- 1 - Hồ Văn Thắng & Ung Đình Toàn - CK49-OT - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ Ô TÔ V6 1.1. ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Động cơ đốt trong là một loại động cơ nhiệt, tức là loại máy có chức năng biến đổi nhiệt năng thành cơ năng. Nhiên liệu được đốt cháy trực tiếp trong không gian công tác của của động cơ và cũng tại đó diễn ra quá trình chuyển hóa nhiệt năng thành cơ năng. Động cơ đốt trong có thể được phân loại theo các tiêu chí khác nhau. Căn cứ vào nguyên lý hoạt động, có thể chia động cơ đốt trong được chia thành các loại: động cơ phát hỏa bằng tia lửa, động cơ diesel, động cơ 4 kỳ và động cơ 2 kỳ. Bảng 1.1: Phân loại tổng quát động cơ đốt trong Tiêu chí phân loại Phân loại Loại nhiên liệu - Động cơ chạy bằng nhiên liệu lỏng dễ bay hơi như xăng, alcohol, benzol… - Động cơ chạy bằng nhiên liệu lỏng khó bay hơi như: gas oil, mazout… - Động cơ chạy bằng khí đốt. Phương pháp phát hỏa nhiên liệu - Động cơ phát hỏa bằng tia lửa. - Động cơ diesel. Các thực hiên các chu trình công tác - Động cơ 2 kỳ. - Động cơ 4 kỳ. Phương pháp nạp khí mới vào không gian công tác - Động cơ tăng áp. - Động cơ không tăng áp. Đặc điểm kết cấu - Động cơ một hàng xylanh; động cơ hình sao; hình chữ V, W, H,… Theo tính năng - Động cơ thấp tốc, trung tốc và cao tốc. - Động cơ công suất nhỏ, trung bình và lớn. - 2 - Hồ Văn Thắng & Ung Đình Toàn - CK49-OT - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Theo công dụng - Động cơ xe cơ giới đường bộ. - Động cơ thủy. - Động cơ máy bay. - Động cơ tĩnh tại. Động cơ phát hỏa bằng tia lửa là loại động cơ đốt trong hoạt động theo nguyên lý: nhiên liệu được phát hỏa bằng tia lửa được sinh ra từ nguồn nhiệt bên ngoài không gian công tác của xylanh. Nhiên liệu dùng cho động cơ phát hỏa bằng tia lửa phổ biến nhất là xăng, vì vậy thuật ngữ “động cơ xăng” thường được dùng để gọi chung cho các kiểu động cơ chạy bằng nhiên liệu lỏng được phát hỏa bằng tia lửa, còn động cơ gas là động cơ chạy bằng nhiên liệu khí được phát hỏa bằng tia lửa. Động cơ diesel là loại động cơ đốt trong hoạt động theo nguyên lý: nhiên liệu tự phát hỏa khi được phun vào buồng đốt chứa không khí bị nén đến áp suất và nhiệt độ đủ cao. Nhiên liệu phổ biến nhất là diesel. Động cơ 4 kỳ là loại động cơ đốt trong có chu trình công tác được hoàn thành sau 4 hành trình của piston. Động cơ 2 kỳ là loại động cơ đốt trong có chu trình công tác được hoàn thành sau 2 hành trình piston. Tuy có hình dáng bên ngoài, kích thước và số lượng các chi tiết rất khác nhau, nhưng tất cả các động cơ đốt trong đều có các bộ phận và hệ thống cơ bản sau đây: - Bộ khung. - Hệ thống truyền lực. - Hệ thống trao đổi khí. - Hệ thống nhiên liệu. - Hệ thống bôi trơn. - Hệ thống làm mát. - Hệ thống khởi động. - 3 - Hồ Văn Thắng & Ung Đình Toàn - CK49-OT - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.2. BỘ KHUNG Bộ khung động cơ bao gồm những phần cố định chính sau đây: nắp che để chắn bụi và ngăn không cho dầu bôi trơn vung ra ngoài, nắp xilanh cùng với xilanh và piston tạo thành buồng cháy, thân máy. Cácte là nơi chứa, hứng dầu bôi trơn và làm kín phần dưới của động cơ, thường chế tạo bằng tôn dập. Hình 1-1: Tổng quan bộ khung động cơ 1- Nắp đậy giàn cò ; 2- Nắp xylanh ; 3- Thân máy ; 4- Cácte Những phần này được liên kết với nhau bằng bulông hoặc gujông thành một khối thống nhất, cứng vững tránh biến dạng khi động cơ làm việc chịu tác dụng của lực quán tính và áp lực khí. Về cơ bản, đường viền ngoài của bộ khung động cơ quyết định những kích thước chủ yếu của động cơ. 1.2.1. NẮP XYLANH Nắp xylanh đậy kín một đầu, cùng với piston và xylanh tạo thành buồng cháy. Nhiều bộ phận của động cơ được lắp trên nắp xilanh như: vòi phun, cụm xupap, …. đòn gánh xupap, ngoài ra, trên nắp xylanh còn bố trí các đường nạp, đường thải, đường nước làm mát, đường dầu bôi trơn… do đó kết cấu của nắp xylanh rất phức tạp. Nắp xylanh làm việc trong điều kiền rất xấu như phải chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn, ăn mòn hóa học nhiều. Ngoài ra khi lắp ráp, lắp xylanh chịu ứng suất nén khi siết chặt bu lông hoặc gujông. 1 2 3 4 - 4 - Hồ Văn Thắng & Ung Đình Toàn - CK49-OT - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Có thể nói nắp xylanh là chi tiết phức tạp nhất trong bộ khung động cơ về mặt cấu tạo. Đồng thời ứng suất cơ và ứng suất nhiệt vừa cao, vừa rất chênh lệch giữa các vùng. Chính vì thế thành vách của nắp xylanh phải làm sao có bề dày tương đối đều để tránh nứt vỡ khi tải nặng, nhiệt độ cao. Nắp xylanh thường được chế tạo từ gang hoặc hợp kim nhôm bằng phương pháp đúc. Để lắp ghép được kín, mặt tiếp xúc giữa thân xylanh và nắp xylanh phải được gia công rất chính xác, và có gioăng làm kín bằng amiang bọc thép. Động cơ V6 có 2 nắp xylanh. Hình 1-2: Nắp xylanh động cơ V6 1- Xupap ; 2- Đường nước làm mát ; 3- Đường nạp ; 4- Đường xả 5- Lỗ lắp vòi phun ; 6- Bệ lắp đòn gánh xupap 1.2.2. Thân máy Thân máy có nhiệm vụ liên kết với nắp xilanh, nắp các te và chứa các lót xilanh bên trong, trục khuỷu, trục cam, thanh truyền và là nơi để lắp bơm nước, 3 1 1 4 5 1 6 1 2 3 1 1 - 5 - Hồ Văn Thắng & Ung Đình Toàn - CK49-OT - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP bơm nhớt, lọc nhớt… Ngoài ra nó còn có các khoang chứa nước gọi là áo nước để làm mát cho lót xilanh. Khối xilanh làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao và ứng suất nhiệt không đều dễ bị biến dạng. Ở động cơ V6 này khối xylanh là khối xylanh liền. Khối xylanh thường được đúc bằng gang hoặc hợp kim nhôm. Hình 1-3: Thân động cơ 1.2.3. Lót xylanh Hình 1-4: Lót xylanh Lót xylanh là một bộ phận có chức năng dẫn hướng piston và cùng với mặt dưới của nắp xylanh và đỉnh piston tạo nên không gian công tác của xylanh. Lót xylanh được chế tạo riêng rồi lắp vào khối xylanh, - 6 - Hồ Văn Thắng & Ung Đình Toàn - CK49-OT - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ở động cơ V6 này sử dụng lót xylanh ướt. Lót xylanh tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát, phần dưới của lót xylanh có các đệm cao su ngăn không cho nước lọt xuống các te. Hình 1-5: Thân động cơ và lót xylanh a: Lót xylanh ướt; b: Đêm cao su kín nước 1.2.4. Các te Các te là bộ phận bao bọc phía dưới thân máy và nơi chứa dầu bôi trơn. Các te được chế tạo từ thép tấm có kết cấu hàn hay gang đúc, kết cấu của cacte khá đơn giản, gồm 1 là lỗ xả dầu nhờn, 2 là các lỗ bắt bulông để liên kết cacte với thân của động cơ. Các te dầu có đáy cần nghiêng về phía đuôi động cơ. Để tránh