Nghiên cứu ứng dụng thay thế cho động cơ diezel nissan FD42 cho động cơ xăng v8 lắp trên xe ô tô zil 130

luận văn, tiến sĩ, thạc sĩ, báo cáo, khóa luận, đề tài

Bộ giáo dục và đào tạoTrường đại học nông nghiệp I

Mở đầu

Sự phát triển của x hội loài người hay sự văn minh của nhân loại được

đánh giá bằng nhiều chỉ tiêu trong đó có đánh giá mức độ hiện đại của cơ sở vật chất hạ tầng như nhà cửa đường xá cầu cống và những phương tiện đi lại, phương tiện thông tin liên lạc Từ khi ôtô ra đời nó giúp cho x hội loài người càng phát triển rất nhanh, ôtô chở người, ôtô chở vật tư hàng hoá, thiết bị máy móc, ôtô phục vụ trong xây dựng, ôtô phục vụ trong giao thông vận tải, ôtô phục vụ trong du lịch, ôtô phục vụ trong vụ quân đội, có thể nói ôtô phục vụ tất cả các ngành trong nền kinh tế quốc dân

Sự ra đời của ôtô gắn liền với sự ra đời của động cơ đốt trong Trước khi

động cơ đốt trong ra đời đ có một loạt các động cơ khác dùng nguồn động lực khác như:

- Guồng chạy bằng sức nước xuất hiện đầu thế kỷ 18

- Máy chạy bằng sức gió cho máy xay bột do nhà sáng chế Nga Bôzunốp chế tạo năm 1765

- Năm 1784 ữ 1790 nhà khoa học Anh tên là Jêm Oát sáng chế ra máy hơi nước đầu tiên, sau đó thế kỷ thứ 19 tua bin hơi nước ra đời ở Anh

- Năm 1799 một người Anh tên là Ber đ sáng chế ra được động cơ đốt trong chay bằng hỗn hợp khí than được trưng cất từ gỗ Cũng thời gian đó loại

nén khí trước khi đưa vào xi lanh nên hiệu suất động cơ được tăng lên

- Năm 1896 nhà bác học Đức Diezel phát minh ra loại động cơ tự cháy

do nén khi ở điều kiện áp suất cao, theo nguyên lý nhiên liệu Diezel phun vào

tự bốc cháy sinh công Từ đó đến nay loại động cơ này không ngừng được cải tiến và hoàn chỉnh tiến đến mức hoàn hảo như ngay nay Động cơ này được

gọi là động cơ Diezel

- Như vậy so với các loại động cơ khác: động cơ gió, động cơ hơi nước…, động cơ đốt trong ra đời muộn hơn nhưng do có nhiều ưu điểm như kích thước nhỏ gọn, hiệu suất cao nên nó được sử dụng rộng ri trong tất cả các ngành của nên kinh tế quốc dân như trong công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vân tải, du lich, quốc phòng và trong đời sống sinh hoạt hàng ngày

Từ khi động cơ đốt trong ra đời, con người ứng dụng thành tựu khoa học này chế tạo ôtô Những năm đầu của thế kỷ 20 ôtô ra đời, lúc đầu nó chỉ chạy được hơn mười km/giờ Sau vài chục năm hàng loạt ôtô ra đời trên khắp thế giới với đủ các kiểu dáng kích thước và công suất khác nhau

Từ khi ôtô ra đời nó đóng vai trò hết sức quan trọng, ôtô là phương tiện chính của giao thông đường bộ Giao thông vận tải là huyết mạch của các ngành kinh tế, nó nối liền giữa khu vực sản xuất, khu vực tiêu dùng, thành thị với nông thôn, miền xuôi với miền ngược Có thể nói giao thông vân tải là mạch máu của nền kinh tế quốc dân, có liên quan trực tiếp đến sự phát triển của các ngành trong nền kinh tế quốc dân và các hoạt động x hội

Trong các hình thức vận tải như: vận tải ôtô vận tải đường thuỷ, vận tải hàng không vận tải đường ống thì vận tải ôtô là một hình thức vận tải quan trọng, chiếm trên 80% tổng khối lượng vận tải

ở Việt Nam hiện nay, ôtô của các nước x hội chủ nghĩa như của Liên Xô cũ vẫn còn khá nhiều như: xe ZIL 130, xe GAZ 53, xe UAZ 469 Các xe này vẫn là phương tiện đắc lực để vận tải, đặc biệt là để để đào tạo lái xe Với loại ôtô tải ZIL 130 do Liên Xô sản xuất sử dụng tại Việt Nam, sau thời gian dài sử dụng, chất lượng động cơ đ giảm sút nhiều Việc thay động cơ là một điều cần thiết nhằm đảm bảo khả năng hoạt động cho phương tiện

Do tiêu hao nhiên liệu của động cơ xăng lắp trên xe ZIL 130 cho 100

km lại lớn hơn nhiều lần so với động cơ Diezel Nissan FD 42 với công suất tương đương (30,5 lít xăng cho xe ZIL 130 nguyên thuỷ trong khi đó, chỉ có

14 lít dầu Diezel cho xe đ cải hoán) Vì vậy, quá trình dạy nghề lái xe của

Trường phải chi phí cho học sinh về nhiên liệu là rất lớn

Do giá nhiên liệu (xăng) ngày một cao nên việc thay thế các loại xe chạy xăng thành chạy dầu (động cơ Diezel) rất có ý nghĩa đối với việc tiết kiệm nhiên liệu, giảm giá thành sản xuất

Để đáp ứng yêu cầu trên, chúng tôi thực hiện đề: “Nghiên cứu ứng dụng thay thế động cơ Diezel Nissan FD42 cho động cơ xăng V8 lắp trên xe ô tô tải ZIL 130”

Mục đích của đề tài:

Nghiên cứu đặc tính kỹ thuật của một số loại động cơ Diezel để chọn ra một loại động cơ có đặc tính kỹ thuật phù hợp nhất thay cho động cơ xăng lắp trên xe tải ZIL 130

ý nghĩa của đề tài

ý nghĩa khoa học: xây dựng cơ sở lý thuyết để tìm ra phương pháp chung cho việc cải tạo và thay thế các loại động cơ Diezel cho động cơ xăng

đang lắp trên một số loại xe tải

ý nghĩa thực tiễn: áp dụng cấu trúc hợp lý, tiên tiến nhằm đạt kết quả cao và thay thế cho loại động cơ ôtô đang dùng nhiên liệu xăng với chi phí cao bằng động cơ dùng nhiên liệu Diezel với chi phí thấp hơn

Chương 1 Tổng quan

1.1 Tổng quan về nền công nghiệp ôtô Việt Nam

Sau hơn 10 năm ra đời, ngành công nghiệp ôtô Việt Nam đ có những bước phát triển đáng kể, đặc biệt trong vài năm trở lại đây có sự tăng trưởng cao về số lượng và chất lượng (theo thống kê năm 2001 ôtô tăng 40%, xe máy tăng 200%)

Theo số liệu của Cục Đăng kiểm Việt Nam, tính đến ngày 31/12/2004

số xe ôtô đăng ký lưu hành trên toàn quốc là 523.509 chiếc

Đến tháng 4/2005 số xe đang lưu hành là 548.934 chiếc

Dự báo trong giai đoạn 2001 ữ 2010, số lượng tăng thêm hàng năm là 12% thì năm 2010 ở Việt Nam số xe ôtô đăng ký lưu hành sẽ là 1.100.000 xe

