bằng thép hợp kim Crôm- Niken 40XH, xu páp thải bằng thép chịu nhiệtX9C2 Đờng kính của tán nấm xu páp nạp 52 mm Đờng kính tán xu páp xả 45

mm Góc côn của tán xu páp 45o

a- Tán xu páp

Bề mặt làm việc quan trọng của phần tán xu páp là mặt côn Xu páp nạp

có góc côn là 45o nên xu páp có độ cứng vững và có Ф=52 mm để đảm bảo tiếtdiện lu thông lớn.Xu páp thải co góc côn 45o vừa đảm bảo lu thông vừa đảm bảo

độ bền Mặt dới của xu páp nạp thải đều có dạnh tán phẳng

b- Thân xu páp:

Thân xu páp để dẫn hớng và toả nhiệt đòng thời chịu lực ngang khi xupáp đóng mở Riêng xu páp thải , để đảm bảo lu thông của dòng khí và tránh mắckẹt nên làm thót lại ở phần dới Thân xu páp thải và nạp đèu có đờng kính 11 mm

c- Đuôi xu páp

Phần đuôi xu páp có dạng đặc biệt để có thể lắp ghép với đĩa lò xo Đĩa

lò xo lắp với xu páp bằng hai móng hãm và rãnh ФФ= Ф9 Фmm Ф Фở đuôi xu páp Phầnmặt đầu đợc gia công phẳng và nhiệt luỵen có đọ cứng cao hơn có nhiệm vụ tiếpxúc với đầu cò mổ khi xu páp mở

2.2.2 Đế xu páp

Động cơ CMD-14 dùng nắp máy bằng gang xám nên không dùng đé xupáp riêng rẽ nhng để tăng độ bền trên các model sau vẫn có đế xu páp Mặt côntiếp xúc với tán xu páp đợc gia công trực tiếp trên miệng họng nạp và thải

2.2.3 ống dẫn hớng xu páp

ống dẫn hớng xu páp đợc chế tạo bằng gang austenit chuyên dụng АСЧ và

đợc ép vào nắp máy để tránh hao mòn cho nắp máy và thay thế sửa chữa dễdàng.Thân xu páp đợc lắp với ống dẫn hớng theo chế độ lắp lỏng và đợc bôi trơnbằng dầu vung té ống dẫn hớng dạng trụ rỗng , đờng kíng ngoài 20 mm,đờngkính trong 11 mm

2.2.4 Lò xo xu páp

Lò xo xu páp đợc dùng để ép xu páp đóng kín trên đế xu páp và bảo đảm

xu páp chuyển động theo quy luật của con đội làm cho quá trình đóng mở xu pápkhông có sự va đập trên mặt côn Mỗi xu páp đợc bố trí hai lò xo xoắn ốc hình trụlắp lồng vào nhau có chiều xoắn ngợc chiều nhau có tác dụng tránh mắc kẹt khimột trong 2 lò xo bị gãy, đồng thời tăng lực và độ tin cậy của lò xo trong quá trìnhlàm việc mà không phải tăng kích thớc lò xo, ảnh hởng đến không gian bố trí Lò

xo đựoc chế tạo bằng thép 65Г Lò xo ngoài có 9,5 vòng, đờng kính dây quấn 2,5

mm, đờng kính vòng lò xo 22mm, chiều quấn trái

2.2.5 Trục cam

Trục cam dùng để dẫn động xu páp đóng mở theo đúng quy luật Trụccam gồm cam thải và cam nạp, các cổ trục, đợc dẫn động bằng bánh răng Truccam bằng thép 08 gồm có 3 cổ trục Tất cả các cổ trục đựơc chế tạo chính xác và

có kích thớc không bằng nhau Ф= 55 mm; Ф= 52mm; Ф = 48 mm khi lắp đợcluồn từ phía đầu động cơ ( phía bánh răng dẫn động) Bạc chặn dịch dọc khôngcho trục chuyển động dọc trục về 2 phía

