LUẬN văn cơ KHÍ CHẾ tạo máy mô PHỎNG bơm GAS máy LẠNH TOYOTA TRÊN XE hơi và lập QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG THÂN hộp

Đề tài sẽ giúp chúng ta hiểu được nguyên lý hoạt động của các bộ phận, chi tiết máy nhanh hơn nhờ vào những mô hình mô phỏng 3D trực quan, sinh động.. Cấu tạo của hệ thống điều hòa Hệ

KHOA CÔNG NGHỆ

-   -

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

MÔ PHỎNG BƠM GAS MÁY LẠNH TOYOTA TRÊN

XE HƠI VÀ LẬP QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA

BỘ MÔN CƠ KHÍ   

Cần Thơ, Ngày 29 tháng 11 năm 2010 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN Họ và tên cán bộ chấm phản biện: ………

………

………

Tên đề tài: MÔ PHỎNG BƠM GAS MÁY LẠNH TOYOTA TRÊN XE HƠI VÀ

LẬP QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG THÂN HỘP Họ và tên sinh viên thực hiện: PHÙNG THÔNG MINH MSSV: 1065655 Lớp: CK 0684A2 Nội dung nhận xét: ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Kết luận và đề nghị điểm: ………

………

………

………

Cần thơ, Ngày 29 tháng 11 Năm 2010

Cán bộ chấm phản biện

BỘ MÔN CƠ KHÍ   

Cần Thơ, Ngày 29 tháng 11 năm 2010 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ và tên cán bộ hướng dẫn: ThS Võ Thành Bắc Tên đề tài: MÔ PHỎNG BƠM GAS MÁY LẠNH TOYOTA TRÊN XE HƠI VÀ

LẬP QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG THÂN HỘP Họ và tên sinh viên thực hiện: PHÙNG THÔNG MINH MSSV: 1065655 Lớp: CK 0684A1 Nội dung nhận xét: ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Kết luận và đề nghị điểm: ………

………

………

………

Cần thơ, Ngày 29 tháng 11 Năm 2010

Cán bộ hướng dẫn

Cần Thơ, ngày 27 tháng 8 năm 2010

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CỦA SINH VIÊN

NĂM HỌC : 2010 – 2011

1 Họ và tên sinh viên: PHÙNG THÔNG MINH MSSV: 1065655

Ngành: Cơ khí chế tạo máy Khoá : 32

2 Tên đề tài: MÔ PHỎNG BƠM GAS MÁY LẠNH TOYOTA TRÊN XE HƠI LẬP QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG THÂN HỘP

3 Địa điểm thực hiện : Trường Đại Học Cần Thơ

4 Họ và tên của cán bộ hướng dẫn: VÕ THÀNH BẮC

5 Mục tiêu của đề tài : Mô phỏng bơm Gas máy lạnh Toyota trên xe hơi

Lập qui trình công nghệ gia công thân hộp

6 Các nội dung chính và giới hạn của đề tài :

- Quan sát đo đạt các kích thướt, tìm hiểu nguyên lý làm việc và hình bản vẽ

- Giới thiệu sơ lược về nguyên lý làm việc của máy Sau đó dùng phần mền Inventer mô phỏng lại

- Mô phỏng động học các chi tiết, bộ phận chuyển động của máy

- Không đi sâu vào tính toán sức bền cho các chi tiết máy

- Mô phỏng gia công bằng proengineer wildfire 5.0

7 Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài :

8 Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài (LVTN) : 250000đ

SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ

(ký tên và ghi rõ họ tên)

Ý KIẾN của CB tại cơ sở (nếu có) Ý KIẾN của CBHD (là CBGD ở Khoa, nếu có)

Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG LV&TLTN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

BỘ MÔN: Kỹ Thuật Cơ Khí

******** Cần Thơ, ngày 27 tháng 8 năm 2010

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

4 Đặt vần đề (giới thiệu chung):

Do điều kiện sống ngày càng hiện đại hóa, nhu cầu của người tiêu dùng ngày càng cao Họ đòi hỏi những phương tiện giao thông hiện đại tân tiến vừa đảm bảo sức khỏe vừa an toàn cho người sử dụng Vì thế ngày càng có nhiều người giàu có và các thương gia thích mua các loại xe 4 bánh với công nghệ cao Điển hình như hãng xe Toyota của Nhật Loại xe này rất hiện đại và đặc biệt có hệ thống điều khiển nhiệt độ bên trong thích hợp cho người sử dụng, bộ phận này hoạt động tốt là nhờ vào hệ thống bơm xy lanh để bơm hơi lạnh Từ những nhu cầu trên mà em quyết định nghiên cứu mô phỏng lại nguyên lý hoạt động của hệ thống bơm Gas lạnh Toyota

5 Mục đích yêu cầu:

Mô phỏng lại nguyên lý làm việc của máy và sự chuyển động của các cụm chi tiết bằng phần mền Inventer

6 Địa điểm, thời gian thực hiện:

- Địa điểm thực hiện đề tài: Trường Đại Học Cần Thơ

- Thới gian thực hiện đề tài: 4 tháng

7 Giới thiệu về thực trạng có liên quan tới vấn đề trong đề tài:

8 Các nội dung chính và giới hạn của đề tài:

- Quan sát đo đạt các kích thướt, tìm hiểu nguyên lý làm việc và hình thành bản vẽ

- Giới thiệu sơ lược về nguyên lý làm việc của máy Sau đó dùng phần mềm Autodesk Inventer mô phỏng lại

- Mô phỏng động học các chi tiết, bộ phận chuyển động của máy

- Mô phỏng gia công bằng Proengineer wildfire 5.0

- Không đi sâu vào tính toán sức bền cho các chi tiết máy

9 Phương pháp thực hiện đề tài:

- Quan sát Bơm gas máy lạnh mẫu, đo đạt các kích thướt rồi hình thành bản vẽ với

- Tham khảo ý kiến từ thầy hướng dẫn đề tài

- Vận dụng những kiến thức đã học mô phỏng lại nguyên lý hoạt động của máy

- Sử dụng phần mền mô phỏng Autodesk Inventor

10 Kế hoạch thực hiện (ghi rõ tiến độ thực hiện):

PHÙNG THÔNG MINH VÕ THÀNH BẮC

LỜI CẢM TẠ

Sau bốn tháng thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp “Sử dụng phần mềm