vung dầu nhiều quá, đầu dưới của thanh truyền không được chạm vào mặt thoáng của dầu, trong quá trình chuyển động quay. Hình 1-6: Các te 1-Lỗ xả dầu ; 2-Lỗ bắt bulông ; 3-Thân các te - 7 - Hồ Văn Thắng & Ung Đình Toàn - CK49-OT - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.3. HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Hệ thống truyền lực có chức năng tiếp nhận áp lực khí thể trong không gian công tác của xylanh rồi truyền cho hộ tiêu thụ, đồng thời biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. Các bộ phận chính của hệ thống truyền lực cũng chính là các bộ phận chuyển động chính của động cơ, bao gồm: nhóm piston, nhóm thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà. 1.3.1. Piston Piston góp phần cùng với các chi tiết trong nhóm piston, lót xylanh, nắp xylanh tạo thành không gian công tác của động cơ. Khi làm việc piston nhận áp lực khí thể từ phía đỉnh truyền tới trục khuỷu qua thanh truyền và ngược lại, ngoài ra piston có nhiệm vụ hút khí mới vào không gian công tác của động cơ, nén hỗn hợp môi chất công tác và xả khí cháy ra ngoài, truyền nhiệt khí cháy qua vòng găng đến xylanh và truyền ra môi trường. Trong quá trình làm việc, piston chịu lực lớn, nhiệt độ cao, ma sát lớn nên cần phải có độ bền cao. Nên piston thường được chế tạo bằng hợp kim nhôm hoặc gang do nhẹ, có hệ số ma sát nhỏ và dễ chế tạo. Piston sử dụng cho động cơ V6 này là piston liền, đỉnh lõm. Trên piston có 3 rãnh đễ lắp xéc măng khí và 2 rãnh đễ lắp xéc măng dầu. Hình 1-7: Kết cấu cơ cấu truyền lực 1- Piston; 2- Thanh truyền; 3- Trục khuỷu; 4- Đối trọng 1 2 3 4 - 8 - Hồ Văn Thắng & Ung Đình Toàn - CK49-OT - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 1-8: Cấu tạo piston 1- Đầu piston ; 2- Rảnh xéc măng khí ; 3- Rảnh xéc măng dầu ; 4- Chốt piston ; 5- Váy piston 1.3.2. Xéc măng Xéc măng (còn gọi là bạc piston hoặc vòng găng) của ĐCĐT là các vòng đàn hồi bằng vật liệu chịu nhiệt và chịu mài mòn được lắp vào các rảnh trên piston. Xecmăng làm việc trong điều kiện xấu: chịu nhiệt độ cao, áp suất va đập lớn, ma sát mài mòn nhiều và chịu ăn mòn hoá học của khí cháy và dầu bôi trơn. Vì vậy xecmăng phải được chế tạo bằng vật liệu chịu nhiệt và chịu mài mòn cao. Trên một piston thường có hai loại xéc măng: xéc măng dầu và xéc măng khí. 2 4 5 3 1 Hình 1-9: Xéc măng dầu và xéc măng khí - 9 - Hồ Văn Thắng & Ung Đình Toàn - CK49-OT - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Xéc măng khí: có chức năng làm kín buồng đốt và dẫn nhiệt từ đỉnh piston ra thành xylanh. Trên mỗi pison có 3 xéc măng khí, xéc măng khí trên cùng được gọi là xéc măng lửa, mặt ngoài của xéc măng này thường được mạ crom để tăng độ bền. Xéc măng dầu: có chức năng san đều dầu bôi trơn trên mặt gương của xylanh và gạt dầu bôi trơn từ mặt gương xylanh về các te. Trên mỗi piston có từ đến 2 xéc măng dầu bố trí phía dưới xéc măng khí. 1.3.3. Chốt piston Chốt piston là chi tiết liên kết piston với đầu nhỏ thanh truyền. Chốt piston thường được khoang rỗng để giảm trọng lượng, tăng mô men chống uốn. Trong quá trình làm việc, chốt piston chịu lực khí thể và chịu lực quán tính rất lớn. Các lực này đều thay đổi theo chu kỳ đồng thời có tính va đập mạnh, nhất là trong động cơ cao tốc. Chốt piston