Cam nạp và cam thải đèu có dạnh cam lồi, góc lệch đỉnh cam của hai camcùng tên của 2 xi lanh lam việc kế tiếp nhau la 90o Góc lệch đỉnh cam của haicam khác nhau trên cùng một xi lanh la 108o 2’ Góc lệch này phụ thuộc vào góc

mở sớm của và đóng muộn của xu páp thải, nạp

Cổ trục cam quau trên ổ bạc trợt và đựoc bôi trơn bằng dầu Riêng ở cổtrục đầu có khoan 2 lỗ để lấy dầu lên bôi trơn cho dàn cò mổ

2.2.6 Con đội

Con đội đợc chế tạo bằng thép 20, dạng hình trụ có kết cấu đơn giản , nhẹ

và dễ chế tạo Thân con đội có đờng kính ngoài 34 mm, đờng kính trong 27 mm,

GVHD : Vy Hữu Th nh HVTH :Ho ng Anh 6

dài 68 mm Mặt tiếp xúc của con đội là mặt cầu có bán kính khá lớn, mục đích đểcon đội xoay khi làm việc Trên thân có khoan lỗ để thoát dầu.

2.2.7 Đũa đẩy

Đũa đẩy làm bằng thép cacbon trung bình ( thép 45) có 2 đầu tiếp xúc lồi

và lõm, đầu dới của đũa đẩy có dạng hình cầu, đầu trên lõm ăn khớp với vít điềuchỉnh Đũa đảy có Ф= 10 mm; dài 384 mm

2.2.8 Cò mổ

Cò mổ là chi tiết truyền lực trung gian, một đầu tiếp xúc với đũa đẩy , đầukia tiếp xúc với đuôi xu páp Đầu tiếp xúc với đũa đẩy có lỗ ren lắp vít điều chỉnhkhe hở nhiệt Cò mổ có chiều dài hai cánh tay đòn khác nhau Cánh tay đòn phíatrục cam nhỏ hơn phía xu páp với ti số 35/58; làm nh vậy để giảm hành trình củacon đội Khi làm việc mặt trụ của phần đàu cò mổ vừa lắc vừa trợt trên đuôi xupápnên khiến cho xu páp bị nghiêng đi Các cò mổ đợc dịnh vị bằng lò xo lắp trên trụcdàn cò mổ Chúng xoay trên trục thông qua các bạc và đợc bôi trơn bằng dầu có ápsuất cao Cò mổ làm bằng thép 45 Л

3.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí.

Động cơ diesel CMD-14 dùng hệ thống cung cấp nhiên liệu với cụm bơm cao

áp ( BCA) gồm 4 phần bơm bố trí thành 1 dãy thẳng đứng rồi bộ điều tốc đa chế độ

ở thành bên của cụm BCA có cụm bơm tay – Bơm thấp áp hút nhiên liệu từ thùngqua bầu lọc thô rồi đẩy nhiên liệu đi qua bầu lọc tinh tới BCA

Qúa trình làm việc của hệ thống nh sau:

Bơm thấp áp hút nhiên liệu từ thùng nhiên liệu qua đờng ống nhiên liệu đến bầu lọcthô vào bơm cao áp Từ các thân bơm, nhiên liệu có áp suất cao đợc đa đến các vòiphun và phun vào buồng cháy với áp suất phun 125 ữ 130kg/cm2 Nhiên liệu thừa

do lọt qua khe hở trong thân bơm kim phun theo đờng ống về bầu lọc tinh và vềthùng chứa

3.1.1 Bầu lọc thô nhiên liệu

Bầu lọc thô nhiên liệu gồm các cốc lọc hình trụ bên trong có lới lọc dạngphễu Có hai lới lọc bố trí làm hai tầng Trong cốc, nắp trên có các đờng nhiên liệudẫn vào, đờng nhiên liệu dẫn ra Nắp trên và cốc đợc cố định chặt với nhau thôngqua một đệm cao su chịu dầu, đáy cốc có bu lông để xả cặn