Từ đó ta thấy tổng nhu cầu ôtô vào năm 2010 sẽ khoảng 120.000 ữ 130.000 xe/năm Trong đó:

- Nhu cầu xe con chiếm 45 ữ 50%, tức khoảng 54.000 ữ 60.000 xe/năm;

- Nhu cầu xe thương dụng 50 ữ 55%, tức khoảng 60.000 ữ 66.000 xe/năm

- Tỷ lệ tăng trưởng trung bình của xe con hàng năm là 6,7%, xe thương dụng là 18%, từ đó ta thấy năm 2005 nhu cầu ôtô Việt Nam hàng năm là 81.000 xe/năm, trong đó 80% là xe thương dụng (63.000 xe/năm) [5]

Với xu thế tất yếu theo hướng hội nhập vào nền kinh tế thế giới, ngành công nghiệp ôtô Việt Nam sẽ từng bước trở thành một phần của ngành công nghiệp ôtô thế giới với 5 ữ 6 trung tâm ôtô hàng đầu Do vậy, các nhà cung ứng ở Việt Nam cũng cần phải định hướng cung ứng và tiếp nhận sự hỗ trợ từ các trung tâm này thì mới đón đầu được sự phát triển về khoa học, công nghệ, mô hình quản lý tiên tiến trên thế giới và tạo ra những sản phẩm chi tiết có chất lượng cao đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng trong vòng 10 ữ 20 năm

nữa mà không phải đầu tư xây dựng mới sau mỗi 3 ữ 5 năm Đặc biệt là các sản phẩm đáp ứng tiêu chuẩn môi trường tiên tiến phù hợp với xu thế phát triển của thời đại [5]

1.2 Sự biến đổi trạng thái kỹ thuật của ôtô trong quá trình sử dụng 1.2.1 Những đặc trưng của sự biến xấu trạng thái kỹ thuật của động cơ Trong quá trình sử dụng, các bộ phận và các chi tiết của động cơ dần dần thay đổi tính năng kỹ thuật theo thời gian sử dụng Trạng thái kỹ thuật của

động cơ luôn thay đổi theo chiều hướng xấu theo thời gian Chất lượng khai thác động cơ sẽ bị giảm, biểu hiện dõ dệt bởi các đặc trưng:

a) Tính năng động học của động cơ: công suất của động cơ sẽ bị giảm,

xe không đạt được tốc độ tối đa, thời gian gia tốc và qung đường tăng tốc tăng lên, sức kéo của xe bị giảm sút;

b) Tính năng kinh tế nhiên liệu: mức tiêu hao nhiên liệu của xe tăng lên (lít/1000km), lượng tiêu hao dầu nhờn trong động cơ tăng lên;

c) Độ tin cậy của xe: khi làm việc, xe thường xuyên có sự cố kỹ thuật, thời gian dừng xe để sửa chữa tăng lên;

d) Chất lượng khí thải: màu sắc, thành phần khí xả không đạt tiêu chuẩn, gây ô nhiễm môi trường

1.2.2 Những nguyên nhân cơ bản gây biến xấu trạng thái kỹ thuật

động cơ

Có rất nhiều nguyên nhân gây nên sự thay đổi trạng thái kỹ thuật của động cơ theo chiều hướng xấu, nhưng có thể kể đến một số nguyên nhân chính sau:

Các quá trình công tác xảy ra trong tất cả các bộ phận của động cơ có liên hệ mật thiết với nhau và đều kiên quan với một hoặc một số dạng năng lượng nhất định như: cơ năng, nhiệt năng, áp năng của chất lỏng, chất khí…

Quá trình thay đổi tính năng kỹ thuật của các bộ phận trong động cơ thể hịên dưới hình thức thay đổi các dạng năng lượng nói trên, trong điều kiện làm việc bình thường đều do nguyên nhân mài mòi các bề mặt làm việc và

sự suy giảm độ bền do các quá trình hoá lý gây lên Chúng ta đ biết khi hai chi tiết chuyển động tương đối với nhau, trên các bề mặt làm việc của chúng xuất hiện lực ma sát Do ma sát tiêu hao năng lượng vô ích và làm mài mòn các bề mặt tiếp xúc, làm tăng khe hở mối ghép Nhiều công trình

đ thực hiện các thí nghiệm và thu được kết quả chứng tỏ rằng, ngay trong các ôtô hiện đại, công ma sát vẫn còn tiêu hao tới hơn 20% công suất của

động cơ, đó là một tổn hao rất đáng kể, ảnh hưởng đến hiệu suất có ích của

động cơ Mặt khác, ma sát là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng mài mòn các chi tiết máy và kéo theo nó là sự biến đổi theo chiều hướng xấu đi tính năng kỹ thuật của các chi tiết và bộ phận máy Độ hao mòn là kết quả của sự mài mòn thể hiện ở sự thay đổi kích thước nguyên thuỷ của chi tiết máy Đó là quá trình không thuận nghịch, độ mài mòn diễn biến theo thời gian và điều kiện sử dụng

Bao gồm đặc điểm kết cấu, chất lượng của vật liệu và gia công chế tạo

Sự thay đổi trạng thái kỹ thuật của các bộ phận trong động cơ, ngoài nguyên nhân nói ở trên, phần lớn còn do chịu ảnh hưởng của điều kiện chế tạo và lắp ghép Càng thu hẹp miền dung sai lắp ghép thì ảnh hưởng của điều kiện chế tạo và lắp ghép đối với sự thay đổi trạng thái kỹ thuật càng ít Tuy nhiên điều này lại làm tăng giá thành sản phẩm

Sự hoàn thiên không ngừng về kết cấu của động cơ và các chi tiết cũng làm tăng tuổi thọ của động cơ Chất lượng vật liệu chế tạo các chi tiết có ảnh hưởng lớn tới tính chịu mòn và tuổi thọ của nó Ngày nay nhiều loại vật liệu mới như: chất dẻo, gốm, cao phân tử,… được sử dụng trong ngành chế tạo ôtô,

đồng thời các nhà chế tạo còn sử dụng nhiều loại vật liệu hợp kim có độ bền

cao, các chế độ nhiên luyện, gia công cơ khí ở trình độ cao để chế tạo những chi tiết quan trọng, làm việc ở những chế độ khắc nghiệt… Vì vậy, để hạn chế thấp nhất những hư hỏng có thể xẩy ra trong quá trình sử dụng, các chi tiết, bô, phận máy của động cơ đều phải được chế tạo có độ chính xác cao, các mối ghép đảm bảo miền dung sai cho phép, việc thiết kế đảm bảo tối ưu cho quá trình gia công

Điều kiện sử dụng đặc trưng bởi hai yếu tố là môi trường sử dụng và trình độ sử dụng Môi trường sử dụng ở đây bao gồm hai khía cạnh:

Thứ nhất là ảnh hưởng của điều kiện khí hậu, địa hình tại nơi sử dụng, mức

độ ăn mòn của chi tiết kim loại, khả năng thích hợp hay không thích hợp của các

bộ phận, chi tiết đối với môi trường hiện tại như: nhiệt độ, độ ẩm, mật độ bụi,… Thứ hai là điều kiện làm việc của động cơ và tổng thành ở khu vực nào