Autodesk Inventor mô phỏng bơm Gas máy lạnh Toyota trên xe hơi và lập qui trình công nghệ gia công chi tiết điển hình”, sinh viên chúng em gặp không ít khó khăn về

đề tài, về kinh nghiệm cũng như kiến thức thực tế còn nhiều hạn chế Cho đến nay

đề tài đã được hoàn thành đúng thời hạn, cho nên sinh viên chúng em không biết nói gì hơn ngoài lòng biết ơn sâu sắc đến quí thầy cô và bạn bè và người thân đã hổ trợ tư vấn giúp em trong thời gian qua

Trước hết, em xin chân thành cám ơn sâu sắc đến thầy Võ Thành Bắc đã tận tình giúp đỡ cũng như hướng dẫn em trong suốt thời gian em làm đề tài Sau đó em cũng xin cám ơn đến các thầy cô trong xưởng cơ khí thuộc bộ môn cơ khí của trường Đại Học Cần Thơ đã tận tình giúp đỡ em trong vấn đề thiết bị, dụng cụ và kinh nghiệm cho em Và em cũng xin cám ơn tất cả các cán bộ, giảng viên của Trường Đại Học Cần Thơ đã truyền đạt cho em những kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tế quí báu trong suốt thời gian em theo học ở trường

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu của đề tài 1

3 Nội dung nghiên cứu và giới hạn đề tài 1

4 Phương pháp thực hiện đề tài 2

PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA XE HƠI 3

1 Cấu tạo của hệ thống điều hòa 3

2 Nguyên lý hoạt động 3

3 Sơ đồ của hệ thống điều hòa trên ôtô 4

PHẦN II: TÌM HIỂU VỀ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BƠM 6

CHƯƠNG I: TÌM HIỂU VỀ CẤU TẠO CỦA MÁY BƠM GAS LẠNH TOYOTA .6

1 Giới thiệu về máy bơm gas (máy nén) 6

2 Các thành phần cấu tạo chính của máy bơm gas SD507 7

3 Cấu tạo và chức năng của từng bộ phận 8

3.1 Nắp trước 8

3.2 Thân hộp 8

3.3 Nắp sau 9

3.4 Trục quay chính 9

3.5 Cam mặt nghiêng 10

3.6 Đĩa lắc 10

3.7 Trục bánh răng cố định 11

3.8 Buly 11

3.9 Đĩa nam châm 12

3.10 Đĩa ma sát 12

3.11 Một số chi tiết và cụm chi tiết nhỏ khác 13

CHƯƠNG II: TÌM HIỂU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BƠM GAS LẠNH TOYOTA 16 1 Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của từng bộ phận 16 1.1 Nguyên lý hoạt động của bộ phận di động 16 1.2 Nguyên lý hoạt động của bộ phận bơm nén và tác dụng tấm chặng một chiều 16 2 Nguyên lý hoạt động chung của máy bơm 17 PHẦN III: NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR VÀO MÔ PHỎNG MÁY BƠM GAS LẠNH TOYOTA 18 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR 18 1 Tổng quan về phần mềm Inventor 18 2 Sơ lược các thao tác với Autodesk Inventor 20

2.1 Mô hình hóa chi tiết 20 2.2 Tạo khối 3D solid 21

2.3 Tính toán, thiết kế chi tiết 22 2.4 Lắp ráp các chi tiết 23 2.5 Mô phỏng trình tự lắp ráp 23 2.6 Tạo bản vẽ 2D 25

3 Mô phỏng các chi tiết của bộ phận máy bơm gas lạnh Toyota 27 3.1 Mô hình hóa hệ thống piston 27 3.2 Tạo mô hình 3D của một số chi tiết điển hình 27 3.3 Mô hình hóa bạc đạn lấy từ thư viện 34

PHỎNG MÁY BƠM GAS LẠNH 36

1 Mô phỏng động học nguyên lý hoạt động của máy bằng phần mềm Autodesk Inventor 36

2 Mô phỏng qui trình tháo, lắp máy bơm 36

2.1.Trình tự tháo máy bom: 39 2.2 Trình tự lắp của máy bom gas: 40

PHẦN IV: LẬP QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG THÂN HỢP VÀ MÔ PHỎNG GIA CÔNG BẰNG PHẦN MỀM PROENGINEER WILDFIRE 5.0 42

1 Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi 42

1.1 Chọn dạng phôi 42 1.2 Xác định lượng dư của phôi đúc 42 2 Chọn máy, đồ gá, và dụng cụ đo .42

3 Chế độ cắt cho các nguyên công .42

3.1 Nguyên công 1: Phay mặt (1), (2), (3) 43

3.2 Nguyên công 2 44

3.3 Nguyên công 3: Xọc rãnh 18 48 3.4 Nguyên công 4 : khoan lỗ 7 48 3.5 Nguyên công 5: khoan lỗ 8,9 50

3.6 Nguyên công 6: khoan lỗ 10,11 51

3.7 Nguyên công 7 phay thô mặt (12) và khoan lỗ 13 53

3.8 Nguyên công 8: khoan lỗ 14 55

3.9 Nguyên công 9: khoan lỗ 15 57

PHẦN KẾT: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 58

1 Tóm tắt kết quả đề tài 58 2 Đánh giá kết quả đề tài 58 3 Kết luận và kiến nghị 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