làm việc ở nhiệt độ tương đối cao và khó bôi trơn nên rất dễ bị mài mòn. Vì vậy, chốt piston phải được chế tạo bằng vật liệu tốt để đảm bảo độ bền và độ cứng vững. Chốt piston phải được nhiệt luyện theo công nghệ đặc biệt, bảo đảm bề mặt làm việc của chốt piston có độ cứng cao, chịu mài mòn, đồng thời ruột phải dẻo để chống mỏi tốt. Mặt chốt piston phải mài bóng để tránh ứng suất tập trung và khi lắp ghép với piston và thanh truyền, khe hở lắp ghép phải nhỏ, nếu không chốt sẽ chịu va đập lớn, dễ bị hư hỏng. Chiều dài của chốt piston ngắn hơn đường kính piston, khi lắp ráp được khóa bằng phe hãm đễ không cho chốt piston chuyển dịch theo chiều trục của nó, làm xước xylanh. Hình 1-10: Hiện tượng xéc măng bơm dầu lên buồng đốt (a,b) và tác dụng gạt dầu của xéc măng (c) - 10 - Hồ Văn Thắng & Ung Đình Toàn - CK49-OT - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 1-11: Chốt piston 1- Pison ; 2- Đầu nhỏ thanh truyền; 3- Chốt pison ; 4- Vòng hãm Ở động cơ V6 này chốt piston được lắp chuyển động tương đối với cả thanh truyền và piston. Lắp ghép theo phương pháp này, chốt piston không cố định trên đầu nhỏ thanh truyền cũng như trên bệ chốt. Trong quá trình làm việc, chốt piston có thể xoay tự do quanh đường tâm của chốt. 1.3.4. Thanh truyền Thanh truyền có nhiệm vụ nhận lực khí cháy từ piston truyền cho trục khuỷu và ngược lại. Hơn thế nữa thanh truyền còn góp phần vào quá trình biến đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu và ngược lại. Hình 1-12: Tổng thể thanh truyền 1- Đầu nhỏ; 2- Thân thanh truyền ; 3- Đầu to ; 4- Bạc lót ; 5- Bu lông 1 3 2 4 [...]... CHƢƠNG 3 THIẾT LẬP MÔ HÌNH Sau khi chọn phương án cho mô hình, chúng ta tiến hành thiết kế, gia công chế tạo khung gá đặt động cơ, lắp động cơ lên khung và bảo dưỡng, phục hồi động cơ trên mô hình Công việc cụ thể như sau: 3.1 THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUNG, GÁ ĐẶT ĐỘNG CƠ LÊN KHUNG 1) Thiết kế khung Khung có nhiệm vụ gá đặt động cơ lên sao cho phù hợp đảm bảo tính bền và sự tương quan như bố trí trên ô tô Do... mặt cơ khí Hình 3-1: Khung gá đặt động cơ Hồ Văn Thắng & Ung Đình Toàn - CK49-OT - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 27 - Hình 3-2: Kích thước của khung gá đặt động cơ 3) Động cơ V6 Tình trạng động cơ trước khi phục hồi: Động cơ V6 còn thiếu nhiều chi tiết như két nước làm mát, ống giảm thanh, thùng nhiên liệu, bảng điều khiển… một số hệ thống bị hư hỏng nặng, không thể làm việc được b) a) Hình 3-3: Động cơ ô tô V6. .. phải có tính kinh tế, phù hợp với khả năng của sinh viên Qua lý thuyết đã học trên lớp và thực tế đã tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ V6 trên xe tải, ta có thể đưa ra một số phương án sau đây để thiết lập mô hình động cơ V6 Hình 2.1: Động cơ ô tô tải V6 Phương án một: Thiết kế, gia công chế tạo khung gá đặt động cơ và lắp đầy đủ các cụm máy phát, máy nén, bơm trợ lực lái, ly hợp… Khung... đầy đủ các bộ phận lắp trên động cơ 2.3 LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN CHO MÔ HÌNH Để thích hợp cho việc thiết lập mô hình và phục vụ cho sinh viên học tập và nghiên cứu một cách đầy đủ trên mô hình nên em chọn phương án thứ ba Quyết định chọn phương án thứ ba là do phương án này hợp lý, nhiều ưu điểm so với