đó là nhiều thời gian hay ít thời gian, ở chế độ bảo dưỡng, sửa chữa ra sao, chế

độ khai thác và vật liệu khai thác có đúng theo quy định hay không Trình độ

sử dụng phải kể đến yếu tố tác động của người lái xe, tuổi thọ của xe nói chung và của động cơ nói riêng hoàn toàn phụ thuộc vào tinh thần trách nhiệm, trình độ sử dụng của người lái xe

Chất lượng của dầu nhờn có ảnh hưởng rất lớn đến trạng thái ma sát giữa các bề mặt làm việc, do đó ảnh hưởng đến cường độ mài mòn của các chi tiết của động cơ Các tính năng lý - hoá quan trọng của dầu nhờn có ảnh hưởng lớn đến độ mài mòn là độ nhớt, độ axít, tạp chất cơ học và nước, thành phần tro, tính nhờn,… Độ nhớt của dầu nhờn thể hiện tính năng lưu động của

nó Dầu có độ nhớt càng lớn thì càng khó lưu động, ma sát càng lớn Ngược lại, dầu có độ nhớt càng nhỏ, càng long, khó hình thành màng dầu bôi trơn nên ma sát ở cổ trục cũng lớn Chính vì vậy, mỗi loại động cơ đều quy định sử dụng dầu bôi trơn riêng, phù hợp với điều kiện làm việc của nó

e) ảnh hưởng của chế độ và nội dung bảo dưỡng kỹ thuật

Chế độ bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa định kỳ, chu kỳ và nội dung bảo dưỡng kỹ thuật có ảnh hưởng lớn đến cường độ thay đổi trạng thái kỹ thuật Theo kết quả thống kê cho thấy, chu kỳ sửa chữa phụ thuộc vào chu kỳ thay dầu bôi trơn, bơm mỡ,…

Các quy luật của quá trình thay đổi trạng thái kỹ thuật của ôtô có thể chia ra ba nhóm chính:

- Các quy luật của nhóm thứ nhất được đặc trưng bởi quá trình biến đổi tính năng kỹ thuật theo thời gian sử dụng như các quy luật về mài mòn chi tiết máy, quy luật đóng bám cặn bẩn trong hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn,… Nghiên cứu những quy luật này phải tiến hành trên từng xe, từng nhóm xe và thời gian quy định

- Các quy luật của nhóm thứ hai được đặc trưng bằng sự tản mạn tất nhiên của các thông số trạng thái kỹ thuật trong thời điểm hoặc cự ly hành trình nào đó Đó là những trị số cá biệt của các đại lượng ngẫu nhiên Khi nghiên cứu những quy luật này nhất thiết phải chú ý đến sự phân bố (hàm phân bố) của các đại lượng ngẫu nhiên này Thí dụ xác suất của chu kỳ phát sinh sự cố của một cụm máy nào đó, hoặc sự xuất hiện thông số cá biệt của tính năng kỹ thuật của cụm máy

- Các quy luật của nhóm thứ ba được đặc trưng bởi sự phát sinh và khắc phục các hư hỏng, sự cố kỹ thuật của ôtô hoặc của một cụm máy nào đó Thông số cơ bản của các quy luật nhóm thứ ba là thông số dòng sự cố, xác

định bằng số lượng các hư hỏng (mật độ sự cố) trong một đơn vị thời gian khác đơn vị hành trình Mật độ sự cố có thể xác định bằng công thức sau:

1 1

2 1

.( )

m h

m1: tổng sự cố trong N đối tượng khảo sát;

Nghiên cứu quy luật của nhóm thứ ba này có ý nghĩa hết sức quan trọng

đối với việc tổ chức bảo dưỡng và sửa chữa, đối với việc lập kế hoạch, tính toán lượng phụ tùng dự trữ cũng như dối với việc lựa chọn công nghệ, kỹ thuật bảo dưỡng, sửa chữa hay thay thế động cơ ôtô [6,18]

1.3 Kiến thức chung về ôtô

1.3.1 Phân loại

Ôtô là phương tiện vận tải tự hành, dùng để vận chuyển hàng hoá, người và để hoàn thành những nhiệm vụ riêng Tuỳ theo công dụng và công việc cần hoàn thành, ôtô chia làm các loại:

Ôtô vận tải: dùng để vận chuyển hàng hoá Ôtô vận tải có thể có thùng

xe và sử dụng như là phương tiện vận chuyển vạn năng để chuyên chở những hàng hoá khác nhau và có thể là loại chuyên dùng có thùng xe thích hợp để chuyên chở những hàng hoá nhất định Ngoài loại thùng xe ra, ôtô vận tải còn

được phân loại theo trọng lượng và tính việt d

Ôtô hành khách: gồm có ôtô du lịch, dùng để vận chuyển từ 1 đến 6 hành khách và xe ôtô buýt để vận chuyển công cộng Tuỳ theo công dụng,

ôtô còn có ôtô buýt liên tỉnh và ôtô buýt thành phố Ôtô du lịch được xếp vào một nhóm riêng Tuỳ theo lượng chở khách, ôtô buýt chia ra ôtô buýt có sức chứa bé, trung bình và lớn

Ôtô chuyên dùng: dùng để hoàn thành một nhiệm vụ nào đó Loại ôtô gồm: ôtô chữa cháy, ôtô cứu thương, ôtô phun nước, ôtô có thang, ôtô sửa chữa và những ôtô khác Các ôtô đua dùng cho các cuộc đua thể thao được xếp vào một nhóm riêng

1.3.2 Cấu tạo chung của ôtô

Ôtô gồm có các cụm máy và tổng thành, hợp thành ba phần chính là sátxi, thân xe và động cơ

H×nh 1.1 C¸c phÇn chÝnh cña «t« ZIL 130

H×nh 1.2 Ph−¬ng tiÖn vËn t¶i chuyªn dïng cña xe ZIL 130

c) ¤t« chë xi m¨ng d) ¤t« chë dung dÞch

H×nh 1.3 Ph−¬ng tiÖn vËn t¶i chuyªn dïng cña xe ZIL 130

a, b) ¤t«chë panen c) ¤t« xitec chë khÝ ho¸ láng d) ¤t« xitec r¬ moãc chë bét

Sátxi của ôtô gồm có phần di động, hệ thống truyền động và cơ cấu lái Phần di động là cơ sở của ôtô Nó gồm có khung, trục trước và trục sau, nhíp, giảm sóc, bánh xe và lốp Đa số ôtô du lịch và một số ôtô buýt do Liên Xô sản xuất, thùng xe đảm nhận vai trò của khung; trong trường hợp đó, thùng xe gọi là loại mang tải

Hệ thống truyền động của ôtô bao gồm các cơ cấu và tổng thành, dùng

để truyền mômen xoắn từ động cơ đến các bánh chủ động, thay đổi mômen xoắn, tốc độ và hướng chuyển động

Những cụm chính của hệ thống truyền động của ôtô là: ly hợp, hộp số, truyền lực các đăng, truyền lực chính, bộ vi sai và các trục truyền động, bán trục

Bộ ly hợp bảo đảm truyền mômen xoắn của động cơ, tạm thời ngắt và nối êm nhẹ động cơ với hệ thống truyền động

Hộp số dùng để thay đổi mômen xoắn truyền từ động cơ đến các bánh

xe chủ động, đẩy xe tiến và lùi, cắt động cơ khỏi hệ thống truyền động trong một thời gian dài