DANH MỤC HÌNH

Hình I.1 Sơ đồ hệ thống điều hòa trong xe hơi 4

Hình I.2 Vị trí lắp đặt hệ thống lạnh 4

Hình I.3 Vị trí gắn máy bơm gas trên xe hơi 5

Hình II.1.1 Một số loại máy nén thông dụng 6

Hình II.1.2 Sơ đồ cấu tạo chung của máy bơm 7

Hình II.1.3 Nắp vỏ trước 8

Hình II.1.4 Thân hộp 8

Hình II.1.5 Nắp sau 9

Hình II.1.6 Trục quay chính 9

Hình II.1.7 Cam mặt nghiêng 10

Hình II.1.8 Đĩa lắc 10

Hình II.1.9 Trục bánh răng cố định 11

Hình II.1.10 Buly 12

Hình II.1.11 Đĩa nam châm 12

Hình II.1.12 Cấu tạo đĩa ma sát 13

Hình II.1.13 Bi cầu và tay biên 13

Hình II.1.14 Đầu piston 14

Hình II.1.15 Bộ phận ngăn chiều hút, xã 14

Hình II.1.16 Bạc đạn và vòng chặn bạc đạn 14

Hình II.1.17 Bulon nắp trước và nắp sau 14

Hình III.1.1 Mô hình hóa chi tiết (môi trường “*.ipt”) 19

Hình III.1.2 Lắp ráp các chi tiết (môi trường “*.iam”) 19

Hình III.1.3 Hình giao diện 2D Sketch (Standard (mm).ipt) 20

Hình III.1.4 Môi trường Sketch 2D (Standard (mm).ipt) 21

Hình III.1.5 Môi trường tạo khối 3D solid 21

Hình III.1.6 Giao diện biểu diễn New – standard (mm).iam 22

Hình III.1.7 Giao diện biểu diễn Design Accelerator 23

Hình III.1.8 Giao diện biểu diễn Standard (mm).iam/ Assemble 23

Hình III.1.9 Giao diện biểu diễn Standard (mm).ipn 24

Hình III.1.10 Giao diện biểu diễn ISO.dwg 25

Hình III.1.11 Giao diện biểu diễn Place Views 26

Hình III.1.12 Giao diện biểu diễn Annotate 26

Hình III.1.13 Mô hình hóa của hệ thống piston bằng 3D solid 27

Hình III.1.14 Hình biểu diễn 2D Sketch panel 27

Hình III.1.15 Hình biểu diễn 3D solid 28

Hình III.1.16 Hình biểu diễn 2D Sketch panel và 3D solid 28

Hình III.1.17 Giao diện thiết kế trục 28

Hình III.1.18 Trục thuyết kế ban đầu 29

Hình III.1.19 Giao diện khi tạo ren cho trục 29

Hình III.1.20 Trục thuyết kế đạt yêu cầu 30

Hình III.1.21 Mặt trước và mặt sau của đĩa ma sát 30

Hình III.1.22 Hình biểu diễn 3D solid 30

Hình III.1.23 Hình biểu diễn 2D Sketch và 3D solid 31

Hình III.1.24 Hình biểu diễn 2D Sketch 31

Hình III.1.25 Hình biểu diễn 3D solid 32

Hình III.1.26 Hình biểu diễn 2D Sketch và 3D solid 32

Hình III.1.27 Hình gọi môi trường standard(mm).iam 33

Hình III.1.28 Hình biểu diễn đĩa ma sát sau khi lắp ráp hoàn chỉnh 33

Hình III.1.29 Hình biểu diễn vị trí để lắp bạc đạn 34

Hình III.1.30 Hình biểu diễn giao diện và bạc đạn 35

Hình III.1.31 Hình biểu diễn 3D solid của các chi tiết nhỏ khác 35

Hình III.2.1 Biểu diễn trình tự tháo lắp 37

Hình III.2.2 Chạy biểu diễn trình tự tháo lắp 37

Hình III.2.3 Thứ tự của các chi tiết trong bơm 38

Hình IV.1 Số mặt gia công 43

Hình IV.2 Sơ đồ nguyên công 1 43

Hình IV.3 Sơ đồ nguyên công 2 45

Hình IV.4 Sơ đồ bước 3 nguyên công 2 46

Hình IV.5 Sơ đồ bứơc 6 nguyên công 2 47

Hình IV.6 Sơ đồ nguyên công 3 48

Hình IV.7 Sơ đồ nguyên công 4 49

Hình IV.8 Sơ đồ nguyên công 5 50

Hình IV.9 Sơ đồ nguyên công 6 52

Hình IV.10 Sơ đồ nguyên công 7 54

Hình IV.11 Sơ đồ nguyên công 8 56

Hình IV.12 Sơ đồ nguyên công 9 57

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây, nền công nghiệp nước ta ngày càng phát triển đời sống của người dân không ngừng được nâng cao Bằng chứng là cơ sở hạ tầng đường sá giao thông đã được cải thiện đáng kể, nhiều khu công nghiệp, khu chung

cư, nhà cao tầng…được mọc lên Chính vì lẽ đó mà nhu cầu tiêu dùng của người dân được nêu cao rõ rệt, ngoài những nhu cầu quang trọng nhất như chỗ ăn, chỗ ở, trang phục hiện đại, bên cạnh đó vấn đề đi lại cũng được đòi hỏi rất cao Các phương tiện xưa cũ kỹ không còn hợp nửa cho thời đại công nghiêp hóa hiện đại hóa như hiện nay Các loại xe mới phải đảm bảo an toàn thoải mái cho người sử dụng đang được người giàu các thương gia chú ý đến Đặc biệt các loại xe bốn bánh công nghệ cao như xe của hãng Toyota Loại xe này khá được ưa chuộng do các tính năng thoải mái cho người sử dụng, lại khá an toàn và dễ dàng điều khiển

Và đặc biệt là có hệ thống điều hòa khí bên trong giúp cho người sử dụng có cảm giác mát mẻ thoải mái khi lưu thông trên đường Với những đòi hỏi và khao khát của người tiêu dùng đã khiến cho các nhà thiết kế nghĩ đến hế thống bơm gas có tính năng tốt đảm bảo chất lượng ra đời Với những tính năng và thông dụng như vậy thì việc nghiên cứu tìm hiểu nguyên lý hoạt động để có thể áp đụng cho các thiết bị khác là điều kiện cần thiết và phụ hợp với nhu cầu ngày càng cao của người dân hiện nay

