Nghiên cứu ô tô hybrid (phần ắc quy và động cơ điện)

Hệ thống làm mát động cơ có nhiệm vụ thực hiện quá trình truyền nhiệt từ khí cháy qua thành buồng cháy rồi đến môi chất làm mát để đảm bảo cho nhiệt độ của các chi tiết không quá nóng nh

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Sau thời gian học tập tập vừa qua chúng em đã trang bị những kiến thức

về chuyên ngành cơ khí ô tô, sinh viên chúng em được giao nhiệm vụ thiết kế đồ

án tốt nghiệp, nhằm giúp cho chúng em tổng hợp và khái quát lại những kiến thức đã học, từ kiến thức cơ sở đến kiến thức chuyên ngành Qua quá trình thực hiện đồ án sinh viên tự rút ra nhận xét và kinh nghiệm cho bản thân trước khi bước vào công việc thực tế.

Em được nhận đề tài tốt nghiệp: Khai thác kỹ thuật động cơ DE12TIS

trên xe buýt BC212MA ( Hệ thống làm mát và bôi trơn)

Trong phạm vi đồ án này, em chỉ giới hạn tìm hiểu một cách tổng quát về khai thác kỹ thuật về hệ thống làm mát, bôi trơn của động cơ DAEWOO-DE12TIS.

Do kiến thức còn hạn chế, tài liệu tham khảo còn ít và điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy cô trong bộ môn chỉ bảo để đồ án em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.s Nguyễn Hồng Quân và các

thầy cô giáo bộ môn cùng các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này.

Hà Nội, ngày tháng năm 2013.

Sinh viên thực hiện.

Lê Trịnh Khuyến.

CHƯƠNG I TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu về xe buýt BC212MA

Xe buýt BC212MA là loại xe 3 cửa, nhún hơi lần đầu tiên được sản xuất tại Việt Nam BC 212 MA có sức chứa tối thiểu 80 hành khách, có hệ thống phanh chống trượt và cân bằng lực phanh (ABS&ASR), phanh hơi hai dòng độc lập với 4 van bảo vệ chống mất thắng Đặc biệt, với hệ thống nhún hơi và hệ thống chống kẹt cửa tự động, xe sẽ không chạy được khi cửa chưa đóng hẳn hay khi cửa bị kẹt Dòng xe buýt BC212MA đạt tiêu chuẩn khí thải Euro II.Với những đặc điểm trên, dòng xe buýt BC 212 MA khi hoạt động sẽ đem lại nhiều tiện ích và an toàn cho

hành khách Xe buýt BC212MA có tuyến hình như hình 1.1:

Hình 1.1: Tuyến hình xe buýt BC212MA

Xe buýt BC212MA có bảng thông số kỹ thuật sau:

Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật xe BC212MA

trụ giảm chấn, điều khiển thủy lực, trợ lực khí nén

6 Đường kính xy lanh tổng côn trên và

7 Đường kính xy lanh tổng côn dưới và

4 Tỷ số truyền cuối 1

giảm tải) hoàn toàn

1.2 Giới thiệu động cơ DE12TIS trên xe buýt BC212

Kết cấu của động cơ DAEWOO-DE12TIS.

+ Mặt cắt ngang:

13

12

11 10 9

8 7

6

5 4 3 2

1

Hình 1.2: Mặt cắt ngang động cơ DE12TIS.

1- Lọc dầu; 2- Khối xilanh; 3- Bơm nhiên liệu; 4- Máy phát điện; 5- Làm mát dầu;6- Nước làm mát đường ống thải; 7- Vòi phun nhiên liệu; 8- Cò mỗ; 9- Nắp đậy;10- Nắp máy; 11- Đường ống thải; 12- Xecmăng; 13- Tuabin tăng áp;14-

Sọt hút dầu bôi trơn + Mặt cắt dọc:

17

16 15 14 13 12 11 10 9 8 7

6 5

4 3 2 1

Hình 1.3: Mặt cắt dọc động cơ DE12TIS.

1- Bơm nước; 2- Piston; 3- Xupap nạp; 4- Xupap xả; 5- Máy nén không khí;6- Bình lọc không khí; 7- Nắp dậy giàn cò mổ; 8- Nắp máy; 9- Đũa đẩy;10- Thân máy; 11- Vỏ bánh đà; 12- Con đội; 13- Trục cam; 14- Bánh đà; 15- Trục khuỷu;16- Phớt dầu; 17- Vành răng bánh đà; 18- Cácte; 19- Ống hút dầu; 20- Bơm

dầu; 21- Bộ giảm rung; 22- Puly dẫn động.