Truyền lực cácđăng dùng để truyền mômen xoắn từ hộp số đến các cầu chủ động

Truyền lực chính dùng biến đổi mômen xoắn và truyền mômen xoắn từ trục cácđăng qua bánh răng chủ động và bộ vi sai tới các bán trục dưới một góc độ nhất định

Bộ vi sai dùng để quay các bánh xe chủ động với tốc độ khác nhau Bán trục dùng để truyền mômen xoắn cho các bánh xe chủ động của ôtô Cơ cấu lái dùng để điều khiển ôtô thay đổi hướng chuyển động bằng cơ cấu lái, còn phanh dùng để giảm tốc độ chuyển động và dừng ôtô

Thân xe của ôtô có thể có cấu tạo khác nhau Thân xe ôtô vận tải gồm

có thùng xe và buồng lái cho người lái ở ôtô du lịch và ôtô buýt, thân xe

được bố trang bị tiện lợi cho việc bố trí hành khách Thân xe còn có nắp chắn bùn, nắp đậy máy và cánh chắn bùn

Động cơ biến đổi nhiệt năng do nhiên liệu đốt cháy trong các xilanh thành cơ năng

Với ôtô ZIL 130 có công thức sắp xếp bánh xe 4 x 2, thùng xe bằng gỗ với ba thành mở được, đáy thùng bằng kim loại [19,20]

Bảng 1.1 Đặc điểm chính của xe ôtô ZIL 130

1.4 Các cơ cấu và hệ thống chính của ôtô ZIL 130

1.4.1 Cấu tạo chung và chu kỳ làm việc

Năng lượng cần thiết để làm cho ôtô hoạt động là do động cơ tạo ra

Ôtô sử dụng chủ yếu là động cơ đốt trong Tuỳ thuộc vào phương pháp tạo thành hỗn hợp đốt (cháy) và loại nhiên liệu sử dụng, động cơ đốt trong có

2 loại: loại tạo hỗn hợp ở bên ngoài và loại tạo hỗn hợp ở bên trong

Động cơ xăng (cácbuaratơ) là loại động cơ tạo thành hỗn hợp ở bên ngoài, hoạt động bằng nhiên liệu nhẹ - xăng và khí đốt Động cơ Diezel là loại

động cơ tạo thành hỗn hợp ở bên trong, hoạt động bằng nhiên liệu Diezel khó bốc hơi Trong động cơ cácbuaratơ và động cơ khí hỗn hợp cháy được điều chế ở bên ngoài xilanh, trong một khí cụ riêng gọi là cácbuaratơ (bộ chế hoà khí) đốt cháy trong xilanh bằng tia lửa điện Trong động cơ Diezel nhiên liệu

được phun vào buồng đốt dưới dạng xương mù và tự bốc cháy dưới nhiệt độ và

áp suất cao

Sự làm việc của động cơ đốt trong dựa vào tính năng dn nở của khí khi tăng nhiệt độ Nếu đem hỗn hợp cháy chứa vào trong một khoang kín và đốt

cháy, thì do sự tăng nhiệt của khí tạo thành, nếu nhiệt độ khí càng tăng thì áp suất càng lớn

Tỷ số nén ở những động cơ cácbuaratơ nằm trong giới hạn 6 ữ 9

Mỗi hành trình của động cơ 4 kỳ có đặc trưng về vị trí xupáp, hướng chuyển động của pittông, áp suất và nhiệt độ của khí trong xilanh

Hút: pittông di chuyển từ ĐCT xuống ĐCD Cửa hút mở Do thể tích

Nén: pittông chuyển động từ ĐCD đến ĐCT Cửa hút và cửa xả đóng Thể tích phía trên pittông giảm, còn áp suất và nhiệt độ ở cuối kỳ nén đạt tới

mà bốc hơi tốt hơn và hơi xăng trộn đều với không khí

Nổ (cháy và sinh công): hỗn hợp làm việc bị ép buộc cháy bởi tia lửa điện Dưới tác dụng của áp suất khí dn nở, pittông di chuyển từ điểm chết (ĐCT) xuống

điểm chết dưới (ĐCD) Cửa hút và cửa xả đóng áp suất khí đạt tới 35 ữ 40

Xả: pittông chuyển động từ ĐCD đến ĐCT Cửa xả mở áp suất của khí

Chu kỳ làm việc của động cơ Diezel 4 kỳ cũng giống như động cơ cácbuaratơ và cũng gồm 4 kỳ:

Hút: pittông di chuyển từ ĐCT đến ĐCD Cửa hút mở Nhờ áp suất giảm nên không khí nạp vào xilanh Lúc này, áp suất không khí là 0,75 ữ 0,85

ép: pittông di chuyển từ ĐCD lên ĐCT Cửa hút và cửa xả đóng Không

khí trong xilanh bị ép Vì mức nén ở động cơ Diezel lớn (15 ữ 20 kG/cm2),

liệu là dầu Diezel được phun từ vòi phun vào xilanh

Nổ: vòi phun nhiên liệu vào buồng đốt dưới dạng xương mù (áp suất

ĐCT xuống ĐCD Xupáp hút và xả đóng

Xả: pittông chuyển động từ ĐCD lên ĐCT Cửa xả mỏ Nhiệt độ của khí

xilanh ra ngoài

Để đảm bảo sự làm việc bình thường của động cơ đốt trong, ngoài cơ cấu biên tay quay ở động cơ còn có cơ cấu phân phối khí, hệ thống làm mát, hệ thống cung cấp nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống truyền lực, cơ cấu di chuyển, cơ cấu lái,…

ở động cơ một xi lanh, để có một chu kỳ nổ phải qua ba chu kỳ chuẩn

bị, vì vậy sự làm việc của động cơ sẽ không ổn định Ngoài ra, khối lượng

động cơ trên một đơn vị công suất cũng lớn Để khắc phục những nhược điểm của động cơ một xilanh, người ta sử dụng động cơ nhiều xilanh

Trong động cơ nhiều xilanh các kỳ nổ không trùng hợp và do vậy các

kỳ chuẩn bị được tiến hành do kết quả của kỳ nổ của một trong các xilanh Trong trường hợp này thì tác dụng của bánh đà bị giảm, kích thước của bánh

đà sẽ không lớn, khối lượng động cơ trên một công suất sẽ giảm và sự làm việc của động cơ trở nên ổn định hơn

Các xilanh trong động cơ nhiều xilanh có thể bố trí thành một hàng dọc

Bảng 1.2 Những chỉ số kỹ thuật và sử dụng chính của một số loại động cơ

- Số vòng quay của trục khuỷu

1.4.2 Cơ cấu biên tay quay

Cơ cấu biên tay quay có tác dụng biến chuyển động thẳng tịnh tiến của pittông thành chuyển động của trục khuỷu Ngoài ra nhờ có cơ cấu biên tay quay các kỳ phụ hút, xả, nén được thực hiện Mô men xoắn (quay) sinh ra ở trục khuỷu của động cơ, qua bánh đà và hệ thống truyền lực truyền cho các bánh xe chủ động

Cơ cấu biên tay quay gồm có: khối xilanh với thân máy và nắp máy, pittông với vòng găng và chốt, tay biên trục khuỷu, bánh đà và đáy dầu cacte

- Khối xilanh: là một khối chung được gia công bằng phương pháp đúc, các xilanh của động cơ, nhiều xilanh được bố trí trong đó Thân máy đúc liền với khối xilanh trong đó có các vách ngăn và ổ để nắp cổ đỡ trục khuỷu, các vách của áo nước ở hệ thống làm mát bằng nước hoặc các gân ở hệ thống làm mát bằng không khí Vật liệu dùng để chế tạo khối xilanh với thân máy là hợp kim nhôm (xe GAZ 53 hay xe 24D) hoặc bằng gang (xe ZIL 130) Các xilanh