2 Mục tiêu của đề tài

Tên đề tài: Mô phỏng bơm Gas máy lạnh Toyota trên xe hơi và lập qui trình

công nghệ gia công thân hộp

Đề tài sẽ giúp chúng ta hiểu được nguyên lý hoạt động của các bộ phận, chi tiết máy nhanh hơn nhờ vào những mô hình mô phỏng 3D trực quan, sinh động Để từ

đó có kế hoạch chăm sóc, bảo dưỡng, vận hành và sử dụng hợp lí Đây là loại bơm đang được sử dụng phổ biến trên thị trường với những tính năng vượt trội Đồng thời mục tiêu của đề tài cũng nhằm nghiên cứu, giới thiệu phần mềm Autodesk Inventor vào trường học để sinh viên tiếp xúc, tìm hiểu phục vụ cho lĩnh vực thiết

kế cơ khí sau này

3 Nội dung nghiên cứu và giới hạn đề tài

 Tìm hiểu phần mềm Inventor

 Tìm hiểu cấu tạo chính của máy bơm

 Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của máy bơm

 Đo đạc các thông số của các bộ phận máy bơm

 Vẽ các bộ phận máy bơm trên phần mềm Inventor

 Mô phỏng lại nguyên lý hoạt động của máy bơm trên phần mềm Inventor

 Mô phỏng quá trình tháo lắp từng chi tiết máy trên phần mềm Inventor

 Mô phỏng gia công than hộp

 Không đi sâu vào tính toán sức bền cho các chi tiết máy

4 Phương pháp thực hiện đề tài

 Quan sát bơm gas máy lạnh mẫu, đo đạt kích thướt của các chi tiết rồi hình thành bản vẽ với phần mền Inventor

 Tham khảo tài liệu, giáo trình và thông tin trên mạng Internet

 Tham khảo ý kiến từ thầy hướng dẫn đề tài

 Vận dụng những kiến thức đã học mô phỏng lại nguyên lý hoạt động của Bơm

 Sử dụng phần mền mô phỏng Autodesk Inventor

 Sử dụng proengineer wildfire 5.0

PHẦN I GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA XE HƠI

Trên hầu hết các mẫu xe hiện nay, điều hòa gần như trở thành thiết bị cần phải

có Chúng đặc biệt hữu ích trong những ngày nắng nóng bởi thật khó tưởng tượng bạn sẽ khó chịu như thế nào khi ngồi trong một chiếc xe không được làm mát Tác dụng chính của điều hòa là làm mát (hoặc làm ấm) và giảm độ ẩm không khí Điều hòa dùng trong gia đình và trong xe hơi hoạt động với cùng một nguyên tắc

1 Cấu tạo của hệ thống điều hòa

Hệ thống điều hòa xe hơi có cấu tạo gồm: Một máy nén, thiết bị ngưng tụ (giàn nóng), bình làm khô, van giãn nở nhiệt (van tiết lưu), thiết bị bay hơi (giàn lạnh), môi chất lạnh (bình gas) và một số thiết bị khác nhằm đảm bảo cho hệ thống hoạt động có hiệu quả nhất Môi chất lạnh là chất lỏng có khả năng bay hơi ở nhiệt độ thấp Trước kia, ngành công nghiệp điện lạnh sử dụng chất R-12 nhưng do chứa chlorofluorocarbon (CFC) gây thủng tầng ozon nên nó được thay bằng R-134a từ

1996

2 Nguyên lý hoạt động

Hệ thống điều hòa ô tô hoạt động theo các bước cơ bản sau đây:

- Đầu tiên, máy nén được nối với động cơ xe thông qua dây cua-roa Môi chất lạnh được máy nén nén dưới áp suất cao, khi bị nén nhiệt độ môi chất lạnh tăng lên, giai đoạn này môi chất lạnh được máy nén chuyển đến thiết bị ngưng tụ (giàn nóng), ở thể hơi Tại giàn nóng nhiệt độ của môi chất lạnh rất cao, được quạt gió thổi mát giàn nóng, môi chất lạnh ở thể hơi được giải nhiệt, ngưng tụ thành thể lỏng dưới áp suất cao, nhiệt độ thấp Môi chất lạnh dạng thể lỏng tiếp tục lưu thông đến bình làm khô, tại đây môi chất lạnh được làm tinh khiết hơn nhờ được hút hết hơi ẩm và tạp chất sau đó được chuyển sang van giãn nở nhiệt (van tiết lưu)

- Tiếp theo, Van giãn nở nhiệt (van tiết lưu) điều tiết lưu lượng của môi chất lỏng chảy vào thiết bị bay hơi (giàn lạnh), làm hạ thấp áp suất của môi chất lạnh Do áp suất giảm đột ngột nên môi chất lạnh từ thể lỏng hóa thành thể hơi trong thiết bị bay hơi (giàn lạnh) Trong quá trình bay hơi, môi chất lạnh hấp thụ nhiệt trong cabin ôtô, có nghĩa là làm mát khối không khí trong cabin Không khí lấy từ bên ngoài vào đi qua thiết bị bay hơi (giàn lạnh) Tại đây không khí bị giàn lạnh lấy đi nhiều năng lượng thông qua các lá tản nhiệt, do đó nhiệt độ của không khí sẽ bị giảm xuống rất nhanh đồng thời hơi ẩm trong không khí cũng bị ngưng tụ lại và đưa ra ngoài Tại giàn lạnh khi môi chất lạnh ở thể lỏng có nhiệt độ và áp suất cao

sẽ trở thành môi chất lạnh ở thể hơi có nhiệt độ và áp suất thấp Khi quá trình này xảy ra môi chất lạnh cần năng lượng rất nhiều, do vậy nó sẽ lấy năng lượng từ không khí xung quanh giàn lạnh (năng lượng không mất đi mà chuyển từ dạng này

sang dạng khác) Không khí mất năng lượng nên nhiệt độ bị giảm xuống, tạo nên không khí lạnh Môi chất lạnh ở thể hơi, dưới nhiệt độ và áp suất thấp được hồi về máy nén

