Báo cáo Mô hình động cơ Komatsu sử dụng bom PE (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Mô hình động cơ Komatsu sử dụng bom PE (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG MÔ HÌNH ÐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BOM PE S K C 0 0 3 9 5 9 MÃ SỐ: T2015 - 54 S KC 0 0 5 6 1 2 Tp. Hồ Chí Minh, 2015
2. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH 01- Thành viên tham gia : - GVC.ThS. Châu Quang Hải 02- Đơn vị phối hợp chính : -Bộ môn Động cơ Khoa CKĐ DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CR : Common-Rail EDC : Electronic Diesel Control UI : Unit Injection UP : Unit Pump SPV : Spill Control Valve SCV : Suc tion Con trol Valve MỤC LỤC THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 1
3. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT ĐẶT VẤN ĐỀ 3 I. Tính cần thiết của đề 4 II. Tính khoa học của đề tài . . 3 III .Mục tiêu, đối tƣợng, phạm vi, phƣơng pháp nghiên cứu 4 IV.Cách tiếp cận . 6 CHƢƠNG I: KHÁI NIỆM ĐỘNG CƠ DIESEL VÀ CÁC HỆ THỐNG PHỤ 6 I. .KHÁI NIỆM ĐỘNG CƠ DIESEL: . 7 1.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN: . . 7 2.CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC: . . 7 2.1.Động cơ diesel 4 thì: 8 2.2. Động cơ Diesel 2 thì: 8 2.3. SO SÁNH ĐỘNG CƠ DIESEL VÀ ĐỘNG CƠ XĂNG: 12 CHƢƠNG II : KIM PHUN NHIÊN LIỆU . 14 I.CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI: 17 II. CẤU TẠO,NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC LOẠI KIM PHUN: . 17 1.Loại kim phun đót kín: . 17 2.Loại đót hở : . 17 3.Đặc điểm kim phun . 22 CHƢƠNG III: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU BƠM CAO ÁP PE . 22 I. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu bơm cao áp PE 24 1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu . 24 2. Công dụng bơm cao áp PE : . 24 3. Nguyên lý hoạt động hệ thống nhiên liệu bơm cao áp PE 24 II. Cấu tạo, nguyên lý làm việc bơm cap áp PE 25 1. Cấu tạo . 25 2. Nguyên lý hoạt động . 25 3. Nguyên lý thay đổi lƣu lƣợng nhiên liệu . 28 III. Bộ phun dầu sớm trên bơm PE 29 IV. Bộ điều tốc 29 33 PHIẾU CÔNG TÁC SỐ 1: PHƢƠNG PHÁP XẢ GIÓ PHIẾU CÔNG TÁC SỐ 2: PHƢƠNG PHÁP KIỂM TRA KIM PHUN TRÊN ĐỘNG CƠ . 47 PHIẾU CÔNG TÁC SỐ 3: PHƢƠNG PHÁP KIỂM TRA KIM PHUN TRÊN BÀN THỬ . 49 PHIẾU CÔNG TÁC SỐ 4: PHƢƠNG PHÁP THÁO RÁP VÕI PHUN (KIM PHUN) . 51 PHIẾU CÔNG TÁC SỐ 5: SỬA CHỮA VÀ PHỤC HỒI KIM PHUN 54 PHIẾU CÔNG TÁC SỐ 06: PHƢƠNG PHÁP THÁO BƠM CAO ÁP PE 56 PHIẾU CÔNG TÁC SỐ 07: KIỂM TRA SỬA CHỮA BƠM CAO ÁP PE . 59 PHIẾU CÔNG TÁC SỐ 08: PHƢƠNG PHÁP RÁP BƠM CAO ÁP PE 63 PHIẾU CÔNG TÁC SỐ 09: CÂN GỐC ĐỘ PHUN DẦU BƠM CAO ÁP PE . 65 PHIẾU CÔNG TÁC SỐ 10 : PHƢƠNG PHÁP CÂN BƠM CAO ÁP PE VÀO ĐỘNG CƠ . 69 PHIẾU CÔNG TÁC SỐ 11: ĐIỀU CHỈNH THỜI ĐIỂM PHUN CỦA BƠM CAO ÁP PE TRÊN ĐỘNG CƠ 74 76 KẾT LUẬN: TÀI LIỆU THAM KHẢO: . 77 77 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Khoa CKĐ Tp. HCM, Ngày 05 tháng 10 năm 2015 NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 2
4. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE - Mã số: T2015-54 - Chủ nhiệm: GVC.ThS. CHÂU QUANG HẢI - Cơ quan chủ trì: Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: 12 tháng 2. Mục tiêu: Giúp sinh viên hiểu đƣợc một cách dễ dàng cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống phun dầu PE 3. Tính mới và sáng tạo: - Đây là mô hình phù hợp cho việc giảng dạy động cơ Diesel PE 4. Kết quả nghiên cứu: - Hoàn thành mô hình động cơ Komatsu sử dụng bơm PE - Tài liệu hƣớng dẫn thực hành. 5. Sản phẩm: - Mô hình động cơ Komatsu sử dụng bơm PE 6. Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng: - Giúp sinh viên nghiên cứu hệ thống này dễ dàng. - Có thể chuyển giao trực tiếp cho ngƣời sử dụng. - Có thể ứng dụng tại tất cả các trƣờng kỹ thuật. Trƣởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ và tên) (ký, họ và tên) GVC.ThS. CHÂU QUANG HẢI ĐẶT VẤN ĐỀ I. TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI : Ngày nay, cùng với sự phát triển cùa khoa học kỹ thuật và khoa học công nghệ thì ngành công nghệ về ô tô cũng không ngừng phát triển. Vận dụng những thành NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 3
5. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT tựu của khoa học kỹ thuật trên các hệ thống của ô tô hiện nay ngƣời ta thấy rằng các chức năng của ô tô ngày càng trở nên hiện đại. để đáp ứng những yêu cầu mới của con ngƣời ngày càng trở nên bức thiết và sự thuận tiện dễ dàng trong vận hành, điều khiển cũng nhƣ những yêu cầu về tiết kiệm nhiên liệu, chống ô nhiễm môi trƣờng, phù hợp với túi tiền của ngƣời sử dụng ô tô Trên các động cơ đời mới hiện nay ngƣời ta đã áp dụng những công nghệ tiên tiến nhất, thay vì nhƣ trƣớc đây ngƣời ta điều khiển bằng cơ khí thì ngày nay ngƣời ta ứng dụng trên ô tô các hệ thống điều khiển bằng điện. Đây đƣợc coi là bƣớc đột phá trong sự phát triển của ngành công nghệ ô tô, nó đã giúp cho ngƣời sử dụng ô tô trở nên thuận tiện hơn trong sửa chữa cũng nhƣ vận hành trở nên dễ dành hơn. Cũng giống nhƣ trên động cơ xăng thì trên động cơ Diesel ngƣời ta bắt đầu sử dụng các hệ thống điều khiển bằng điện thay cho các hê thống điều khiển bằng cơ khí. Hiện nay trên thế giới cũng nhƣ tại Việt Nam có rất nhiều hệ thống cung cấp nhiên liệu cho động cơ Diesel nhƣ hệ thống PE,VE, PF , trong đó có vài loại đƣợc điều khiển bằng ECU nhƣ VE-EDC, PLD, UI, UP, Common-Rail Đây là một kiến thức mới mà sinh viên rất quan tâm. Hiện nay Khoa CKĐ có mô hình hoạt động của hệ thống PE , để cho sinh viên nghiên cứu, học tập vì vậy việc tìm hiểu và tạo ra một mô hình hệ thống PE là rất cần thiết cho việc giảng dạy động cơ Diesel nhằm giúp cho sinh viên có điều kiện tìm hiểu rõ hơn về các hệ thống này. Đây là đề tài mang tính thực tiển rất cao, nó giúp cho ngƣời dạy và học có điều kiện tốt nhất để nghiên cứu, học tập. II. TÍNH KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI : Để đáp ứng đƣợc những đòi hỏi của thực tiễn, trong hoạt động dạy và học, ngƣời học sinh không những tiếp thu những tri thức khoa học mà còn phải biết vận dụng những kiến thức kỹ năng, kỹ xảo vào nhiều tình huống khác nhau. Để giải quyết những tình huống đó, học sinh cần phải trang bị cho mình những kinh nghiệm trực tiếp với thực tiễn. Vì vậy mô hình mô phỏng có một ý nghĩa rất lớn trong hoạt động dạy học và nhất là quá trình rèn luyện kỹ năng kỹ xảo, cũng nhƣ tích lũy kinh nghiệm. Nó còn giúp cho học sinh có đƣợc một cách nhìn khái quát về sự vật hiện tƣợng nào đó cần nghiên cứu. 1. Các loại mô hình : Thông thƣờng mô hình đƣợc phân thành các loại sau : § Mô hình tỷ lệ : Đây là loại mô hình mô phỏng vật thật theo một tỷ lệ có thể là thu nhỏ hay phóng to, nhằm giúp cho học sinh hình dung ra đƣợc đối tƣợng thực. § Mô hình giản hóa : Là mô hình không cần đúng tỷ lệ, thƣờng tạo thành một hình dạng tƣơng đối giống với vật thể nghiên cứu để trang bị cho học sinh những hình ảnh khái quát về đối tƣợng cũng nhƣ sự vật hiện tƣợng. § Mô hình cắt hay vật cắt: thƣòng để trình những hoạt động của cơ cấu bên trong của vật thể nhƣ các động cơ xe gắn máy, hộp tốc độ NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 4
6. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT § Mô hình tháo ráp: Là loại mô hình bao gồm những thành phần tách rời ra đƣợc và có thể ráp lại nhƣ cũ, nhằm trình bày các mức liên hệ các bộ phận và toàn bộ hay các bộ phận với nhau và nó có thể trình bày khai triển lên bảng từ tính 2. Mô hình phỏng tạo: Đây là loại mô hình có thể trình sự chuyển động đặc trƣng của vật thể loại thƣờng đƣợc kết hợp giữa một số vật thật và một số bộ phận đƣợc biến đổi dùng để nhấn mạnh những đặc điểm của các bộ phận chính: nhƣ mô hình trình bày hệ thống điện xe hơi, đối với loại này thƣờng đƣợc trình bày khai triển một cách tổng quát giúp cho học sinh dễ dàng quan sát an toàn. 3. Ƣu điểm của dạy học sử dụng mô hình : - Phƣơng pháp dạy học sử dụng mô hình mô phỏng là loại phƣơng tiện dạy học nhằm cung cấp cho ngƣời học những kinh nghiệm, qua việc phản ảnh cấu trúc không gian thực của đối tƣợng nghiên cứu. Qua đó học sinh sẽ có đƣợc những điều kiện dễ dàng để đi sâu vào bản chất của các vật có thực. - Nhƣ chúng ta đã biết mục đích của việc sử dụng mô hình trong giảng dạy là để giúp cho học sinh có thể tƣởng tƣợng sự vật một cách tích cực. Nó có thể giúp cho ngƣời học liên hệ với bài giảng của ngƣời giáo viên một cách linh hoạt hơn. Bởi vì trong thực tiễn giảng dạy có những điều kiện cụ thể giới hạn nhất định nên mô hình dùng để khắc phục một số khó khăn nhƣ các vật thể cồng kềnh, quá lớn, quá nhỏ hay hiếm có trong thực tiễn, hay trong những trƣờng hợp cần cho học sinh quan sát một cách chi tiết về hoạt động của vật thể mà với vật thực chúng ta không thể quan sát đƣợc. Nhờ đó mà nó giúp cho học sinh dễ tiếp thu hơn. - Nó phát huy tính tích cực,tính chủ động sáng tạo của học sinh. - Giáo viên sẽ chủ động, rút ngắn thời gian giảng dạy có nhiều thời gian cho quá trình dẫn dắt, tạo tình huống tƣ duy sáng tạo. - Tiết kiệm thời gian chuẩn bị lên lớp, giáo viên chỉ cần hƣớng dẫn và giải thích ngắn gọn rõ ràng và đầy đủ và có thể dùng những phƣơng tiện khác để hổ trợ bổ sung. - Học sinh thấy đƣợc trực tiếp sự hoạt động của chi tiết khi giáo viên giảng nguyên lý hoạt động từ đó dễ dàng tiếp thu tốt hơn. - Tiết kiệm kinh phí đào tạo cho nhà trƣờng, kinh phí đầu tƣ máy móc nhà xƣởng cơ sở vật chất. - Nếu trong quá trình giảng dạy, giáo viên sử dụng mô hình thì học viên sẽ hƣng phấn hơn so với khi học không có mô hình. - Mô hình còn dùng để hình thành cho học sinh những khái niệm mang tính trừu tƣợng. Mô hình cũng giúp cho học sinh trong việc quan sát cảm tính và hình thành biểu tƣợng ban đầu. III . MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Mục tiêu: Gíup sinh viên và ngƣời nghiên cứu có đƣợc tài liệu học tập sinh động dễ hiểu hệ thống phun dầu PE - Đối tƣợng nghiên cứu: Hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ Diesel Komatsu sử dụng phun dầu PE. NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 5
7. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT - Phạm vi nghiên cứu: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống cung cấp nhiên liệu phun dầu PE. - Phƣơng pháp nghiên cứu: tham khảo tài liệu kết hợp thực tế IV.CÁCH TIẾP CẬN: Tiếp cận thực tế trên xe và tài liệu hƣớng dẫn của công ty. CHƢƠNG I KHÁI NIỆM ĐỘNG CƠ DIESEL VÀ CÁC HỆ THỐNG PHỤ I. .KHÁI NIỆM ĐỘNG CƠ DIESEL: 1.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN: Ngày nay động cơ Diesel trở thành nguồn động lực hết sức chủ yếu của thế giới trên hầu khắp các lĩnh vực: Phát điện, động cơ tĩnh tại lắp trên tàu thủy, xe lửa và đặc biệt là ôtô vận tải, ôtô khách. NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 6
8. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT RUDOLF DIESEL ngƣời Đức sinh năm 1858 đã phát minh ra động cơ Diesel. Thời bấy giờ chỉ có hai hãng lớn của Đức là CƠRƠP và MAN nhận thực hiện đồ án của ông. Qua nhiều lần thí nghiệm thất bại, cuối cùng đến năm 1892 chiếc động cơ Diesel đầu tiên của thế giới đã ra đời. Từ đó giới kĩ nghệ khắp nơi đã chú ý kiểu động cơ này và tranh nhau hợp tác với ông. Năm 1895 kiểu máy cuối cùng của ông cũng đã đạt kết quả mỹ mãn. Ông nhƣợng quyền sáng chế ở Đức, Áo, Hungary, Thụy sĩ. Ông trở thành tỉ phú năm 1897 sau khi ký giao kèo với Mỹ để khai thác động cơ này. - Năm 1900 trong triển lãm quốc tế ở Paris ông đƣợc phần thƣởng danh dự. - Năm 1907 ra đời động cơ Diesel tàu thủy 4 thì. - Năm 1911 ra đời động cơ Diesel 2 thì và sau đó ông mất tích trên một chiếc tàu DRESDEN chở ông sang nƣớc Anh vào ngày 30/09/1913. Hình 1.1: Rudolf Diesel Nhắc đến động cơ Diesel ngƣời ta cũng không quên Robert Bosch, ngƣời Đức đã phát minh ra bơm cao áp và vòi phun nổi tiếng, cùng biết bao kĩ sƣ khác tiếp tục hoàn thiện loại động cơ này. NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 7
9. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT Hình 1.2: Robert Bosch Ngày nay động cơ Diesel đƣợc dùng phổ biến hầu hết mọi lĩnh vực. Ngay cả các xe du lịch vì nó tiết kiệm nhiên liệu, công suất lớn, ít hƣ hỏng và giảm ô nhiễm môi trƣờng. 2.CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC: 2.1.Động cơ diesel 4 thì 2.1.1.Cấu tạo: Khái quát một động cơ Diesel 4 thì có cấu tạo cơ bản nhƣ một động cơ xăng gồm có: - Các chi tiết cố định : Cát-te chứa dầu, xilanh, quy lát - Các chi tiết di động : Piston, séc măng, thanh truyền, cốt máy, bánh đà. - Các chi tiết hệ thống phân phối khí. - Các chi tiết hệ thống làm mát.Các chi tiết của hệ thống bôi trơn. NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 8
10. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT Hình 1.3: Động cơ Diesel 4 thì QC480ZLQ Ở động cơ Diesel không có hệ thống đánh lửa và bộ chế hòa khí. Hai hệ thống này đƣợc thay thế bởi hệ thống nhiên liệu gồm 2 bộ phận chủ yếu là bơm cao áp và kim phun gắn ở nắp quy lát thay bugi. Trên động cơ Diesel còn có dạng buồng đốt đặc biệt đƣợc bố trí ở đầu piston hay quy lát kết hợp với kim phun để tự đốt cháy nhiên liệu. Cũng do đặc điểm cấu tạo, ở động cơ Diesel có tỉ số nén cao thông thƣờng trong phạm vi 12:1 đến 22:1 2.1.2.Nguyên lý hoạt động: Để hoàn thành 1 chu kỳ công tác động cơ Diesel phải trải qua 4 giai đoạn liên tiếp đó là: *Thì hút: Quá trình nạp đƣợc tiến hành chủ yếu do piston chuyển động từ ĐCT đến ĐCD tạo ra sự chênh áp, do đó không khí đƣợc hút