ở thân máy được bố trí theo một hàng dọc (24D) hoặc thành hai hàng dưới

ống lót và được lắp vào các lỗ riêng ở khối xilanh ở phần dưới của xilanh

được giữ chặt bằng các vòng đệm cao su, còn phía trên là đệm nắp máy ống lót trực tiếp với chất lỏng làm mát gọi là ống lót ướt Trong khối xilanh có ổ

để lắp các chi tiết của cơ cấu phân phối khí và các cơ cấu phụ trợ Để giảm lực

ma sát và hao mòn, mặt trong của xilanh được đánh bóng cẩn thận và gọi là gương của xilanh Để nâng cao tính chống mòn của xilanh ở các động cơ đang nghiên cứu, ở phần trên của xilanh có đóng các ống lót ngắn bằng gang chịu mòn và chống gỉ

Hình 1.4 Khối xilanh và nắp xilanh a) Kiểu chữ V của động cơ ZIL 130 b) Kiểu một hàng dọc của động cơ 24D

- Nắp máy: dùng đậy kín các xilanh ở phía trên và bắt với thân máy bằng các vít cấy và êcu (đai ốc) Trong nắp máy bố trí các buồng đốt Trong trường hợp xupáp treo, thì nắp máy có các rnh hút và rnh xả, các rnh đó kết thúc bằng các lỗ ở buồng đốt và do xupáp đậy kín

ở thân máy cũng như ở nắp máy có khoảng trống để chứa nước làm mát gọi là áo nước Nắp máy đúc bằng hợp kim nhôm

Giữa nắp máy và thân máy có lắp đệm nắp máy bằng kim loại amian

Đệm cần phải bền, chịu được nóng và dẻo, vì vậy đệm gồm có 2 tấm kim loại mềm, giữa 2 tấm kim loại có lắp tấm amian

Phía dưới thân máy có đáy dầu đậy kín, đáy dầu dập bằng thép lá Đáy dầu bảo vệ không cho bụi bẩn rơi vào thân máy và dùng để chứa dầu Đáy dầu bắt với thân máy bằng các bulông và có đệm kín bằng cactông hay bằng vải dầu

Trong khi động cơ làm việc khí có thể lọt vào đáy dầu, và có thể gây ra tăng áp suất, làm thủng đệm và chẩy dầu Để ngăn ngừa những hiện tượng đó cácte có ống riêng (lỗ thông hơi) ăn thông với không khí bên ngoài Phía trên lắp máy, nơi lắp các chi tiết của cơ cấu phân phối hơi có lắp nắp cùng với đệm cao su chịu dầu

- Pittông: tiếp nhận áp suất của khí khi đốt cháy hỗn hợp làm việc và truyền qua tay biên đến cho trục khuỷu Ngoài tác dụng đó, nhờ có píttông mà các hành trình chuẩn bị cũng được hoàn thành Pittông chế tạo theo dạng cốc,

đáy hướng lên trên Phần trên đầu pittông tiếp nhận áp suất của khí nên chế tạo tương đối dầy, phần dưới pittông - thân pittông là phần dẫn hướng và có thành tương đối mỏng ở phía trong phần giữa pittông có hai hông pittông, có

lỗ rộng bằng đường kính chốt pittông Vật liệu chế tạo pittông là hợp kim nhôm Đầu pittông chịu nóng nhiều nên có đường kính bé hơn thân pittông Phần đầu pittông có rnh lắp vòng găng ở đầu pittông của một số động cơ ZIL 130 có tráng một vành gang, trong vành đó có xẻ rnh để lắp vòng găng, trên rnh dưới có các lỗ ăn thông với khoang trống phía trong của pittông để

dầu thoát trở về đáy dầu Để pittông nằm khít với xilanh, giữa thành pittông và thành xi lanh có khe hở nhỏ Trong quá trình làm việc, kim loại bị nóng và dn nở có thể làm pittông bị kẹt Để ngăn ngừa pittông khỏi bị kẹt, pittông

được chế tạo có hình côn và ôvan ở mặt phẳng thẳng góc với chốt pittông Ngoài ra hông pittông có xẻ rnh điều hoà hình xiên (động cơ xe ZIL 130) hay dnh hình chữ T (động cơ xe GAZ 53 và 24D)

Hông ở hai bên pittông có chỗ lõm để giảm bớt khối lượng của pittông

và hành trình của tay đòn trục khuỷu ở ĐCT Trong lúc động cơ làm việc, ngoại lực định hướng theo trục xilanh, còn phát sinh lực ép pitttông về một bên Để giảm bớt lực đó, lỗ bắt chốt pittông được bắt lệch đi 1,3 ữ 1,5 mm Cần chú ý, pittông khi lắp cần phải nằm ở vị trí nhất định, do đó trên

đỉnh pittông có đánh dấu hoặc ghi chữ ở hông pittông Để pittông rà đều với xilanh, thành của xilanh có mạ một lớp thiếc mỏng

Hình 1.5 Pittông và vòng găng a) Động cơ ZIL 130; b) Động cơ xe GAZ 53; c) Động cơ 24D Không được lắp pittông vào xilanh quá chặt bởi vì khi bị nóng, pittông dn nở, có thể bị mắc kẹt Để đảm bảo cho pittông và xilanh có độ khít nhất

định, giữa pittông và xilanh có các vòng găng Vòng găng có vòng găng hơi và vòng găng dầu, chế tạo bằng gang hợp kim hoặc thép Đường kính vòng găng

ở trạng thái tự do thường lớn hơn đường kính xilanh một chút Vòng găng lắp

vào rnh của pittông và khi lắp vào xilanh thì các vòng găng bị ép ở miệng vòng găng có khe hở không lớn Luôn có xu hướng dong ra nên vòng găng ép chặt vào thành xilanh

Vòng găng hơi có tác dụng bảo đảm cho pittông nằm khít trong xilanh

và lắp vào các rnh trên của pittông với số lượng 03 vòng (động cơ xe ZIL 130) hoặc 02 vòng (động cơ xe GAZ 53 và 24D) Để vòng găng mài đều với xilanh, nó được mạ một lớp thiếc hoặc phốt-phát hoá, còn phần trên của vòng găng được mạ crôm để giảm sự mài mòn Việc tiện rnh trên mặt cũng giúp cho vòng găng chóng mài đều ở rnh dưới của pittông có các lỗ nhỏ ăn thông với khoảng trống phía trong pittông vòng găng dầu lắp vào rnh này Tác dụng của vòng găng dầu là để gạt dầu thừa ở thành xilanh, không cho dầu lọt vào buồng đốt Vòng găng dầu có lỗ dầu hoặc hai vòng thép và hai vòng đàn hồi kiểu gợn sóng hợp thành vòng tâm và vòng xuyên tâm

Chốt pittông chế tạo theo dạng ống tròn rỗng bằng thép và dùng để nối pittông với tay biên Bề mặt chốt được tôi bằng dòng điện cao tần để tăng tính mài mòn của chốt Thông thường ở các động cơ sử dụng chốt kiểu bơi, tức là chốt có thể quay tự do được trong lỗ lắp chốt ở pittông vào trong lỗ đầu trên tay biên Nhờ cách lắp như vậy mà chốt pittông mòn được đều