3 Sơ đồ của hệ thống điều hòa trên ôtô

Hình I.1 Sơ đồ hệ thống điều hòa trong xe hơi

Vị trí lắp đặt của hệ thống lạnh trên xe ôtô: đối với xe du lịch diện tích trong xe nhỏ vì vậy hệ thống điều hoà được lắp ở phía trước (táp lô) hoặc phía sau (cốp xe)

là đảm bảo vai trò tuần hoàn khí lạnh trong không gian của xe của hệ thống lạnh

Hình I.2 Vị trí lắp đặt hệ thống lạnh

Hình I.3 Vị trí gắn máy bơm gas trên xe hơi

PHẦN II TÌM HIỂU VỀ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT

ĐỘNG CỦA MÁY BƠM

CHƯƠNG I TÌM HIỂU VỀ CẤU TẠO CỦA MÁY BƠM GAS LẠNH TOYOTA

1 Giới thiệu về máy bơm gas (máy nén)

- Máy nén nhận môi chất lạnh (thể hơi) ở trạng thái có nhiệt độ và áp suất thấp Sau đó môi chất lạnh này được nén, chuyển sang trạng thái hơi có nhiệt độ và áp suất cao sau đó được đưa tới giàn nóng Máy nén được xem là bộ phận quan trọng nhất của hệ thống lạnh công suất, chất lượng, tuổi thọ và độ tin cậy của hệ thống lạnh chủ yếu do máy nén quyết định

- Hiện nay có nhiều loại máy nén được sử dụng trong hệ thống lạnh ôtô mỗi loại máy nén điều có đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động khác nhau Nhưng tất cả các loại máy nén điều thực hiện một chức năng như nhau

- Một số loại máy nén được sử dụng như: máy nén loại piston, máy nén loại đĩa lắc, máy nén loại trục khuỷu, máy nén kiểu đĩa chéo, máy nén loại xoán ốc, máy nén loại cánh gạt xuyên, máy nén loại cánh truợt Hiện nay loại đang được sử dụng rộng rãi nhất là loại máy nén piston và máy nén quay dùng cánh trượt Loại máy nén của đề tài nghiên cứu thuộc loại đĩa lắc

Hình II.1.1 Một số loại máy nén thông dụng

2 Các thành phần cấu tạo chính của máy bơm gas SD507

Máy bơm gas bao gồm các bộ phận như sau: Nắp trước, thân hộp, nắp sau, trục

quay chính, cam mặt nghiêng, đĩa lắc, trục bánh răng cố định, buly, đĩa nam châm,

đĩa ma sát…cùng một số chi tiết nhỏ khác

HìnhII.1.2 Sơ đồ cấu tạo chung của máy bơm

3 Cấu tạo và chức năng của từng bộ phận

3.1 Nắp trước

Hình II.1.3 Nắp vỏ trước

- Nắp trước có cấu tạo tương đối hơi phức tạp như hình vẽ (Hình II.1.3)

- Nắp trước thường được đúc bằng vật liệu hộp kim nhôm

- Với cấu tạo phức tạp vậy nên nắp trước có các công dụng sau:

+ Che kín các bộ phận bên trong, ngăn chặn bụi xâm nhập vào

+ Nhìn vào cấu tạo của nắp trước ta thấy có 2 ngõ Gồm một ngõ hút bên phải và một ngõ xã nằm bên trái Công dụng của 2 ngõ này là hút hơi lạnh từ bình gas khi bơm làm việc và nén hơi lạnh qua bộ phận tiếp theo khi đã được bơm nén đạt áp suất và nhiệt độ

3.2 Thân hộp

Hình II.1.4 Thân hộp

- Thân hộp có cấu tạo như (Hình II.1.4) và có tác dụng làm thân để liên kết các chi tiết khác ở bên trong thân hộp

- Cũng như nắp trước thân hộp được chế tạo từ vật liệu hộp kim nhôm hay thép cacbon

- Chức năng chính của thân hộp là bảo vệ các bộ phận bên trong vừa ngăn bụi vừa làm ống xy lanh và đồng thời cũng giữ vai trò là đế Thân vỏ được gắn cố định còn các chi tiết còn lại liên kết với thân theo vai trò của mỗi bộ phận

3.4 Trục quay chính

Hình II.1.6 Trục quay chính Trục quay chính có cấu tạo tương đối đơn giãn là một trục bậc gồm 5 bậc chính Bậc đầu tiên bên phải có cấu tạo ren nhằm giữ liên kết với đĩa ma sát bằng đai ốc, bậc thứ 2 thì có rãnh then bán nguyệt Công dụng của rãnh then này là giữ cho trục quay chính và đĩa ma sát không chuyển động quay tương đối với nhau Hai bậc kế

tiếp là chỗ lắp các bạc đạn đũa nâng đỡ trục cho trục chuyển động quay đồng tâm với thân vỏ, nắp sau và cam mặt nghiêng Bậc cuối cùng là nơi lắp cam mặt nghiêng, có góc vác nghiêng tương đối so với cam mặt nghiêng (độ nghiêng 200)

3.5 Cam mặt nghiêng

Hình II.1.7 Cam mặt nghiêng Nhìn vào (Hình II.1.7) ta thấy cam mặt nghiêng có cấu tạo rất phức tạp, về góc nghiêng, góc giác, khoảng cắt vật liệu thừa nhưng vẫn đảm bảo tính quán tính ly tâm Do cam chuyển động quay là chính, nên độ đồng tâm tương đối cao

3.6 Đĩa lắc

Hình II.1.8 Đĩa lắc

- Đĩa lắc có cấu tạo phức tạp như (Hình II.1.8)

- Chức năng của nó là vừa lắc vừa ăn khớp với trục bánh răng cố định để tạo ra chuyển động lắc nhưng không quay