Thông số kỹ thuật động cơ DE12TIS như bảng 1.2:

Bảng 1.2: Thông số kỹ thuật động cơ DE12TIS

Loại làm mát bằng nước, Turbo tăng áp

Tỉ số nén 11.7:1

Loại máy nén khí và công suất Kiểu bánh lái Tải: 220 , Bus: 318 (cc/rev)

Chương II KHAI THÁC ĐỘNG CƠ DE12TIS TRÊN XE BUÝT BC212MA (Hệ

đốt nóng mãnh liệt, nhiệt độ của các chi tiết máy cao gây ra những hậu quả xấu như: làm giảm sức bền, tuổi thọ của các chi tiết máy, giảm độ nhớt của dầu bôi trơn nên làm tăng tổn thất ma sát Vì vậy cần thiết phải làm mát động cơ Hệ thống làm mát động cơ có nhiệm vụ thực hiện quá trình truyền nhiệt từ khí cháy qua thành buồng cháy rồi đến môi chất làm mát để đảm bảo cho nhiệt độ của các chi tiết không quá nóng nhưng cũng không quá nguội Động cơ quá nóng sẽ gây

ra các hiện tượng như đã nói, còn quá nguội tức là động cơ được làm mát quá nhiều vì vậy tổn thất nhiệt cho dung dịch làm mát nhiều, nhiệt lượng dùng để sinh công ít do đó hiệu suất nhiệt của động cơ thấp, ngoài ra do nhiệt độ động cơ thấp ảnh hưởng đến chất lượng dầu bôi trơn, độ nhớt của dầu bôi trơn tăng, dầu bôi trơn khó lưu động vì vậy làm tăng tổn thất cơ giới và tổn thất ma sát, ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và công suất động cơ.

Động cơ DE12TS có hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức, một vòng kín, nước tuần hoàn trong hệ thống nhờ bơm ly tâm được dẫn động từ trục khuỷu.

Hệ thống làm mát động cơ bằng chất lỏng Nhiệt từ buồng đốt và dầu động

cơ được làm lạnh bởi chất lỏng và không khí, đảm bảo cho hoạt động bình thường của động cơ.

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm mát động cơ DE12TIS Chất lỏng được bơm từ két két làm mát Chất lỏng từ bơm nước được chia làm hai dòng Dòng một chất lỏng đi làm mát máy nén khí rồi trở về bơm nước Dòng hai chất lỏng đi làm mát dầu bôi trơn qua thân máy lên làm mát nắp máy rồi thông qua ống nước về van hằng nhiệt Tại đây nếu nhiệt độ chất lỏng làm mát thấp hơn so với nhiệt độ mở của van hằng nhiệt thì van hằng nhiệt đóng, không cho chất lỏng qua két làm mát, chất lỏng được luân chuyển tuần hoàn trở

về bơm, và nếu nhiệt độ chất lỏng làm mát cao hơn so với nhiệt độ mở của van hằng nhiệt thì van hằng nhiệt mở, chất lỏng sẽ đi qua két nước làm mát.Quá trình

cứ lặp đi lặp lại tạo thành một vòng làm mát tuần hoàn khép kín Đặc điểm kỹ thuật của bơm được cho như bảng 2.1 sau:

Bảng 2.1: Đặc điểm kỹ thuật của bơm nước

6. Quạt làm mát và

vành đai Đường kính quạt - số cánh Ø700 mm – 9 hoặc Ø 700 mm - 8

Quạt /vành đai căng 15 mm / độ võng bằng

ốc tai hồng

2.1.3.1 Bơm nước

- Công dụng và yêu cầu:

Bơm nước trong hệ thống làm mát động cơ DAEWOO-DE12TIS có nhiệm

vụ cung cấp nước tuần hoàn cho hệ thống làm mát với lưu lượng và áp suất nhất định Bơm nước này phải cung cấp đủ lưu lượng cho vòng tuần hoàn và đảm bảo tạo được áp suất cột nước Nắp bơm và thân bơm được chế tạo bằng gang, cánh bơm (5) thường được chế tạo bằng đồng hoặc chất dẻo Công suất tiêu hao để dẫn động bơm chiếm khoảng (0,5-1,0) % Nước ở chỗ vào cánh có áp suất (0,02 ÷ 0,04) Mpa và tốc độ 1,0 m/s Cột áp do bơm tạo ra khoảng (0,05 ÷ 0,15) Mpa và tốc độ nước trên đường ống dẫn vào bơm không vượt quá công suất có ích của động cơ tức là (0,005 ÷ 0,01)Ne

- Cấu tạo

Hình 2.2: Bơm nước động cơ DE12TIS 1-Bơm nước; 2-Ống; 3- Trục; 4 Phớt làm kín; 5- Cánh quạt; 6-Xéc măng dầu; 7- Vòng bạc; 8-Khảng trống; 9- Vòng bi; 10- Vòng hãm; 11- Chốt trục;12- Miếng

cứ như vậy máy nén khí hoạt động để cung cấp khí nén.