Hình 1.6 Tay biên và chốt pittông

Hai đầu ngoài của lỗ lắp chốt pittông có lắp vòng hm để giữ cho chốt không chuyển động ngang

- Tay biên: dùng để nối pittông với trục khuỷu Khi ở kỳ nổ, lực từ pittông truyền qua tay biên cho tay đòn trục khuỷu và khi ở các kỳ chuẩn bị chuyển động từ tay đòn trục khuỷu qua tay biên truyền cho pittông Tay biên chế tạo bằng thép, đầu trên không tháo rời được, trong đó có lắp bạc lót bằng

đồng, thân tay biên có thiết diện hình chữ I và đầu dưới tháo dời được có hai nửa cùng với bạc biên Phần dưới bắt với tay biên bằng các bulông thép, để ngăn tính tự tháo, đầu bulông có lắp chốt chẻ hoặc đai ốc hm ở đầu dưới tay biên có khoan lỗ phun dầu, khi lắp đầu dưới cần phải để dấu ở nửa đầu dưới và

số trên tay biên trùng nhau ở động cơ xilanh xếp hình chữ V trên một cổ trục khuỷu có lắp hai tay biên Để lắp cơ cấu biên tay quay được đúng cần phải để cho số (động cơ xe GAZ 53) hay dấu (động cơ xe ZIL 130) ở tay biên của nhóm bên phải hướng về phía sau, còn nhóm bên trái thì hướng về phía trước theo chiều chuyển động của động cơ của ôtô

- Trục khuỷu: tiếp nhận lực từ pittông truyền đến qua chốt và tay biên,

và biến lực đó thành mômen quay truyền qua bánh đà cho hệ thống truyền

động Ngoài ra, khi ở các kỳ chuẩn bị Tay quay trục khuỷu qua tay biên làm chuyển động pittông

Trục khuỷu chế tạo bằng thép (động cơ trên xe ZIL 130) hoặc bằng gang có chất lượng cao và gồm có cổ chính, cổ mặt bên (má) để nối cổ chính với cổ biên và đối trọng dùng để cân bằng trục ở đầu cuối trước của trục có phay rnh lắp then (rnh cavét) để bắt chặt bánh răng dẫn động của bộ phận phân phối khí và bánh đai, ở mặt mút của trục có lỗ đường ren để bắt bánh cóc, còn ở đầu sau có mặt bích để bắt bánh đà Để giảm nhẹ, cổ biên được làm rỗng ở trong và đồng thời các khoảng trống đó để lọc dầu Từ cổ chính đến cổ biên có khoan đường dẫn dầu Để chuyển tiếp một cách đều đặn, các kỳ nổ (sinh công) và kỳ khác trong các xilanh của động cơ nhiều xilanh các cổ biên

được bố trí dưới một góc nhất định với nhau Trong động cơ 4 xilanh, các cổ

chế tạo theo một kích thước nhất định ứng với kích thước của cổ trục

Hình 1.7 Trục khuỷu và bánh đà a) Động cơ 8 xilanh hình chữ V;

b) Động cơ 4 xilanh một hàng dọc

ổ trục của cổ chính và cổ biên dùng loại bạc mỏng thành ở động cơ ZIL 130 dùng bạc hợp kim; chế tạo bằng thép lá có tráng một lớp hợp kim

đồng - niken, sau đó phủ một lớp hợp kim babít chì - thiếc ở động cơ GAZ

53 và 24D, dùng loại bạc kim loại kép, gồm có thép lá được tráng một lớp hợp kim chống mòn gồm nhôm, thiếc và đồng ở một số động cơ ZIL 130 bạc biên được chế tạo là hợp kim thép nhôm Các bạc ở đầu tay biên hoặc ở cổ chính được hm bằng các gờ

Trục khuỷu không di chuyển dọc được là nhờ có bạc cổ thứ nhất và hai vòng đệm hm dọc làm bằng thép babít Để không cho dầu từ đáy dầu chẩy ra ngoài qua chỗ cổ trục, ở đầu trước trục có lắp vòng chắn dầu và đi chắn dầu, còn ở đầu sau lắp vành chắn và răng ốc đẩy dầu về

Bánh đà có tác dụng bảo đảm sự làm việc đều đặn của động cơ, đưa các pittông ra khỏi vị trí các điểm chết, để khởi động máy được dễ dàng và đảm bảo cho động cơ dời chỗ êm nhẹ Bánh đà chế tạo bằng gang theo dạng đĩa tròn có mép dày để tăng khối lượng Trên đĩa có lắp vành răng dùng để khởi

động động cơ qua máy khởi động Bánh đà bắt vào mặt bích của trục khuỷu bằng bulông Trên mặt bích của trục có bố trí các vít cấy không đối xứng để giữ sự cân bằng của trục với bánh đà

Thân máy là bộ phận chính, trong thân máy có lắp một loạt các chi tiết của động cơ, trong đó có các xilanh, nếu xilanh được làm mát bằng không khí

ở hệ thống làm mát bằng nước, thân máy được đúc liền với khối xilanh Đáy dầu bắt với phần dưới thân máy ở đáy dầu có nút xả dầu Trong thân máy có

đúc ổ để lắp ổ trục Lắp đệm ổ trục được chế tạo riêng và bắt bằng các bulông, sau đó dùng dây thép hay vòng thép hm chặt

Động cơ bắt chặt với khung xe trên các giá riêng Việc bắt ấy cần phải chắc chắn và đàn hồi được để điều hoà sự di chuyển không lớn của động cơ khi khung xe bị lệch hoặc khi động cơ quay

Hình 1.8 Cách bắt chặt động cơ ZIL 130 Việc bắt chặt động cơ của xe ZIL 130 được thực hiện trên ba gối đỡ Tính đàn hồi của việc bắt chặt được đảm bảo bằng các gối đỡ cao su Giữ

động cơ ZIL 130 không di chuyển dọc bằng cần kéo, một đầu cần kéo bắt với thân máy, còn đầu thứ hai bắt với xà ngang của sátxi

1.4.3 Cơ cấu phân phối khí

Cơ cấu phân phối khí dùng để nối kịp thời khoảng trống bên trong của xilanh với ống hút và ống xả ở các ôtô đang nghiên cứu sử dụng cơ cấu phân phối khí với xupáp treo trên có ưu điểm là hỗn hợp nạp vào xilanh tốt hơn, cho phép nâng cao mức nén nhờ cải tiến hình dạng buồng đốt và nâng cao tính tiết kiệm của động cơ

Cơ cấu phân phối khí bao gồm có trục phân phối, hai bánh răng, con

đội, cần đẩy, đòn gánh, trục đòn gánh, các xupáp, lò xo các chi tiết lắp ghép

và ống dẫn hướng xupáp

Trục phân phối gồm có ổ đỡ, quả đào (cam), bánh lệch tâm và đuôi trục, trên đó dùng chốt hm và đai ốc hoặc bulông để bắt bánh răng phân phối Giữa bánh răng và cổ đỡ thứ nhất trục phân phối có vòng hm và mặt bích Các quả đào của trục phân phối (mỗi xilanh có hai quả) phải bố trí sao để có thứ tự cần thiết của xupáp Biên hình của cam được lựa chọn để đảm bảo thời gian mở cần thiết của xupáp