- Đĩa lắc chuyển động lắc được là do cam mặt nghiêng khi quay tỳ mặt nghiêng vào đĩa lắc truyền chuyển động làm cho đĩa lắc cứ lắc đều

- Trên đĩa lắc thì được gắn các tay biên theo kiểu liên kết cầu, tay biên một đầu liên kết với đĩa lắc đầu còn lại liên kết với các piston cũng theo liên kết khớp cầu Đĩa lắc đóng vai trò là đế cho tay biên và đầu piston, chuyển động lắc của đĩa lắc tạo ra chuyển động tịnh tiếncủa hành trình piston

3.7 Trục bánh răng cố định

Hình II.1.9 Trục bánh răng cố định

- Cấu tạo tương đối đơn giản hơn đĩa lắc nhiều gồm một ống trụ, trên ống trụ có rãnh then một đầu có cấu tạo là một bánh răng Tâm của bánh răng ta thấy có hình dạng là nửa trái cầu đây chính là vị trí lien kết với bi cầu

- Trục bánh răng này được gắn cố định với vỏ hộp không xoay do rãnh then là nơi gàn buộc không cho trục bánh răng và hộp quay tương đối với nhau Tác dụng chính của trục bánh răng cố định là làm giá đỡ cho khối cầu bên trên đồng thời cũng ăn khớp với đĩa lắc nhằm cố định đĩa lắc giữ cho đĩa lắc không quay trong quá trình lắc

3.8 Buly

Buli có cấu tạo đơn giản như (Hình II.1.10), buly chính là nơi truyền chuyển động chính cho máy bơm vì thế máy bơm hoạt động tốt hay không tốt tùy thuộc vào vận tốc quay của buly Trên buly có hai rãnh đai loại đai thang dùng để liên kết đai truyền chuyển động từ động cơ chính Buly quay tốt đảm bảo là nhờ bên trong tâm buly được gắn bạc đạn gá lên nắp sau nên buly quay khá êm và vận tốc khá ổn định

Hình II.1.10 Buly

3.9 Đĩa nam châm

Hình II.1.11 Đĩa nam châm

- Đĩa nam châm có cấu tạo như (Hình II.1.11) và được lắp cố định trên nắp sau

- Có cấu tạo như một nam châm điện, gồm lõi thép biên dạng tròn ở giữa xung quanh quấn các dây đồng cách điện

- Công dụng là đóng vai trò của một nam châm điện khi ta cấp dòng điện một chiều vào Khi cấp điện cho đĩa nam châm lúc này nam châm hút chặt đĩa ma sát vào buli

3.10 Đĩa ma sát

- Đĩa ma sát có cấu tạo rất đặc biệt như (Hình II.1.12) Gồm có 3 chi tiết riêng A,

B, C và 3 tấm thép mỏng được gắn chặt lại với nhau theo liên kết đinh tán

- Chức năng của từng chi tiết:

+ Chi tiết A: là chi tiết liên kết trực tiếp với trục chính của máy bơm Có một rãnh then nhằm giữ chi tiết A và trục chính không quay tương đối được với nhau

+ Chi tiết B: là chi tiết đóng vai trò ma sát trực tiếp với buly khi hệ thống bơm làm việc, chi tiết B được gắn cố định với các tấm thép mỏng bằng đinh tán còn các tấm thép thì được gắn cố định bằng đinh tán vào chi tiết A và C

+ Chi tiết C: là chi tiết làm giá cho chi tiết B, được liên kết cố định với chi tiết

A bằng đinh tán

+ Ba tấm thép mỏng giữ chức năng đàn hồi tương tự giống như lò xo

- Chức năng chính của đĩa ma sát là ma sát thật chặt vào buly mỗi khi bơm hoạt động, nhằm mục đích là truyền chuyển động quay từ buly sang đĩa ma sát và sang trục quay chính

Hình II.1.12 Cấu tạo đĩa ma sát

3.11 Một số chi tiết và cụm chi tiết nhỏ khác

Hình II.1.13 Bi cầu và tay biên

- Trên đây là một số chi tiết nhỏ khác trong số các chi tiết điển hình của máy bơm gas Các chi tiết này có chức năng và nhiệm vụ đặt trưng riêng, mỗi chi tiết thì đảm nhiệm một vai trò khá quan trọng trong máy bơm gas

- Chức năng cụ thể của một số chi tiết nhỏ điển hình:

+ Chức năng bi cầu trong máy bơm: Bi cầu đảm nhiệm vị trí khá quan trọng là nơi liên kết tạo chuyển động lắc giữa trục bánh răng cố định và đĩa lắc Đĩa lắc lắc đều là do tạo liên kết loại khớp cầu với bi cầu, còn bi cầu thì tạo liên kết khớp cầu với trục bánh răng cố định Đĩa lắc làm việc tốt là do có sự kết hợp tốt giữa

bi cầu, trục bánh răng cố định và đĩa lắc

+ Chức năng của đầu Piston: Khi đầu piston được gắn với tay biên và được gắn vào đĩa lắc, khi đĩa lắc lắc đều cũng chính là lúc đầu piston thực hiện nhiệm vụ chính của mình Đầu piston chỉ có nhiệm vụ là hành trình dọc theo xylanh với cường độ hành trình khá cao để tạo áp và nén môi chất lạnh được hút vào, nén cho đến khi đạt áp suất và nhiệt độ Khi đó áp suất đủ cao thắng lực của tấm ngăn xã khi đó khí gas lạnh được nén qua bộ phận giàn nóng

+ Chức năng bạc đạn là làm giảm ma sát của những chi tiết quay tương đối với nhau, liên kết bạc đạn nhằm đảm bảo tốc độ quay giảm ma sát sinh nhiệt

+ Chức năng bulon (Bolt) tạo liên kết ren giữa những chi tiết cần liên kết chặt lại với nhau

CHƯƠNG II TÌM HIỂU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BƠM GAS LẠNH