- Cấu tạo

Hình 2.3: Máy nén khí

Thứ tự Tên chi tiết

2.1.3.3 Van hằng nhiệt

Hìn

h 2.4: Hình van hằng nhiệt Nguyên lý hoạt động của van hằng nhiệt: khi nhiệt độ nước làm mát còn thấp, nhỏ hơn nhiệt độ mở của van (lúc động cơ mới khởi động) thì van đóng và không cho nước qua két làm mát mà đi tắt trở về bơm Khi nhiệt độ nước làm mát tăng cao đến nhiệt độ bắt đầu làm việc của van thì van bắt đầu mở cho nước đi qua két làm mát và khi nhiệt độ nước làm mát càng tăng cao thì van mở càng rộng Van hằng nhiệt bắt đầu làm việc khi nhiệt độ ở 83 o C và bắt đầu mở rộng hơn và mở hoàn toàn ở nhiệt độ 95 0 C.Một số loại van hằng nhiệt được cho như bảng 2.2:

Bảng 2.2: Một số loại van hằng nhiệt

Ở vùng khí hậu ôn đới Ở vùng khí hậu nhiệt đới

2.1.3.4 Két làm mát

Két làm mát dùng để hạ nhiệt độ của nước từ động cơ ra bằng cách tản nhiệt ra ngoài không khí qua thành ống nước và cánh tản nhiệt, ấnu đó đưa nước trở vào làm mát động cơ Vì vậy, yêu cầu két nước phải hấp thụ và tỏa nhiệt nhanh tức là hệ số truyền nhiệt của bộ phận tản nhiệt lớn.

Kết cấu và nguyên lý làm việc:

Về mặt kết cấu, két làm mát của động cơ DE12TIS có bình chứa nước phía trên và bình chứa nước phía dưới thông nhau qua các ống mỏng bằng đồng thau,

có tiết diện dẹt (giống hình ôvan), được bố trí sáu hàng song song nhau, các hàng

có các cột thẳng hàng với nhau Các ống này có cánh tản nhiệt ở bên ngoài để tăng khả năng tản nhiệt Loại ống này có ưu điểm là có sức cản không khí ít và diện tích tản nhiệt lớn hơn khoảng 2 ÷ 3 lần so với ống tròn Tuy nhiên loại ống này không bền bằng ống tròn và khó sửa chữa.

Khi động cơ làm việc, nhiệt độ sinh ra do quá trình cháy truyền ra môi

trường xung quanh, do đó làm cho nước làm mát động cơ nóng dần lên Nước nóng được bơm nước đẩy vào bình chứa nước phía trên của két nước Nước nóng chảy trong các ống, đồng thời tỏa nhiệt ra thành ống, nhiệt từ thành ống truyền

ra cho các cánh tản nhiệt và truyền ra môi trường không khí, cánh tản nhiệt có tác dụng tăng khả năng truyền nhiệt

56

781

Hình 2.5: Kết cấu két nước.

1- Đường ống vào; 2-Nắp két; 3- Ống thông hơi; 4- Ngăn trên; 5- Giàn ống;

6- Cánh tản nhiệt; 7-Ngăn dưới; 8- Đường ống ra.

Nước sau khi trao đổi nhiệt với môi trường, nhiệt độ giảm xuống Nước nguội chảy theo đường ống của két xuống bình chứa ở phía dưới két làm mát, đi theo đường ống hút vào bơm để đi vào làm mát động cơ và các bộ phận khác 2.1.3.5 Nắp két

2.1.3.5.1 Công dụng và yêu cầu:

Ngoài công dụng và yêu cầu là bịt kín miệng đổ nước của két làm mát, nắp két nước còn có nhiệm vụ hết sức quan trọng là ổn định áp suất trong hệ thống làm mát.

2.1.3.5.2 Kết cấu và nguyên lý làm việc

11- Lò xo van hút không khí; 12- Thân nắp két.