Hình 1.9 Cơ cấu phân phối khí với xupáp treo trên của xe ZIL 130

Việc tăng công suất của động cơ có thể đạt được bằng cách tăng kích thước và số lượng xilanh và bằng cách cải tiến kết cấu của động cơ

Kích thước của xilanh chỉ có thể tăng được đến một giới hạn Như vậy, phương pháp chính để tăng công suất động cơ là tăng số lượng xilanh của

động cơ

Tính êm dịu và đều đặn của sự làm việc ở động cơ nhiều xilanh được bảo đảm bằng sự luân phiên của các kỳ nổ trong các xilanh khác nhau qua một góc độ quay nhất định của trục khuỷu ở động cơ

ở động cơ 8 xilanh hình chữ V của xe ZIL 130, thứ tự làm việc của các xilanh là 1-5-4-2-6-3-7-8 Các cổ biên của trục khuỷu ở động cơ được bố trí

Sau nửa vòng thứ nhất, kỳ nổ sẽ kết thúc ở xilanh số 8, hoàn toàn diễn

ra ở xilanh số 1 và bắt đầu kỳ nổ ở xilanh số 5; sau nửa vòng thứ hai - kết thúc

ở xilanh số 5, hoàn toàn diễn ra ở xilanh số 4 và bắt đầu ở xilanh số 2; sau nửa vòng thứ ba - kết thúc ở xilanh số 2, hoàn toàn diễn ra ở xilanh số 6 và bắt đầu

ở xilanh số 3; sau nửa vòng thứ tư - kết thúc ở xilanh số 3, hoàn toàn diễn ra ở xilanh số 7 và bắt đầu ở xilanh số 8

Bảng 1.3 Thứ tự làm việc của động cơ 8 xilanh chữ V ZIL 130

Do các kỳ nổ trùng nhau nhiều ở các xilanh khác nhau nên động cơ 8 xilanh hình chữ V làm việc êm hơn

1.4.4 Hệ thống làm mát

Trong động cơ cácbuaratơ đốt trong chỉ một phần (khoảng 25 ữ 30 %) nhiệt năng của nhiên liệu cháy biến thành công hữu ích, số nhiệt năng còn lại tiêu hao làm nóng các chi tiết (25 ữ 30 %) và do khí thải mang ra ngoài (35 ữ

40 %) Nếu nhiệt độ các chi tiết cơ cấu biên tay quay và cơ cấu phân phối khí tăng cao sẽ dẫn tới hiện tượng làm cháy dầu, tăng ma sát, làm các chi tiết bị kẹt và cháy hỏng

Để đảm bảo động cơ làm việc bình thường cần phải tản bớt nhiệt độ đối với các chi tiết nóng nhiều và giữ được một chế độ nhiệt hợp lý - những nhiệm

vụ đó do hệ thống làm mát bảo đảm

Hình 1.10 Sơ đồ hệ thống làm mát động cơ xe ZIL 130

Hệ thống làm mát gồm có áo nước làm mát (áo nước) (các khoang trống chung quanh xilanh và buồng đốt), két nước, bơm nước, quạt gió, cửa chắn sóng và bộ điều tiết nhiệt độ

Trong hệ thống làm mát bằng chất lỏng thì sự tuần hoàn của chất lỏng

được thực hiện một cách cưỡng bức dưới tác dụng của bơm nước Nước từ két

nước được bơm nước bơm vào áo nước làm mát, nước bị hâm nóng và qua

đường nước ở nắp máy trở về két nước Quạt gió có tác dụng làm nguội nước

được nhanh chóng

1.4.5 Hệ thống bôi trơn

Tuỳ thuộc vào những điều kiện làm việc của cơ cấu máy như nhiệt độ,

áp suất, tốc độ chuyển động các bề mặt làm việc, vật liệu dùng chế tạo các chi tiết, chất lượng gia công bề mặt và những điều kiện khác mà sử dụng những loại dầu bôi trơn khác nhau

Dầu từ đáy dầu ở thân máy qua phao lọc dầu đi vào bơm dầu Bộ phận dưới của bơm dầu cung cấp dầu vào két dầu và từ két dầu, dầu trở về đáy dầu Dưới áp suất dầu qua đường dầu ở vách nhăn sau của khối xilanh đi vào vỏ bình lọc dầu để làm sạch

Hình 1.11 Sơ đồ hệ thống bôi trơn động cơ ZIL 130

và đặc điểm cung cấp dầu a) Đến trục đòn gánh b) Đến cần đẩy c) Đến thành xilanh

Dầu từ bình lọc đi vào buồng phân phối lắp ở vách ngăn sau của khối xilanh bên phải và bên trái Dưới áp suất, dầu từ các đường dầu chính đi vào bôi trơn ống lót dẫn hướng của con đội, các cổ đỡ trục phân phối và bạc cổ chính trục khuỷu và theo đường dầu trong thân trục vào bôi trơn cho các bạc biên Dầu từ đường trước của đường dầu bên phải đi vào bôi trơn máy nén khí

ở cổ giữa trục phân phối có lỗ phun dầu, khi lỗ đó trùng khớp với các lỗ ở xilanh thì dầu phun vào đường dầu của nắp máy Từ các đường dầu đó, dầu qua các rnh, ở bề mặt trụ đỡ, trục đòn gánh và khe hở giữa các thành của các

lỗ và bulông đi vào đường rỗng trong trục đòn gánh, rồi qua lỗ ở thành trục đi vào bôi trơn cho bạc đòn gánh

Dầu từ khe hở giữa trục đòn gánh và lỗ ở trục đòn gánh qua đường dầu

ở tay đòn gánh vào bôi trơn cho đế tựa hính cầu của cần đẩy, còn một bộ phần dầu đi vào bôi trơn thân xupáp và cơ cấu quay của xupáp ở cổ trước trục phân phối có đường dầu để cung cấp dầu bằng áp suất cho mặt bích định vị Những chi tiết còn lại được bôi trơn bằng phương pháp phun té và tự chảy

Khi lỗ ở thân tay biên khớp đúng với đường dầu của trục khuỷu thì dầu phun vào thành xilanh để bôi trơn Dầu do vòng găng dầu gạt từ thành xilanh, qua các lỗ ở rnh pittông đi vào trong pittông để bôi trơn chốt pittông và đầu trên tay biên

Các bánh răng phân phối được bôi trơn bằng phương pháp tự chảy theo

đường dầu chảy từ nắp máy ra [2,4,19,20]

Chương 2 Nghiên cứu Lý thuyết

2.1 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

- Xe ôtô vận tải ZIL 130;

- Các loại động cơ Diezel có công suất và các đặc tính tương đương 2.1.2 Phương pháp nghiên cứu

1) Nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu các văn bản về nghị định, thông tư hướng dẫn quy định

về việc cải tạo phương tiện giao thông cơ giới đường bộ của chính phủ, của Bộ Giao thông Vận tải Việt Nam ban hành – là cơ sở pháp lý cho việc nghiên cứu

và cải tạo và thay thế tổng thành xe ZIL 130 bằng một tổng thành Diezel

- Nghiên cứu các đặc tính kỹ thuật và các thông số động lực học của ôtô

đang dùng nhiên liệu xăng và diezel nói chung, của xe ôtô ZIL 130 nói riêng;