TOYOTA

1 Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của từng bộ phận

1.1 Nguyên lý hoạt động của bộ phận di động

- Bình thường khi xe chạy, buly quay trơn do được kết nối với động cơ bằng dây roa, đĩa nam châm chưa hoạt động Khi ta muốn sử dụng hệ thống lạnh Lúc này, ta cấp dòng điện một chiều cho đĩa nam châm hoạt động Khi đĩa nam châm hoạt động nó hút chặt đĩa ma sát vào buly, buly quay kéo theo đĩa ma sát quay, đĩa ma sát quay truyền chuyển động cho trục quay chính và cam mặt nghiêng cũng quay theo với cùng vận tốc Do cam mặt nghiêng tỳ sát vào đĩa lắc, cho nên cam mặt nghiêng quay làm cho đĩa lắc cứ lắc quanh bi cầu, trong khi lắc các thanh răng trên đĩa lắc sẽ ăn khớp với rãnh răng trên trục bánh răng cố định Cho nên đĩa lắc chỉ lắc được xung quanh bi cầu chứ không quay tròn được

- Măt khác, trên đĩa lắc được lắp các tay biên và các đầu piston, khi đĩa lắc thực hiện chu kỳ lắc sẽ kéo theo hoạt động của các tay biên và hành trình hoạt động của các đầu piston Và khi piston bắt đầu hoạt động từ đầu hành trình cho đến cuối hành trình lúc đó các tấm chặng một chiều bắt đầu hoạt động, tùy theo hành trình của piston mà các tấm chặng một chiều đóng mở cho phù hợp để thực hiện công đoạn hút nén và xã nén Cứ thế mà hành trình của các bộ phận di động tiếp tục thực hiện liên tục và nhịp nhàn Và hành trình của piston cứ lặp đi lặp lại như vậy cho đến khi ta thôi không sử dụng hệ thống lạnh bằng cách ngưng cấp điện cho đĩa nam châm Lúc đĩa nam châm mất điện đĩa ma sát lập tức bị kéo bật trở ra ngoài khỏi buly Lúc này buly trở lại hiện trạng ban đầu quay trơn, đĩa ma sát ngưng quay các hành trình kế tiếp đồng loạt ngưng, bơm ngừng hoạt động

1.2 Nguyên lý hoạt động của bộ phận bơm nén và tác dụng tấm chặng một chiều

- Khi các piston bắt đầu hành trình hoạt động, môi chất lạnh được hút vào bên trong

xy lanh để các piston thực hiện quá trình nén, sau khi môi chất lạnh đã được các đầu piston nén đạt áp suất và nhiệt độ sẽ tiếp tục được các đầu piston này nén qua bộ phận tiếp của hệ thống

- Công đoạn này thực hiện theo nguyên tắc sao

+ Đầu tiên, khi piston hoạt động môi chất lạnh có trộn dầu bơi trơn sẽ được piston nén đến khi đạt áp suất và nhiệt độ Sau đó piston nén môi chất lạnh đã được nén sang

bộ phận giàn nóng lúc đó trong máy nén sẽ thiếu áp Môi trường thiếu áp suất này sẽ tăng dần cho đến khi áp suất này hút bậc tấm thép ngăn chiều vào, khi đó môi chất lạnh hồi về từ thiết bị bay hơi được áp suất này hút mạnh vào trong xi lanh cho đến khi đầy các khoảng trống trong xy lanh và tấm thép ngăn một chiều này cũng đóng lại

+ Giai đoạn tiếp theo là piston thực hiện quá trình nén môi chất lạnh đã được hút vào

xy lanh, quá trình nén được piston thực hiện liên tục nên môi chất lạnh được nén có áp suất và nhiệt độ sẽ tăng dần lên theo thời gian Cứ thế mà piston thực hiện quá trình nén cho đến khi môi chất lạnh này đạt nhiệt độ và áp suất mong muốn Khi đó áp suất của

hơi lạnh được nén này tác động vào tấm thép ngăn ngõ xã làm tấm thép này mở ra khi

đó toàn bộ hơi lạnh được piston nén đạt áp suất và nhiệt độ sẽ được piston bơm hết qua

bộ phận giàn nóng hành trình bơm nén môi chất lạnh kết thúc Máy nén hoạt động thì hành trình bơm nén này cứ lặp đi lặp lại theo nguyên lý như thế cho đến khi không sử dụng

2 Nguyên lý hoạt động chung của máy nén

Nguyên lý hoạt động chung của máy nén được chia ra làm 3 bước sau: Nạp nhiên liệu, nén nhiên liệu, bơm nhiên liệu sau khi đã nén

- Bước 1: Nạp nhiên liệu

Khi máy nén hoạt động cũng là lúc các piston thực hiện hành trình của mình Lúc piston bắt đầu hành trình về cũng là lúc nhiên liệu được nạp đầy vào xy lanh Khi piston bắt đầu hành trình về hút các van ngõ hút mở ra đồng thời cũng hút nhiên liệu vào trong xy lanh, lúc piston chạy hết hành trình về đồng thời van hút cũng được trả về vị trí cũ đóng ngõ hút lại (ngõ một chiều)

- Bước 2: Quá trình nén nhiên liệu

Khi piston chạy hết hành trình về đó là lúc piston bắt đầu chạy hành trình làm việc, piston nén từ từ nhiên liệu bên trong xy lanh, lúc đầu nhiên liệu có áp suất thấp sau đó được piston nén đến khi đạt được áp suất cao

- Bước 3: Bơm nhiên liệu sau khi đã nén

Khi nhiên liệu bên trong xy lanh đạt được áp suất cao, lúc đó piston chạy gần hết hành trình làm việc Lúc này áp suất nhiên liệu đủ lớn để mở van xã ra trong khi