3.1.2.Bầu lọc tinh nhiên liệu

Bầu lọc tinh nhiên liệu của động cơ CMD – 14 gồm có 2 cốc lọc Bên trongmỗi cốc lọc có phần tử lọc Phần tử lọc gồm có 1 ống giấy các tông với nhiều lỗ bên

để cho nhiên liệu đi qua Có 2 nắp cứng, ở 2 đầu và bên trong là một hộp giấy lọc

đặc biệt chế tạo theo kiểu gấp xếp Hai cốc lọc có một nắp chung, trong nắp có mộtvan hai ngả cho phép rửa cốc lọc mà không cần tháo Hai cốc lọc này làm việc songsong để làm giảm cản trở thuỷ động

3.1.3 Bầu lọc không khí

Bầu lọc không khí liên hợp nhiều kiểu lọc khô hai tầng lọc, có nhiệm vụ lọcsạch không khí đa vào động cơ

3.1.4 Bơm nhiên liệu thấp áp

Bơm thấp áp kiểu pittông có hai cụm là bơm tay và bơm thấp áp… Bơm thấp Bơm thấp

áp đợc dẫn động bằng cam nằm giữa cam thứ 2 và cam thứ 3 của trục bơm cao áp

áp suất nhiên liệu lớn nhất ( khi số vòng quay của trục bơm cao áp là 650v/p, nhiệt

độ nhiên liệu 20 ữ 400C) đạt 1,6kg/cm2 (0,16MPa) Bơm tay kiểu pittông lắp chungvới bơm thấp áp và dùng để cấp nhiên liệu từ thùng tới BCA khi động cơ không hoạt

động, ví dụ nh khi cần xả bọt khí và điền đầy nhiên liệu vào hệ thống

3.1.5 Bơm cao áp

Bơm cao áp dùng để đa nhiên liệu vào xi lanh động cơ dới áp suất cao với các

định lợng và thời điểm nhất định, phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ

Trên động cơ CMD-14 lắp bơm cao áp mã hiệu LCT-48510 gồm có 4 phânbơm kiểu pittông Bơm đợc truyền động từ trục khuỷu với tỷ số truyền ẵ và làm việctheo trình tự của các xi lanh động cơ 1-3-4-2 Trên pittông có rãnh xoắn nghiênggóc 48020’ Khe hở cặp pittông xi lanh là 0,001 ữ 0.002mm và tạo thành bộ đôI siêuchính xác Tại nơi sản xuất chúng đẵ đợc lắp chọn thành bộ, khử độ kín khít và ápsuất nên tuyệt đối không đợc lắp lẫn khi tháo Mặt bích điều chỉnh góc phun sớmnhiên liệu có 16 lỗ bố trí theo hai nủă vòng tròn, các lỗ cách nhau 210 còn trên bánhrăng truyền động có 16 lỗ cách nhau 22030’ Góc phu sớm nhiên liệu trớc ĐCT18ữ200 tính theo GQTK

3.1.6 Bộ điều tốc

Bơm cao áp LCTH-48510 lắp bộ điều tốc mã hiệu PL-850 hoặc PL-900 kiểu

ly tâm, đa chế độ, tỷ số truyền với trục bơm cao áp là 3,06 Đệm điều chỉnh ổ lò xongoài dầy 0,3mm đệm điều chỉnh ổ lò xo trong dầy 1mm

Trục bộ điều tốc quay nhờ cặp bánh răng truyền động tăng tốc với bánh răngchủ động nằm trên trục bơm cao áp Khi trục bộ điều tốc quay quả văng văng ra đẩybạc trợt và chạc kéo thanh kéo, do đó kéo thanh răng bơm cao áp về phía giảm cungcấp nhiên liệu Đó là thời điểm bắt đầu tác động của bộ điều tốc

Các chi tiết của vòi phun đợc bố trí trong vỏ thép Phần chủ yếu của vòi phun

là bộ đôi mũi phun và kim phun làm bằng thép hợp kim, đợc gia công tinh, độ bóng

và độ cứng của bề mặt làm việc rất cao, để làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao và