các phương án còn lại như đã phân tích ở trên và điều quan trọng nhất là chi phí cho mô hình không quá cao... việc được b) a) Hình 3-3: Động cơ ô tô V6 a) Trước khi thiết lập mô hình; Hồ Văn Thắng & Ung Đình Toàn - b)Sau khi chế tạo lắp đặt mô hình; CK49-OT - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 28 - 4) Gá đặt động cơ V6 lên khung đã chế tạo Dùng cẩu, pa lăng đưa động cơ lên khung Mô hình gá đặt trình bày trên hình 3-3 3.2 BẢO DƢỠNG PHỤC HỒI ĐỘNG CƠ 3.2.1 Quy trình tháo động cơ 3.2.1.1 Tháo ống góp khí nạp, ống góp khí xả Dùng... đặt động cơ lên một khung gầm của chính nó và lắp đặt đẩy đủ tất cả các bộ phận cụm chi tiết của nó Phương án ba: Thiết kế, gia công chế tạo khung gá đặt động cơ như phương án một nhưng không lắp bơm trợ lực lái, ly hợp và bánh xe Trước khi thực hiện đề tài, động cơ V6 là động cơ chết, nhiều hệ thống còn thiếu hoặc hư hỏng nặng, vì vậy để có được một mô hình hoàn thiện phục vụ tốt cho việc dạy học tại. .. máy khởi động và nguồn điện cung cấp cho solenol của máy khởi động đã bị ngắt nên nhờ lực đẩy của lò xo 11 nên bánh răng truyền động của máy khởi động trở về vị trí ban đầu Hồ Văn Thắng & Ung Đình Toàn - CK49-OT - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 23 - CHƢƠNG 2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN 2.1 CÁC PHƢƠNG ÁN ĐỀ XUẤT Tiêu chí chung để thiếp lập một mô hình động cơ V6 phục vụ cho việc dạy học, là mô hình động cơ đó phải... chỉnh động cơ Nhược điểm của phương án này là: Trọng lượng động cơ lớn nên nên khi đưa bánh xe vào khung nó sẽ không cứng vững, chi phí cho việc chế tạo khung lớn Mô hình lớn 2.2.2 Phƣơng án hai Ưu điểm của phương án này là: rất thực tế với việc bố trí động cơ, các cơ cấu trên ô tô, độ vững chắc lớn, thuận lợi cho việc thực tập động cơ Nhược điểm của phương án này là: kinh phí cho đề tài quá lớn, mô hình. .. việc dạy học tại bộ môn, thì phải gia công chế tạo khung rồi đưa động cơ lên khung trước rồi sau đó mới tiến hành sửa chữa phục hồi động cơ 2.2 PHÂN TÍCH CÁC PHƢƠNG ÁN 2.2.1 Phƣơng án một Ưu điểm của phương án này là: Dễ hiểu, dễ quan sát sự làm việc của động cơ và các bộ phận, có thể di chuyển mô hình đi chỗ khác một cách dễ dàng nhờ có bánh xe Thuận tiện cho các bài thực tập trên động cơ, thuận tiện... hoạt động của hệ thống làm mát động cơ Đối với hệ thống làm mát trên động cơ ô tô, nước làm mát trực tiếp cho động cơ còn không khí làm mát cho nước ở tại két nước Sau khi làm mát cho động cơ, nước nóng qua bộ điều tiết nhiệt (2) tới két nước (1) qua các ống tản nhiệt Khi nước qua các ống tản nhiệt này sẽ trao nhiệt cho không khí do quạt hút qua, nguội đi và được bơm (5) đẩy đi làm mát cho động cơ 1-Két . NGHIỆP Theo công dụng - Động cơ xe cơ giới đường bộ. - Động cơ thủy. - Động cơ máy bay. - Động cơ tĩnh tại. Động cơ phát hỏa bằng tia lửa là loại động cơ đốt trong hoạt động theo nguyên. áp. - Động cơ không tăng áp. Đặc điểm kết cấu - Động cơ một hàng xylanh; động cơ hình sao; hình chữ V, W, H,… Theo tính năng - Động cơ thấp tốc, trung tốc và cao tốc. - Động cơ công suất. hoạt động của hệ thống làm mát động cơ Đối với hệ thống làm mát trên động cơ ô tô, nước làm mát trực tiếp cho động cơ còn không khí làm mát cho nước ở tại két nước. Sau khi làm mát cho động cơ,