- Nghiên cứu các đặc tính kỹ thuật, các thông số động lực học của các

động cơ diezel có công suất tương đương với động cơ V8 lắp trên xe ZIL 130,

từ đó tìm ra động cơ Diezel có các đặc tính kỹ thuật, các thông số phù hợp nhất

2) Nghiên cứu thực nghiệm

- Khảo sát thực tế xe ZIL 130, tổng thành, các cơ cấu và hệ thống truyền lực;

- Nghiên cứu phương pháp cải tạo, thay thế tổng thành và các cơ cấu liên quan

- Kiểm nghiệm các đặc tính kỹ thuật, các thông số động lực học sau khi được cải tạo;

- Kiểm nghiệm thực tế; cho xe chạy thử 1000 km, kiểm tra lại tình trạng kỹ thuật và cho xe vào hoạt động;

- Nhận xét, đánh giá kết luận

động (thông qua hệ thống truyền lực) và do sự tác dụng tương hỗ giữa bánh xe chủ động với mặt đường

Mặt khác, nếu không có sự tác động giữa bánh xe chủ động với mặt

đường (bánh xe chủ động không tiếp xúc với mặt đường hoặc tại vùng tiếp xúc không phát sinh phản lực từ mặt đường tác dụng lên bánh xe chủ động) cũng

v

PK

Pv

r

1) Công suất động cơ

Công suất do động cơ sinh ra (công suất động cơ) là nguồn năng lượng

động cơ (thanh răng hoặc bướm ga mở hoàn toàn), các yếu tố khác của động cơ được coi là ở chế độ tối ưu [2,3,20]

- Mức độ mở bướm ga hoặc thanh răng;

- Chất lượng và lượng cung cấp nhiên liệu;

căn cứ vào đường đặc tính ngoài của động cơ

2) Đường đặc tính ngoài của động cơ

liệu ở mức lớn nhất (bướm ga mở hoàn toàn ở động cơ xăng, hoặc thanh răng bơm cao áp được kéo hết cỡ ở động cơ Diezel) được gọi là đường đặc tính vận tốc ngoài của động cơ và thường được gọi tắt là đường đặc tính ngoài của

động cơ

Các trị số nhỏ hơn của mômen hoặc công suất của động cơ có thể nhận

được bằng cách giảm mức cung cấp nhiên liệu

của động cơ sẽ giảm

Hình 2.2 Đường đặc tính ngoài của động cơ

a) Động cơ xăng; b) Động cơ Diezel Nguyên nhân giảm công suất là do quá trình cháy của động cơ xấu đi, tổn thất công suất trong động cơ tăng lên và sự mài mòn các chi tiết trong

10 ữ 20 % Để thực hiện mục đích đó, trên một số xe có sử dụng bộ hạn chế

số vòng quay của động cơ

của động cơ

nếu sức cản của đường tăng sẽ làm cho số vòng quay của động cơ giảm xuống

và tương ứng tốc độ chuyển động của ôtô cũng giảm nhưng mômen xoắn của

động cơ tự động được tăng lên Giới hạn thay đổi tải của động cơ ứng với sự làm việc ổn định của nó, tức là khả năng tự động thích ứng với sự thay đổi tải

cực đại

càng lớn, khoảng làm việc ổn định của động cơ càng được mở rộng

và vận tốc chuyển động của ôtô cho phù hợp với sự thay đổi lực cản đó

Đặc tính ngoài của động cơ thường được xác định trên băng thử (kiểu thuỷ lực hoặc kiểu điện) Tuy nhiên, để tính toán các chỉ tiêu của đặc tính tốc

độ - kéo, sử dụng của số liệu lấy từ đồ thị không thuận tiên bằng dùng biểu

Mối quan hệ giữa công suất và mômen xoắn của động cơ với số vòng

nghiệm Công thức được dùng rộng ri nhất hiện nay là công thức của Giáo sư

Ne max - Công suất hữu ích cực đại (kW)

a, b, c - Các hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào kết cấu và chủng loại động cơ

+ Đối với động cơ xăng: a = b = c = 1;

+ Đối với động cơ Diezel 2 kỳ: a = 0,87; b = 1,13; c = 1;

+ Đối với động cơ Diezel 4 kỳ: a = 0,53; b = 1,56; c = 1,09;

+ Đối với động cơ tuabin khí: a = 2; b = - 1; c = 0;

e

N M

n

2.2.2 Tổn thất công suất trong hệ thống truyền lực

Khi truyền công suất từ động cơ đến các bánh xe chủ động, công suất luôn bị tổn thất một phần để thắng các lực cản trong hệ thống truyền lực, hệ thống treo và phần vận hành…, nh−:

Vì vậy công suất động cơ đặt tại bánh xe chủ động Nk luôn nhỏ hơn

đến bánh xe, thì:

ta thường phải dùng các bệ thử chuyên dùng và việc xác định nó rất phức tạp

Nhiều thí nghiệm đ chứng tỏ rằng, trong các tổn hao công suất, tổn hao ở hệ thống truyền lực là lớn hơn cả Vì vậy, để đánh giá tổn thất năng lượng trong quá trình truyền động người ta chỉ kể đến những tổn thất trong hệ thống truyền lực [2,3]

Thông số đánh giá tổn thất trong hệ thống truyền lực là hiệu suất truyền lực, ký hiệu là η, với:

Nếu ta lập hệ trục toạ độ Oxyz với các trục toạ độ:

Ox – trục song song với chiều chuyển động của xe;

Oy – trục vuông góc với mặt

G – Trọng lượng toàn xe, đặt tại trọng tâm C của xe

biến dạng theo phương ngang Vì vậy trong quá trình chuyển động, kích thước của lốp luôn bị biến đổi Để phân biệt kích thước bánh xe trong các điều kiện

cụ thể ta sử dụng các loại bán kính bánh xe (bán kính lốp):

a) Bán kính thiết kế: là bán kính xác định theo kích thước tiêu chuẩn của lốp Bán kính tiêu chuẩn được ký hiệu là r

Lốp ôtô có các loại ký hiệu sau:

MPa) thường ký hiệu theo công thức B – d, trong đó:

hoặc:

25, 4

+ Với lốp áp suất cao (áp suất hơi lốp

thường được ký hiệu theo công thức D x B

hoặc D x H, trong đó:

D - đường kính ngoài của lốp (inch);

H – chiều cao của lốp (inch)

b) Bán kính tự do: là bán kính bánh xe được bơm đủ áp suất, không chịu tải

c) Bán kính tĩnh học: Là khoảng cách từ tâm trục bánh xe đến mặt

căn cứ theo ký hiệu của lốp

H – chiều cao lốp (mm);

B – chiều rộng lốp (mm);

dạng của lốp khi chịu tải

Hình 2.5 Bán kính tĩnh học

Dưới tác dụng của tải trọng và áp suất hơi lốp, theo quy định trong các tiêu chuẩn đối với lốp ôtô vận tải và ôtô buýt, với lốp có bộ điều chỉnh áp suất (trừ loại lốp có bề ngang rộng), thì H/B ≈ 1

Đối với ôtô du lịch, nếu kích thước lốp tính bằng (inch), H/B ≈ 0,95 Nếu kích thước ghi theo kiểu hỗn hợp (mm và inch) thì H/B ≈ 0,8 ữ 0,85

ở lốp kiểu hướng kính xe du lịch, trong ký hiệu của nó đ cho chỉ số tương ứng với tỉ số H/B

d) Bán kính động lực học: là khoảng cách từ tâm trục bánh xe đến mặt

Trong nhiều trường hợp, bán kính động

n

π

học