áp suất lớn Sau khi chế tạo chúng đợc lắp theo kiểu trọn bộ và tạo thành bộ đôi siêu chính xác, bởi vậy tuyệt đối không đợc lắp lẫn

3.2 Hệ thống bôi trơn.

Động cơ CMD-14 sử dụng hệ thống bôi trơn (HTBT) kiểu hỗn hợp Dầu nhờn

đợc tạo áp suất cao và lu thông cỡng bức trong hệ thống, đảm bảo bôi trơn một cách tin cậy những bề mặt công tác trọng yếu Những bề mặt công tác còn lại đợc bôi trơn bằng dầu vung té Dầu đợc lọc thô toàn bộ trớc khi vào đờng dầu chính, một phần dầu qua bầu lọc tinh và két mát trớc khi về đáy các te dầu bố trí trong nửa dới của hộp trục khuỷu Sơ đồ hệ thống bôI trơn đợc thể hiện trên hình 13

tiết khác Mặc dù các bề mặt các chi tiết đã đợc gia công tinh song vẫn có độ nhám trên bề mặt nên việc bôi trơn làm giảm ma sát và nhiệt độ là không thể thiếu đợc.

Nguyên lý hoạt động

Khi động cơ làm việc, dầu nhờn từ đáy các te đợc bơm bánh răng đẩy lên bầu lọc thô và đi vào đờng dầu chính Từ đây dầu đi dọc theo thân máy, theo các rãnh dẫn dầu trong khối thân máy đến gối đỡ trục khuỷu và đến các cổ trục cam, đến các

bộ phận để bôi trơn cho các chi tiết và lại trở về các te theo vòng tuần hoàn Từ ổ trục, dầu qua lỗ trên bạc đi vào trong rãnh khoa nghiêng trong má khuỷu tới khoang chứa dầu bên trong cổ khuỷu Tại đây dầu đợc lọc ly tâm, phần dầu sạch theo lỗ ra bôi trơn bạc đầu to thanh truyền và theo đờng dầu lọc thân thanh truyền lên bôi trơn bạc đầu nhỏ, phun qua lỗ hẹp để làm mát đỉnh pít tông Từ bầu lọc thô, 1 phần đầu nhỏ (10ữ 15% tổng lu lợng) Qua bầu lọc tinh và nếu nhiệt độ dầu cao thì sẽ qua két làm mát để giảm nhiệt độ trớc khi trở về các te

3.2.2 Bơm dầu nhờn

Bơm dầu trên động cơ CMD-14 thuộc loại bơm bánh răng một phân bơm dùng để tạo sự tuần hoàn cỡng bức của dầu trong hệ thống bôi trơn của động cơ, nó

đợc lắp vào thân phía dới của động cơ Lu lợng bơm ở số vòng qyay định mức của

động cơ với tỷ số truyền ở cặp bánh răng truyền động 1/2 Nhiệt độ dầu 70ữ 800C

và tạo ra áp suất 6ữ 6,5 kG/cm2 (0,6-0,65 MPa) Van định áp mở khi áp suất dầu lên tới 0,7 MPa

3.2.3 Bầu lọc dầu

Các bầu lọc dầu nhờn trên máy kéo DT-75 gồm một bầu lọc thô và một bầu lọc tinh Lõi lọc thô giữ các hạt  0,04 mm Bầu lọc tinh kiểu ly tâm lọc sạch cặn bẩn trong rô to theo nguyên lý văng ly tâm Dầu đợc lọc sạch qua 2 lỗ, phun tạo mô men quay và chảy về các te Rô to quay với vận tốc 6000 v/p với áp suất dầu 0,5 MPa

3.2.4 Két làm mát dầu

Két làm mát dầu có nhiệm vụ nhận nhiệt từ dầu bôi trơn ở nhiệt độ cao và truyền cho không khí Két làm mát dầu đợc làm bằng thép dập gồm 2 bầu chứa và lõi gồm có 20 ống bố trí theo hàng Bề mặt làm mát tiếp xúc với không khí của két dầu là 3,5m2