Nắp két nước có cấu tạo gồm: trên nắp két nước có một van xả hơi nước (van áp suất) và một van hút không khí (van chân không) Van xả hơi nước gồm

có lò xo van (3) có xu hướng ép chặt đĩa cao su của van xả (5) và đệm cao su (7) xuống, thân của van xả có nhiệm vụ định hướng cho lò xo (3) Van hút không khí bao gồm: mũ van (8), lò xo van hút không khí (11) có xu hướng đẩy chặt vòng đệm (9) lên phía trên, lò xo hút không khí (11) được được dẫn hướng bởi thân van hút không khí (10)

Van xả hơi nước duy trì áp suất trong hệ thống ổn định ở chế độ nhất định tùy thuộc vào nhiệt độ làm mát tối đa quy định của động cơ khi làm việc, còn van

hút không khí đảm bảo áp suất trong hệ thống không thấp hơn nhiều so với áp suất bên ngoài khi động cơ nguội Khi áp suất trong két nằm ngoài giới hạn cho phép thì một trong hai van được mở để thoát bớt hơi nước ra ngoài hoặc hút khí vào

Nếu áp suất trong hệ thống làm mát cao quá (0,15 ÷ 0,125) MN/m 2 thắng

áp lực do lò xo (3) tạo ra thì van xả khí mở để thoát hơi ra ngoài môi trường Nếu

áp suất trong hệ thống làm mát nhỏ hơn áp suất khí trời khoảng (0,095 ÷ 0,09) MN/m 2

, do đó áp suất chân không phía dưới van hút không khí có xu hướng làm

mở van hút, áp suất chân không này phải thắng được áp lực do lò xo (11) gây ra thì mới làm mở van hút này, để hút không khí vào

Do đó, hai van này cũng có tác dụng hạn chế sự bay hơi của nước trong hệ thống làm mát nhằm giảm sự hao hụt nước làm mát

2.2 Các hư hỏng, nguyên nhân, biện pháp khắc phục của hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát có các hư hỏng, nguyên nhân, biện pháp khắc phục được cho như bảng sau:

Bảng 2.3: Các hư hỏng, nguyên nhân, biên pháp khắc phục của hệ thống làm mát:

Dây đai tiếp xúc với dầu Thay thế dây đai.

Van hằng nhiệt không hoạt

chữa.

và ống nước.

Phun không chính xác Điều chỉnh thời gian

quá lạnh Van hằng nhiệt không hoạt động Thay thế van hằng nhiệt.

Nhiệt độ của môi trường quá

3 Thiếu nước

Ống bộ tản nhiệt kết nối lỏng lẻo hoặc bị hư hỏng Siết chặt vòng kẹp hoặc thay thế ống.

Lò xo làm suy yếu nắp van tản

thế.

Ống nhiệt kết nối lỏng lẻo hoặc

Khí nắp xilanh bị rò rỉ Thay thế nắp xilanh.

Nắp xilanh hoặc áo nước bị

4 Hệ thống

làm mát ồn Bơm nước mang hỏng. Quạt gắn lỏng lẻo hoặc Thay thế vòng bi.

bị cong Siết chặt hoặc thay thế quạt.

2.3 Bảo dưỡng và kiểm tra hệ thống làm mát

2.3.1 Kiểm tra van hằng nhiệt

Hình 2.7: Kiểm tra van hằng nhiệt

(1) - Kiểm tra pallet sáp và lò xo hỏng

(2) - Tháo van hằng nhiệt và ngâm vào chậu nước nóng, có cắm nhiệt kế đo nhiệt độ nước, ở nhiệt độ 83 0 C thì van bắt đầu mở 0,1 mm và ở nhiệt độ

95 0 C thì van mở 8mm hoặc hơn, khi đó van hằng nhiệt bình thường

• Thay thế van hằng nhiệt và biện pháp sử lý khi hỏng

(1) Kiểm tra pallet sáp trong mùa lạnh:

Loại sáp viên nhiệt không nóng nhanh như nhiệt độ của nước làm mát

Mà nó nóng tương đối chậm do nhiệt dung lớn các loại sáp viên nhiệt Do đó, để tránh sự gia tăng nhanh của nhiệt độ chất lỏng, ta cần chạy rà động cơ đủ ấm máy trước khi chạy nó.Trong thời tiết lạnh, không chạy các động cơ quá tải hoặc tăng tốc nó ngay lập tức sau khi bắt đầu khởi động động cơ.

(2) Khi tháo ra hoặc bổ sung thêm nước làm mát, phải đổ nước làm mát từ từ để không khí không bị lọt vào hệ thống làm mát.

(3) Thay thế van hằng nhiệt.