vào trong xylanh. Khi piston đến ĐCD xupap hút đóng lại. Trong thực tế quá trình nạp bắt đầu tại góc φ1(xem hình 1.6) trƣớc ĐCT, xupap nạp mở, góc φ1 đƣợc gọi là góc mở sớm xupap nạp. Mở sớm xupap nạp nhằm mục đích là giúp cho khi khí nạp mới đi vào xilanh thì diện tích thông qua của xupap nạp đã khá lớn nên sức cản khí động học nhỏ, do đó khí nạp đƣợc nhiều khí nạp mới. Tận dụng quán tính của dòng khí nạp để nạp thêm, xupap nạp chƣa đóng tại ĐCD mà đóng sau đó 1 góc là φ2, góc φ2 gọi là góc đóng muộn xupap nạp. *Thì nén: Piston di chuyển từ ĐCD đến ĐCT, cơ cấu phân phối khí điều khiển làm cho xupap nạp và xupap thải đóng lại, môi chất đƣợc nén trong xilanh. Trong quá trình nén, nhiệt độ và áp suất trong xilanh tăng dần. Giá trị cuối quá trình nén phụ thuộc vào: Tỉ số nén , độ kín khít của không gian chứa môi chất, mức độ tản nhiệt của thành xilanh và áp suất của môi chất đầu quá trình nén. Cuối qúa trình nén tại góc φs trƣớc ĐCT nhiên liệu đƣợc phun vào buồng cháy qua vòi phun để hòa trộn với không khí tạo thành hỗn hợp, góc φs đƣợc gọi là góc phun sớm. NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 9
11. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT Hình 1.4 :Hoạt động của động cơ 4 thì ở thì nạp và thì nén *Thì giãn nở,sinh công: Ở thì này môi chất đƣợc nén trong xilanh, ở cuối thì nén môi chất đƣợc bốc cháy với tốc độ rất nhanh. Tốc độ gia tăng áp suất và nhiệt độ của môi chất rất cao, tạo áp lực sinh công đẩy piston dịch chuyển về phía ĐCD thực hiện quá trình giãn nở môi chất trong xilanh. Chính vì vậy thì này còn gọi là thì sinh công, trong qúa trình này cả hai xupap đều đóng. Hình 1.5: Hoạt động của động cơ 4 thì ở thì cháy và thì thoát *Thì thoát: Cuối quá trình giãn nở, xupap thải đƣợc mở tại góc φ3 trƣớc ĐCD, nhằm lợi dụng độ chênh áp trong xilanh với đƣờng thải thải tự do một lƣợng đáng kể khí đã cháy, góc φ3 đƣợc gọi là góc mở sớm xupap thải. Tiếp theo, do piston đi lên, khí thải đƣợc thải cƣỡng bức ra ngoài. Muốn lợi dụng quán tính của dòng khí thải để NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 10
12. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT thải sạch thêm, cuối quá trình thải, xupap không đóng tại ĐCT mà đóng sau ĐCT một góc φ4 tức là đầu quá trình nạp của chu trình tiếp theo. Nhƣ vậy cuối quá trình thải và đầu quá trình nạp, cả hai xupap nạp và thải điều mở trong khoảng ( φ1+φ4 ) Gọi là góc trùng điệp. Do chênh áp nhỏ và tiết diện thông qua của xupap nạp còn rất nhỏ nên lƣợng khí thải lọt vào đƣờng nạp không đáng kể. 1.Vị trí mở sớm xupap nạp 2. Vị trí đóng muộn xupap nạp 3.Vị trí phun nhiên liệu 4. Vị trí mở sớm xupap thải 5. Vị trí đóng muộn xupap thải φs. Góc trùng điệp hai xupap Hình 1.6 :Giản đồ phân phối khí của động cơ 4 thì 2.2. Động cơ Diesel 2 thì: 2.2.1. Cấu tạo: Cũng gồm những chi tiết giống nhƣ động cơ 4 thì : Chi tiết cố định, chi tiết di động, chi tiết hệ thống làm trơn, làm mát, chi tiết hệ thống nhiên liệu. NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 11
13. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT Đặc điểm cấu tạo : Xung quanh vách của xilanh khoét nhiều lỗ dùng để nạp và quét gió. Trên nắp quylat có trang bị 2 hay 4 xupap thoát tùy loại động cơ, một bơm quét bố trí bên hông động cơ để cung cấp khí nạp mới và quét khí cháy ra ngoài. 2.2.2.Nguyên lý làm việc: Nn Sinh công Thải Quét - Nạp Nén Hình 1.7: Nguyên lý hoạt động động cơ 2 thì Để hoàn thành 1 chu trình công tác động cơ Diesel 2 thì phải trải qua các thì nhƣ sau : NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 12
14. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT *Thì 1 : Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD, trong xilanh diễn ra các quá trình : cháy giản nở, thải tự do, quét khí. +Quá trình cháy– giản nở : Khí cháy có áp suất cao giãn nở đẩy piston đi xuống. Quá trình này kết thúc khi piston bắt đầu mở cửa thải. + Quá trình thải tự do : Từ khi piston đi xuống mở cửa thải cho tới khi bắt đầu mở cửa quét, khí thải trong xilanh có áp suất cao sẽ qua cửa thải ra ngoài. + Quá trình quét khí: Từ khi piston mở cửa quét ( cửa thải vẫn đang mở ) cho đến khi tới ĐCD, không khí có áp suất cao (đƣợc gọi là khí quét) từ bơm nén gió tràn vào xilanh qua các lỗ quét đẩy khí cháy ra ngoài đồng thời nạp không khí mới vào xilanh. 1 – 2 : Quá trình cháy – giãn nở 2 – 6 : Quá trình thải 3 – 5 : Quá trình quét 6 – 7: Quá trình nén 7 : Phun nhiên liệu Hình 1.8: Giản đồ phân phối khí động cơ 2 thì * Thì 2 : Piston đi từ ĐCD lên ĐCT, trong xilanh diễn ra các quá trình Quét khí, lọt khí, nén khí, cuối thì hai khoảng trƣớc ĐCT nhiên liệu phun vào buồng đốt với áp suất cao. Lúc piston đi đến tử điểm hạ nhờ lực quán tính của bánh đà, piston tiếp tục đi lên khí cháy tiếp tục bị đẩy ra ngoài đồng thời nạp khí mới cho chu trình kế tiếp và một chu trình nữa lại tiếp tục. NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 13
15. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT Động cơ diesel 2 kỳ hiện nay rất thông dụng trong giao thông đƣờng thủy, đƣờng bộ và các xƣởng kỹ nghệ. Đó là điều trái ngƣợc với máy xăng 2 kỳ chỉ dùng trong những động cơ nhỏ. 2.3. SO SÁNH ĐỘNG CƠ DIESEL VÀ ĐỘNG CƠ XĂNG: 2.3.1.cấu tạo: Về cơ bản động cơ diesel và động cơ xăng giống nhau gồm có: - Các chi tiết cố định: catte, xy lanh, qui lát, - Các chi tiết di động: piston sec măng, thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà. - Các chi tiết của hệ thống phân phối khí: supap, cò mổ, cam - Các chi tiết của hệ thống làm mát . - Các chi tiết của hệ thống bôi trơn. Động cơ diesel và động cơ xăng cũng có sự khác nhau: - Ở động cơ diesel chỉ có hệ thống nhiên liệu trong đó hai chi tiết chủ yếu là bơm cao áp và kim phun (thay thế hệ thống đánh lửa và hệ thống nhiên liệu của động cơ xăng) - Tỉ số nén ở động cơ diesel cao hơn so với động cơ xăng thƣờng nằm trong phạm vi 12:1 đến 22:1 2.3.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG: Động cơ diesel Động cơ xăng Hút Hút thanh khí vào xy lanh Hút hòa khí vào xy lanh Nén Ép thanh khí. cuối thì nén nhiệt độ Ép hoà khí, nhiệt độ cuối thì ép khoảng 500 - 6000 C, áp suất cuối thì khoảng 250 - 3000 C, áp suất ép 30 - 35 kg/cm2 cuối thì ép khoảng 8 - 10 kg/cm2 - Nhiên liệu đƣợc phun vào xy lanh - Hoà khí cháy nhờ tia lửa điện Nổ và tự bốc cháy . từ bugi. - Cung cấp nhiệt đẳng áp hay hổn - Cung cấp nhiệt đẳng tích. hợp NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 14
16. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT Xả Khí cháy thoát ra ngoài Khí cháy thoát ra ngoài 2.3.3. ƢU ĐIỂM, KHUYẾT ĐIỂM CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL SO VỚI ĐỘNG CƠ XĂNG: * Ƣu điểm: - Hiệu suất thực của động cơ Diesel lớn hơn 1.5 lần động cơ xăng. - Nhiên liệu rẻ tiền hơn động cơ xăng. - Năng suất tỏa nhiệt với một đơn vị thể tích nhiên liệu cao hơn, năng suất toả nhiệt của một lít dầu diesel là 8.755 calo cao hơn so với 1 lít xăng là 8.140 calo. - Một mã lực trong một giờ đối với động cơ diesel tiêu thụ hết 180 gam nhiên liệu, còn ở động cơ xăng là 250 gam nhiên lịệu. - Động cơ diesel dùng nhiên liệu không phát hoả ở điều kiện bình thƣờng nên ít nguy hiểm. - Ít hƣ hỏng lặt vặt vì không có hệ thông đánh lửa và bộ chế hoà khí * Khuyết điểm: - Trọng lƣợng động cơ trên một đơn vị công suất lớn hơn động cơ xăng. - Những chi tiết nhƣ bơm cao áp, kim phun tuy chắc chắn nhƣng đòi hỏi đƣợc chế tạo với độ chính xác cao(sai số kích thƣớc 1/1000mm) - Giá thành động cơ diesel cao hơn động cơ xăng. - Bảo dƣởng sữa chữa cần có thợ tay nghề cao và dụng cụ đắt tiền . - Tốc độ động cơ diesel thấp hơn động cơ xăng, nhiên liệu cháy lâu hơn, quán tính các chi tiết chuyển động lớn hơn. B.Phân loại động cơ Diesel: Động cơ Diesel cũng giống nhƣ động cơ xăng đƣợc phân thành hai loại chính đó là động cơ Diesel 2 thì và động cơ Diesel 4 thì .Ngoài ra ta cũng có thể dựa vào các yếu tố sau đây để phân loại gọi tên động cơ. Dựa vào số xilanh ta có: Động cơ 1 xi lanh ,2 xi lanh , 4 xi lanh, 6 xi lanh, 8 xi lanh , 12 xi lanh, v.v NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 15
17. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT Dựa vào nhãn hiệu và dung tích xi lanh:Ví dụ: Động cơ Perkin 6.354 có nghĩa là động cơ Perkin 6 xi lanh, dung tích xilanh là 354 inch vuông. Dựa vào nhãn hiệu và công suất: Dựa vào tải trọng khi lắp ráp trên ô tô: Ví dụ nhƣ Reo I, Reo II, Reo III có nghĩa là động cơ do hãng Reo CONTINENTAL: - Reo I: Tải trọng 7 tấn còn gọi là Reo 7 thƣờng dùng ở đầu kéo móc. - Reo II: Tải trọng 5 tấn còn gọi là Reo 5 thƣờng dùng kéo chở gỗ. - Reo III: Tải trọng 2,5 đến 3 tấn thƣờng dùng ở cácxe vận tải. CHƢƠNG III KIM PHUN NHIÊN LIỆU CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI: 1. Công dụng: Kim phun nhiên liệu lắp vào quy lát động cơ có các nhiệm vụ sau: - Phun nhiên liệu vào buồng đốt của động cơ dƣới dạng sƣơng mù. - Ngăn ngừa nhiên liệu trực tiếp va vào thành xi lanh và vào đỉnh piston. - Phối hợp với các dạng đặc biệt của buồng đốt để hơi nhiên liệu hòa trộn với không khí có áp suất và nhiệt độ cao tạo thành hỗn hợp tự bốc cháy, có khả năng cung cấp cho động cơ một công suất lớn và suất tiêu hao nhiên liệu ít nhất. 2. Phân loại: Căn cứ vào sự khác nhau của đót kim và lỗ tia ta chia kim phun đầu ra làm 2 loại: - Loại kim phun đót kín. - Loại kim phun đót hở. 1.đót kim 1. đót kim 2.van kim 2. mặt hình nón NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 16
18. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT 3.mặt hình nón 3. bọng dầu 4.bọng dầu 4. van kim 5.chốt van kim 5. bệ hình nón 6. lỗ tia Loại đót kín lỗ tia kín Loại đót kín lỗ tia hở Hình 2.1: Các dạng kim phun II. CẤU TẠO,NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC LOẠI KIM PHUN: Loại kim phun đót kín: 1.1. Cấu tạo: Gồm một thân kim trên đó có các lỗ để bắt đƣờng ống dầu từ bơm cao áp đến, đƣờng dầu về thùng chứa và đƣờng dẫn dầu đến đót kim. Trong thân có chứa cây đẩy lò xo, phía trên lò xo có đai ốc hoặc vít để điều chỉnh sức nén của lò xo, trên cùng là chụp đậy đai ốc hiệu chỉnh. Đót kim đƣợc nối liền với thân kim bởi một khâu nối. Trong đót kim có đƣờng dẫn dầu cao áp đến. Buồng cao áp là nơi chứa dầu cao áp. Dƣới cùng là lỗ phun nhiên liệu luôn đƣợc đóng lại nhờ van kim. NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 17
19. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT Hình 2.2: Cấu tạo kim phun 1. Vít chỉnh lò xo 2. Lò xo 3. Cây đẩy 4. đót kim 5. Van kim 6,7. Lổ dầu 8. Ống nối Cây kim có dạng trụ, một đầu tựa vào cây đẩy nơi thân kim, đầu còn lại có hai mặt côn. Mặt côn lớn là nơi áp lực nhiên liệu có áp suất cao tác dụng vào để đẩy kim lên. Mặt côn nhỏ dƣới cùng để đậy kín lỗ tia. Căn cứ vào số lỗ tia và van kim, loại này chia làm 2 loại: * Kim phun đót kín lỗ tia kín: Loại này kim phun chỉ có một lỗ tia khi không làm việc thì van kim đóng kín lỗ tia và ló ra ngoài một cái chuôi hình côn. Nhờ có chuôi nên đảm bảo phun nhiên liệu tốt, ít bị nghẹt lỗ do bị muội than. Tia nhiên liệu khi phun ra khỏi lỗ tia có hình côn rỗng Loại này thƣờng đƣợc sử dụng trên các loại động cơ có buồng đốt ngăn cách. Áp lực phun khoảng (100 ÷ 140 kg/cm2). 1. Đầu mút van kim 2. Đót kim 3. Van kim 4. Lỗ dầu 5. Bọng dầu 6. Chuôi kim Hình 2.3: Đót kim kín lổ tia kín * Kim phun đót kín lỗ tia hở: NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 18
20. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT Là loại kim phun không có chuôi đậy kín lỗ tia, van kim có hai mặt côn, mặt lớn là nơi tác dụng của dầu cao áp và mặt nhỏ dùng để đậy kín. Ở đầu đót kim nhô ra dạng chổm cầu lồi. Đối với kim phun nhiều lỗ tia trên chổm cầu có khoang nhiều lỗ nhỏ đƣờng kính khoảng (0,1÷0,35mm) và góc nghiêng khoảng (120÷ 125 độ). Hình 2.4: Đót kim kín lổ tia hở Đối với kim phun loại một lỗ tia thì ở đầu đót kim không có chổm lồi và lổ tia đƣợc khoan thẳng góc với mặt phẳng đầu đót kim. Áp lực phun của kim phun đót kín lỗ tia hở thƣờng lớn hơn khoảng 170kg/cm2 1.2. Nguyên lý làm việc: - Khi động cơ làm việc, nhiên liệu từ bơm cao áp theo đƣờng ống dẫn dầu cao áp vào kim phun, xuống phía dƣới đót kim nằm tại bọng chứa dầu cao áp. Bình thƣờng lò xo luôn đè van kim đóng lỗ tia. NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 19
21. KHOA CKĐ TRƯỜNG ĐHSPKT - Đến thì cung cấp nhiên liệu, nhờ bơm cao áp làm cho áp suất nhiên liệu tăng tác dụng vào mặt côn lớn của van kim. Áp suất này tăng dần đến khi lớn hơn lực nén của lò xo, van kim bị áp suất dầu nhấc lên làm mở lỗ tia để phun nhiên liệu vào xi lanh động cơ dƣới dạng sƣơng. - Đến thì dứt phun, áp suất nhiên liệu nhỏ hơn sức nén của lò xo. Lò xo đẩy van kim đóng lại. Nhiên liệu ngừng phun. - Quá trình phun nhiên liệu chấm dứt. Độ nhấc lên của van kim thƣờng từ (0,3 – 1,1 mm) và đƣợc khống chế giữa đót kim và thân kim. - Một phần nhỏ nhiên liệu sẽ rò rỉ qua khe hở giữa van kim và đót kim, theo đƣờng ống dẫn dầu về trở về thùng chứa. Lƣợng dầu này rất quan trọng vì nó cần thiết cho việc làm mát và làm sạch kim phun. - Áp suất khi phun nhiên liệu có thể điều chỉnh đƣợc nhờ vào vít điều chỉnh trên lò xo hoặc thay đổi miếng chêm khi không có vít điều chỉnh. Nếu tăng áp suất nén lò xo thì áp suất nhiên liệu khi phun tăng và ngƣợc lại. Áp suất lò xo tăng thì tia NCKH CẤP TRƯỜNG – MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KOMATSU SỬ DỤNG BƠM PE TRANG 20
22. S K L 0 0 2 1 5 4