3.3 Hệ thống làm mát.

Hệ thống làm mát có nhiệm vụ giảm nhiệt độ của các chi tiết bị nung nóng vàduy trì nhiệt độ của nớc làm mát trong hệ thống trong một khoảng nhất định, đảm bảo cho động cơ giảm độ mài mòn tăng độ bền vững các chi tiết

3.3.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc và cấu tạo của hệ thống

Động cơ CMD-14 đợc làm mát bằng chất lỏng ( nớc) tuần hoàn cỡng bức kiểukín

Khi động cơ làm việc, nớc từ két làm mát đợc bơm nớc đa vào thân máy làm mát cho động cơ Khi ra khỏi động cơ nếu nhiệt độ của nớc <760C thì van hằng nhiệt cha mở, nớc lại tiếp tục đa trở lại bơm để làm mát cho động cơ mà không qua két mát Khi nhiệt độ của nớc làm mát bằng 760C thì van hằng nhiệt bắt đầu mở Lúc này nớc đợc đa ra két mát đI từ khoang trên xuống khoang dới két qua các ống dẹt và đợc quạt gió tạo dòng không khí chảy bọc làm mát phía bên ngoài Nớc có nhiệt độ thấp hơn tập trung ở khoang dới của két và đi tới bơm Một phần nớc ra khỏi động cơ vẫn theo đờng tắt đi thẳng về bơm nớc Nhiệt độ nớc càng cao thì van hằng nhiệt càng mở rộng đờng nớc qua két mát đồng thời càng đóng bớt đờng nớc đitắt về bơm Khi nhiệt độ đạt 83-850C thì van đóng hoàn toàn đờng nớc đi tắt về bơm.Nhờ có van hằng nhiệt mà sau khi khởi động, động cơ đợc sấy nóng nhanh và chế

độn nhiệt độ đợc nhanh chóng tự ổn định

Với loại động cơ CMD-14 loại đầu tiên sang nớc ta ( động cơ cổ điển nguyên thuỷ) thì không có van hằng nhiệt Để sấy nóng nhanh động cơ bắt buộc ngời láI phải đóng rèm cửa chắn phía trớc két

3.3.2 Bơm nớc và quạt gió

Bơm nớc và quạt gió nối thành cụm gắn vào thành trớc khối động cơ Bơm và quạt gió nhận chuyển động từ puli trục khuỷu bằng đai truyền hình thang Bơm nớc trên động cơ CMG-14 là loại bơm cánh quạt Quạt gió có 6 cánh với đờng kính 530mm hoạt động theo nguyên lý chiều trục.

3.3.3 Két làm mát nớc

Két làm mát nớc gồm khoang trên, khoang dới và lõi két nớc, lõi két nớc gồm

200 ống ô van đặt thẳng đứng thành 4 hàng và 175 tấm tản nhiệt lồng lên các ống Các ống và các tấm chế tạo bằng đồng thau dày 0,1 mm đáy két nớc đúc bằng gang xám

Trong nắp miệng rót két nớc có lắp van hơi – không khí Van hơi- không khígồm có xu páp hơi (ngoài ) và xu páp không khí ( trong ) Van hơi dùng để thoát hơi

ra khi nớc trong két nớc sôi ( van mở khi áp suất d 0,5-0,7 kG/cm2) van không khí

mở khi độ chân không trong khoang trên két nớc (0,01-0,12 kG/cm2)

3.4 Hệ thống khởi động

Động cơ đợc khởi động bằng động cơ phụ PD-10M

PD-10M là động cơ xăng hai kỳ quét thẳng làm mát nớc ( từ hệ thống làm mát của động cơ chính) Kết cấu của động cơ này đợc thể hiện trên hình 17 Động cơ có công suất khởi động 0,736 KW ở 3500 v/p; S/D = 85/72; ε = 6,2 ; ba xéc măng khí, dùng bộ chế hoà khí K16 hoặc K16A, bugi A11Y, khởi động bằng tay hoặc bằng ác quy