đó piston tiến dần đến vị trí cuối của hành trình làm việc, cho nên piston bơm hết nhiên liệu bên trong xy lanh qua bộ phận giàn nóng Khi hết hành trình làm việc piston lại chạy hành trình về tiếp tục hút mở van hút đồng thời hút nhiên liệu thu hồi từ giàn lạnh và cũng chạy hành đi nén nhiên liệu, bơm nhiện liệu sau khi nén Hành trình của piston cứ lặp đi lặp lại cho đến khi thôi không sử dụng máy nén

PHẦN III NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM

AUTODESK INVENTOR VÀO MÔ PHỎNG MÁY

BƠM GAS LẠNH TOYOTA

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ PHẦN MỀM AUTODESK

INVENTOR

1 Tổng quan về phần mềm Inventor

Autodesk Inventor là một trong những bộ phần mềm chuyên dùng của hãng Autodesk Autodesk Inventor trang bị những công cụ mạnh, quản lý các đối tượng thông minh, trợ giúp quá trình thiết kế, làm tăng năng suất và chất lượng thiết kế, tối ưu hóa quá trình thiết kế bằng việc tạo mối liên kết giữa mô hình 3D và bản vẽ 2D

Autodesk Inventor có 4 chức năng thiết kế:

- Mô hình hóa chi tiết (môi trường “*.ipt”)

- Lắp ráp các chi tiết (môi trường “*.iam”)

- Tạo bản vẽ kỹ thuật 2D từ 3D solid (môi trường “*.dwg” hoặc “*.idw”)

- Trình diễn lắp ráp (môi trường “*.ipn”)

Autodesk Inventor là phần mềm hổ trợ đắc lực quá trình thiết kế, gồm các tính năng:

- Tạo biên dạng phác thảo 2D rất nhanh chóng và dễ dàng Ta có thể hiệu chỉnh về kích thước và hình dạng ở mọi thời điểm Bất kỳ sự thay đổi nào của biên dạng đều có thể làm thay đổi mô hình thiết kế

- Những chi tiết, kết cấu phức tạp được tạo và lắp ráp dễ dàng

- Hỗ trợ tính toán, thiết kế và mô hình hóa các chi tiết máy (bộ truyền bánh răng, trục vít, xích, đai)

- Gán vật liệu, màu sắc cho chi tiết

- Trang bị thư viện cho các chi tiết tiêu chuẩn (ổ lăn, bulông, then)

- Mô phỏng động học

- Mô phỏng trình tự lắp ráp

Hình III.1.1 Mô hình hóa chi tiết (môi trường “*.ipt”)

Hình III.1.2 Lắp ráp các chi tiết (môi trường “*.iam”)

2 Sơ lược các thao tác với Autodesk Inventor

Autodesk Inventor là hệ thống mô hình hóa solid Để tạo mô hình solid ta phân tích chúng thành các đặc tính có hình dạng đơn giản, xây dựng từng bước các đặc tính đơn giản và kết hợp chúng lại với nhau Chương trình được thực hiện trong môi trường theo nhiều hệ thống đo lường kích thước khác nhau, ở đây ta chỉ làm

việc theo hệ mét (“mm”)

2.1 Mô hình hóa chi tiết

Biên dạng chi tiết được định nghĩa từ 2D Sketch Panel sau khi khởi động phần mềm, trên giao diện chính từ New chọn biểu tượng Standard (mm).ipt

Hình III.1.3 Hình giao diện 2D Sketch (Standard (mm).ipt)

Trong môi trường Sketch 2D, ta có thể vẽ biên dạng chi tiết từ các công cụ hổ trợ: lệnh đoạn thẳng (Line), lệnh vẽ đa giác đều (Polygon), bo tròn góc lượn (Fillet), dời hình (Move)…Ràng buộc hình dạng và kích thước phác thảo bằng lệnh Dimension

Hình III.1.4 Môi trường Sketch 2D (Standard (mm).ipt)

2.2 Tạo khối 3D solid

Để tạo khối 3D solid, từ biên dạng phác thảo hoàn chỉnh nhấn chuột phải chọn Finish sketch để chuyển sang môi trường Part Modeling Hoàn thành vật thể 3D với các lệnh: quét biên dạng theo hướng vuông góc (Extrude), quét chung quanh trục (Revolve), tạo ren (Thread), tạo lỗ (Hole) …

Hình III.1.5 Môi trường tạo khối 3D solid

2.3 Tính toán, thiết kế chi tiết

Để thiết kế các chi tiết chuẩn theo yêu cầu chọn New – standard(mm).iam

Hình III.1.6 Giao diện biểu diễn New – standard (mm).iam

Trong giao diện chính chọn Design Accelerator xuất hiện giao diện gồm: thiết kế trục (Shaft), bộ truyền bánh răng (Spur Gear), bộ truyền đai (V-Belts), bộ truyền xích…Ở môi trường này ta vừa thiết kế, tính toán, vừa có thể kiểm tra sức bền

từng chi tiết

Hình III.1.7 Giao diện biểu diễn Design Accelerator

2.4 Lắp ráp các chi tiết

Trong môi trường Standard (mm).iam chọn biểu tượng Assemble ta được giao diện lắp ráp, liên kết các chi tiết Gọi các file lưu chi tiết 3D bằng lệnh Place, nếu lấy các chi tiết chuẩn có sẵn trong thư viện của chương trình chọn lệnh Place from content center

Để gán ràng buộc giữa các chi tiết gọi lệnh Constraint, sau khi nhấp lệnh hộp thoại Place Constraint hiện ra Hộp thoại gồm 3 trang:

- Trang Assembly: ràng buộc lắp ráp các chi tiết với nhau Các lệnh sử dụng như Mate, Insert, Angle …

- Trang Motion: ràng buộc hai chi tiết chuyển động quay

- Trang Transition: ràng buộc hai chi tiết chuyển động tịnh tiến

Hình III.1.8 Giao diện biểu diễn Standard (mm).iam/ Assemble

2.5 Mô phỏng trình tự lắp ráp

Ta chọn biểu tượng xác định môi trường cần thiết Standard (mm).ipn, như

hình:

Ta được giao diện làm việc chính

Hình III.1.9 Giao diện biểu diễn Standard (mm).ipn