Nếu van hằng nhiệt được phát hiện bị hỏng thì thay thế.

Kiểm tra tình trang rò rỉ nước qua lỗ thấm ở phần thân lắp trục bơm, lắc ngang để kiểm tra mức độ dơ của trục Những phép kiểm tra cụ thể khi tháo bơm Bằng các dụng cụ và thước đo sẽ xác định được mức độ mòn bi, mòn ổ đế và tấm bịt hoặc phớt của bộ phận bao kín, mòn cánh bơm và vỏ bơm.

Sửa chữa bơm nước: Đối với bơm nước bị hỏng cánh, hỏng bi và các bộ phận gioăng đệm bao kín, cách sửa chữa chủ yếu là thay thế bằng các chi tiết mới phù hợp Riêng lỗ đế trên thân bơm làm việc với tấm đệm bao kín bằng phíp thường bị mòn hoặc bị rỗ, được sửa chữa bằng cách doa rộng ổ đế sau đó đống ống lót và mài nghiền nhẵn phẳng bề mặt làm việc Bơm nước sau sửa chữa được kiểm tra độ kín, lưu lượng và cột áp trên thiết bị thử.

Trong quá trình làm việc, các chi tiết của bơm nước chịu nhiều tác dụng lý hóa gây hư hỏng.

+ Hư hỏng:

- Rò rỉ nước qua lỗ thăm ở thân bơm và bề mặt lắp ghép thân bơm với thân máy.

- Trục bơm bị rơ ngang do ổ bi bị hỏng.

- Ống bao kín có tác dụng ngăn ngừa dầu (mỡ) bơm trong các ổ bi với nước làm mát, khi trục bơm quay sẽ làm mài mòn các phớt, ống bao kín làm cho khe hở giữa trục và mặt trong của phớt tăng lên gây rò rỉ dầu (mỡ) vào nước làm mát gây biến chất nước làm mát.

- Bánh công tác của bơm bị ăn mòn lớn, gãy vỡ.

+ Cách khắc phục, sửa chữa:

- Kiểm tra bộ phận phớt bao kín nếu hỏng phải thay thế, kiểm tra bề mặt

đế lắp phớt bao kín trên thân bơm nếu bị mòn rỗ có thể doa và mài bóng lại hoặc doa rộng rồi đóng ống lót và mài bóng bề mặt tiếp xúc Cần thay các roan đệm mới giữa mặt lắp ghép thân bơm với thân máy để đảm bảo không rò rỉ nước.

- Thay ổ bi mới cùng tiêu chuẩn.

- Thay thế bánh công tác mới phù hợp hoặc thay thế bơm mới Cho phép sửa chữa bánh công tác nhưng phải đảm bảo độ cứng vững.

Một số phương pháp kiểm tra sự rò rỉ két như sau:

- Quan sát trực tiếp: Mở nắp két nước phát hiện xem có váng bọt màu vàng của gỉ hay váng dầu mỡ nổi lên hay không, nếu có phải hớt sạch váng, sau

đó cho động cơ khởi động lại, nếu váng dầu tiếp tục hình thành chứng tỏ có khả năng lọt khí cháy từ xilanh hoặc từ bộ làm mát dầu nhờn sang đường làm mát.

- Dùng khí nén.

- Dùng ống kiểm tra khí cháy: Cắm ống kiểm tra vào họng đổ nước rồi dùng bơm hut khí trong két vào ống, ống làm bằng thủy tinh trong có chứa chất chỉ thị màu xanh, nếu có khí cháy chất chỉ thị sẽ biến đổi từ màu xanh sang màu vàng.

- Thiết bị phân tích: Đưa đầu hút khí của thiết bị vào sát miệng ống đổ nước của két (đã tháo nắp) khi động cơ đang hoạt động, nếu có khí cháy lọt vào két, thiết bị thiết bị sẽ chỉ thị hàm lược các chất trên bảng hiển thị

Kiểm tra hiện tượng tắc két nước:

- Tắt két nước sẽ làm chênh lệch nhiệt độ nước khi vào và ra rất cao.Thông thường nhiệt độ chênh lệch nhiệt độ này chỉ 10-15 0 C, song khi tắc két có thể chênh đến 30 0 C hoặc cao hơn.Kiểm tra nhiệt độ nước trước và sau két nước

Sửa chữa két nước:

Két nước cũng như các chi tiết thân máy, nắp máy bị đóng cặn cần được thử bằng phương pháp dùng hóa chất Phương pháp này cho là có ưu việt cho phép rửa đồng thời các chi tiết trong một hệ thống tuần hoàn chung, khả năng