Ch

ơng 4Tính Toán Chu Trình Công Tác

4.1 Mục đích tính toán.

+ Mục đích của việc tính toán chu trình công tác là xác định các chỉ

tiêu về kinh tế, hiệu quả của chu trình công tác và sự làm việc của động cơ

+ Kết quả tính toán cho phép xây dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình

để làm cơ sở cho việc tính toán động lực học, tính toán sức bền và sự mài mòn cácchi tiết của động cơ

+ Phơng pháp chung của việc tính toán chu trình công tác có thể ápdụng để kiểm nghiệm động cơ sẵn có, động cơ đợc cải tiến hoặc thiết kế mới

+ Việc tính toán kiểm nghiệm động cơ sẵn có cho ta các thông số đểkiểm tra tính kinh tế và hiệu qủa của động cơ khi môi trờng sử dụng hoặc chủng loạinhiên liệu thay đổi Đối với trờng hợp này ta phải dựa vào kết cấu cụ thể của độngcơ và môi trờng sử dụng thực tế để chọn các số liệu ban đầu

+ Đối với động cơ đợc cải tiến hoặc đợc thiết kế mới, kết quả tính toáncho phép xác định số lợng và kích thớc của xy lanh động cơ cũng nh mức độ ảnh h-ởng của sự thay đổi về mặt kết cấu để quyết định phơng pháp hoàn thiện các cơ cấu

và hệ thống của động cơ theo hớng có lợi Khi đó phải dựa vào kết quả của việcphân tích thực nghiệm đối với các động cơ có kết cấu tơng tự để chọn các số liệuban đầu

+ Việc tính toán chu trình công tác còn đợc áp dụng khi cờng hoá độngcơ và xây dựng đặc tính tốc độ bằng phơng pháp phân tích lý thuyết nếu các chế độtốc độ khác nhau đợc khảo sát

GVHD : Vy Hữu Th nh HVTH :Ho ng Anh 10

4.2 Chọn các số liệu ban đầu.

140 1,167 120

Nhiệt độ trung bình ở nớc ta thờng chọn là: T0 = 240C = 297K

9- áp suất của môi trờng p0:

P0 Phụ thuộc vào độ cao sử dụng Thờng chọn P0=0,1013 [MN/m2]10- Hệ số nạp v và áp suất cuối quá trình nạp pa

Hệ số nạp phụ thuộc vào nhiều vào các yếu tố nh : thành phần nhiênliệu, kết cấu hệ thống nạp khí, chế độ sử dụng []= 0,79 0,80 Chọn v= 0,79

11- áp suất khí thể cuối quá trình thải cỡng bức pr:

Pr phụ thuộc chủ yếu vào số vòng quay trục khuỷu và sức cản của hệthống thải:

[Pr] =[1,06 1,15] 105 N/m2 ở đây ta chọn Pr =1,15.105 [N/m2].12- Nhiệt độ cuối quá trình thải Tr

Tr phụ thuộc vào , n, thành phần khí hỗn hợp , góc phun sớm

Tr = 860 [0k]

13- Độ sấy nóng khí nạp T

Giá trị T phụ thuộc vào kết cấu thiết bị sấy nóng, kết cấu và cách bố trícủa đờng nạp và cách bố trí của đờng thải, số vòng quay n, hệ số d lợng không khí



[T] =14 160 k Ta chọn T = 160K

14- Chỉ số nén đa biến trung bình n1

n1 phụ thuộc vào số vòng quay, kích thớc xy lanh, kiểu làm mát, mức độ ờng hoá động cơ Ta tính n1 theo công thức:

c-1

100 1.41 1,351[ / ]

16- áp suất cuối quá trình cháy ở động cơ diesel pz

Động cơ với buồng cháy phân chia : [Pz] = 5 7 [MN/m2]

Ta chọn Pz = 5,2 [MN/m2]

17- Nhiệt trị thấp của nhiên liệu QT

QT Là lợng nhiệt toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 đơn vị khối lợng hoặcthể tích nhiên liệu không kể đến nhiệt hoá hơi của nớc chứa trong sản vật cháy

[QT] =42,5.106 [J/kgnl] Ta chọn QT = 42,5.106 [J/kgnl] 18- Chỉ số dãn nở đa biến trung bình n2

n2 phụ thuộc đặc điểm cấp nhiệt cho sản vật cháy trên đờng cháy dảnnở

Với động cơ Diesel với buồng cháy phân chia, ta chọn n2 =1,23

4.3 Tính toán các quá trình công tác:

4.3.1 Tính toán quá trình trao đổi khí

a) Mục đích của việc tính toán quá trình trao đổi khí là xác định các thông

số chủ yếu cuối quá trình nạp chính (ở điểm a) nh áp suất pa và nhiệt độ Ta

b) Thứ tự tính toán:

Xác định hệ số khí sót r :+ Giá trị của r phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh tỷ số nén, số vòng quay,

áp suất khí sót Pr và nhiệt độ khí sót Tr cuối quá trình thải Giá trị của r có thể chọntheo bảng 14 [trang42-HĐĐAMHĐCĐT]

  r v

r r

T p

T p

1 17 (

297 10 15 , 1

.

0 [Trong đó :T = 140K; Tr = 8000k]

031 , 0 1

860 031 , 0 16 297

áp suất cuối quá trình nạp Pa:

GVHD : Vy Hữu Th nh HVTH :Ho ng Anh 12

Pa =

0

0 ( 1 ).

) 1 (

031 , 0 1 (

1013 , 0 79 , 0 17

1 17

a) Mục đích của việc tính toán quá trình nén là xác định các thông số

nh áp suất pc và nhiệt độ Tc ở cuối quá trình nén

4.3.3 Tính toán quá trình cháy

a) Mục đích tính toán quá trình cháy là xác định các thông số cuối quátrình cháy nh áp suất pz và nhiệt độ Tz

b) Thứ tự tính toán: chia làm hai giai đoạn nh sau

 Tính toán tơng quan nhiệt hoá

- Mục đích việc tính toán tơng quan nhiệt hoá là xác định những đại ợng đặc trng cho quá trình cháy về mặt nhiệt hoá để làm cơ sở cho việc tính toánnhiệt động Thứ tự tính toán nh sau:

l Lợng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiênliệu thể lỏng:

M g g g Kmol

kgnl

C H O 0

- Trong đó: gC, gH và g0: là thành phần nguyên tố tính theo khối lợngcủa cácbon, hyđrô và ôxy tơng ứng chứa trong 1 kg nhiên liệu Trị số các thànhphần ấyđối với nhiên liệu diesel

có thể lấy gần đúng theo các giá trị sau:

13 , 0 12

86 , 0 21 , 0

- Lợng không khí thực tế nạp vào xy lanh động cơ ứng với 1 kg nhiên liệu Mt:

0

g g M

= 0,692 +

32

01 , 0 4

13 , 0

036 , 0 1

036 , 0 037 , 1

cvc = 20,223 + 1,742.10-3 Tc

KJ Kmol dộ

- Nhiệt dung mol đẳng tích trung bình của khí thể tại điểm z

Phơng pháp tính toán chung tơng tự nh đối với cvc Nếu tính gần đúng,

38 , 1 55 , 1 4 , 1

921 ,

2 , 5

- Nhiệt độ cuối quá trình cháy Tz đợc xác định theo phơng trình nhiệt

động của quá trình cháy sau:

   p cv c C cpz Z r

- Tỷ số dãn nở sớm :

GVHD : Vy Hữu Th nh HVTH :Ho ng Anh 14

3 , 2000 036 , 1



4.3.4 Tính toán quá trình dãn nở

Mục đích việc tính toán quá trình dãn nở là xác định các giá trị áp suất

pb và nhiệt độ Tb ở cuối quá trình dãn nở

ở động cơ diesel, quá trình cháy kết thúc trên hành trình dãn nở vàqúa trình dãn nở còn lại đợc tính trên một phần của hành trình pít tông ứng với tỷ sốdãn nở muộn  V

V

b z

Do đó các thông số của quá trình dãn nở đợc tính với 

- áp suất cuối quá trình dãn nở:

2

n

z b

p p

2 , 5

23 ,

3 , 2000

1 23 ,

1   [0K]

Giá trị của pb và Tb đối với động cơ diesel:

pb = 0,2  0, 4 N/m2

Tb = 10001400 [0K]

4.3.5 Kiểm tra kết quả tính toán

Sau khi kết thúc việc tính toán các quá trình của chu trình công tác, ta

có thể dùng công thức kinh nghiệm sau đây để kiểm tra kết quả việc chọn và tínhcác thông số

3

r b

b r

p p

T

T 

=

115 , 0

326 , 0

69 , 1191

Sai số trong quá trình chọn và tính toán là: Tr = 2,082 % < 5%

So sánh giữa giá trị đã chọn của Tr và kết quả thu đợc theo các biểuthức kiểm tra vừa nêu.Ta thấy quá trình tính toán trên là đảm bảo

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

động cơ

4.4.1 Các thông số chỉ thị

+ Đó là những thông số đặc trng cho chu trình công tác của động cơ.Khi xác định các thông số chỉ thị, ta cha kể đến các dạng tổn thất về công mà chỉxét các tổn thất về nhiệt Các thông số cần tính bao gồm:

a) áp suất chỉ thị trung bình lý thuyết pi':

+ Đối với động cơ diesel:

1 1 1

1 1

1 1

1

p p

c

n n

1 3512 , 1

1 505

, 9

1 1

1 23 , 1

313 , 1 788 , 1 1 788 , 1 313 , 1 1 17

96 , 3

= 0,8336 [MPa]

[p'i ] = [0,7… Bơm thấp1,0] MPab) áp suất chỉ thị trung bình thực tế pi , [MPa]:

+ Đối với động cơ 4 kỳ:

pi = p'i đ [N/m2]Trong đó: đ là hệ số điền đầy đồ thị công Giá trị của đ phụ thuộc vàonhiều yếu tố khác nhau nh góc đánh lửa sớm hoặc góc phun sớm nhiên liệu, thànhphần hỗn hợp, tốc độ quay, góc mở sớm xu páp xả Giá trị của đ đối với động cơdiesel bốn kỳ với buồng cháy phân chia là:

đ = 0,900,94 Ta chọn đ = 0,90

pi = p'i đ = 0,8336 0,90 = 0,75 [MPa]

Giá trị của[ pi ] = [0,6… Bơm thấp0,9] MPa

c) Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị:

p M

p g

o i

v

297 75 , 0 692 , 0

10 79 , 0 1013 , 0 423 10

1

3

0 d) Hiệu suất chỉ thị

3600



Trong đó: QT đợc tính bằng [KJ/kgnl ] và gi [kg/KWh ]

4.4.2 Các thông số có ích

+ Các thông có ích là những thông số đặc trng cho sự làm việc của

động cơ Để xác định các thông số đó, ta sử dụng kết quả tính toán các thông số chỉthị ở mục trên 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

động lên pít tông trong một hành trình và gây ra công tổn hao bằng công tổn haocủa trao đôỉ khí, dẫn động các cơ cấu phụ, tổn hao do ma sát ở các bề mặt công tác

Thứ tự tính toán các thông số có ích nh sau:

+ áp suất tổn hao cơ khí trung bình pcơ đợc xác định bằng các côngthức kinh nghiệm theo vận tốc trung bình của pít tông CTB [m/s] và các thông sốkhác của động cơ

pcơ=0 , 15  0 , 0156 C tb=0 , 15  0 , 0156 7 , 9333=0,139 [Mpa]

+ áp suất có ích trung bình:

pe = pi -pcơ = 0,75 -0,139 = 0,6114 [MPa]

75 , 0

6114 , 0



+Suất tiêu hao nhiên liệu có ích:

GVHD : Vy Hữu Th nh HVTH :Ho ng Anh 16