Chơng 1 Giới thiệu chung về động cơ B6 và khả năng c- ờng hoá công suất 1.1. Đặc điểm kết cấu của động cơ Động cơ B6 là loại động cơ diezel 4 kỳ 1 hàng 6 xi lanh, không tăng áp, có buồng cháy thống nhất, bôi trơn bằng phơng pháp tuần hoàn cỡng bức kết hợp vung té, làm mát bằng nớc kiểu tuần hoàn cỡng bức, không dùng quạt gió làm mát mà lợi dụng động năng của dòng khí xả để tạo dòng khí lu động qua két mát để làm mát nớc. Động cơ B6 đợc sử dụng trên xe Tăng PT-76 và đợc đặt dọc theo thân xe trong khoang động lực, có vách ngăn với khoang chiến đấu. Hình1.1: Mặt cắt ngang động cơ B6 6 Hình 1.2: Bố trí động cơ B6 trong khoang động truyền lực trên xe tăng -76 1 - Động cơ; 2 - Bơm nhiên liệu cao áp; 3 - Bỗu lọc tinh nhiên liệu; 4 - Thùng dầu nhờn; 5 - Thùng nhiên liệu; 6 - Nắp lỗ khí thải của thiết bị tăng nhiệt; 7 - Nắp lỗ tra nhiên liệu vào thùng chứa nhỏ; 8, 15 - Van xả n- ớc; 9 - ống phản lực (bên phải); 10, 14 - Nút lỗ nạp dầu nhờn vào truyền lực cạnh; 11 - Truyền động trong (bên phải);12 - Cơ cấu quay vòng bên phải; 13 - Hộp số; 16 - Đai đỡ thùng nhiên liệu phụ; 17 - Máng phun khí thải; 18 - Két mát dầu nhờn; 19 - Két mát nớc; 20 - Cơ cấu ngăn nớc lọt vào động cơ; 2 1- Bình ngng. Bảng 1: Các thông số kỹ thuật của động cơ B6 TT Thông số kỹ thuật Ký hiệu Đơn vị đo Giá trị 1 Tên động cơ B6 Diesel 4 kỳ một hàng 2 Thứ tự làm việc 1-5-3-6-2-4 3 Công suất định mức N eN kW 179 4 Số vòng quay trục khuỷu ứng với N eN n eN v/ph 1800 5 Mô men xoắn lớn nhất M eMax N.m 1150 6 Số vòng quay TK ứng với M emax n eM v/ph 1200 7 7 Tốc độ không tải ổn định thấp nhất n v/ph 500 8 Tốc độ không tải lớn nhất n v/ph 2100 9 Tốc độ thờng xuyên sử dụng n v/ph 1700 10 Suất tiêu hao nhiên liệu g e g/kWh 248 11 Suất tiêu hao dầu nhờn g/kWh 13,4 12 Số kỳ 4 13 Tỷ số nén 15 14 Số xy lanh i 6 15 Đờng kính xy lanh D mm 150 16 Hành trình piston S mm 180 17 Thể tích công tác của xy lanh V h dm 3 3,18 18 Bán kính quay trục khuỷu R mm 90 19 Góc mở sớm xu páp nạp độ GQTK 20 20 Góc đóng muộn xu páp nạp độ GQTK 44 21 Góc mở sớm xu páp thải độ GQTK 48 3 22 Góc đóng muộn xu páp thải độ GQTK 20 3 23 Góc trùng điệp GTĐ độ GQTK 40 24 Góc phun sớm s độ GQTK 30 ữ 32 1.1.1. Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền a) Nhóm chi tiết cố định * Hộp trục khuỷu: - Công dụng: Dùng làm bệ lắp các chi tiết, các cụm máy của động cơ. - Cấu tạo: Gồm hai nửa riêng biệt: nửa trên và nửa dới. Đờng tâm trục khuỷu nằm trong mặt phẳng ghép giữa hia nửa hộp. Nửa phía trên đợc cố định các chi tiết nh: cơ cấu phối khí, máy phát điện, bầu lọc dầu bôi trơn, thân bơm cao áp, bên trong có 7 vách ngăn làm ổ trục của khuỷu trục. Nửa dới là các khoang chứa dầu, bơm nhiên liệu thấp áp, bơm nớc và cảm biến đồng hồ tốc độ. Hai nửa hộp trục khuỷu đợc cố định bằng các vít cấy cắm vào nửa trên của hộp. - Vật liệu chế tạo: Hợp kim nhôm. - Phơng pháp chế tạo: Đúc. * Nắp xy lanh: 8 - Công dụng: Cùng với xy lanh, nhóm piston để tạo thành buồng đốt. Là nơi để lắp vòi phun nhiên liệu, cơ cấu giảm áp, bố trí xu páp, trục cam, áo nớc làm mát Hình 1.3: Nắp xy lanh của động cơ B6 - Cấu tạo: Tâm buồng cháy có lỗ lắp vòi phun, vòi phun đợc cố định bằng vít cấy vào mặt trên nắp xy lanh, miệng vòi phun nằm sâu trong buồng cháy từ 1 1,5 mm. Trong mỗi buồng cháy trên nắp xy lanh có 4 cửa xu páp nạp và thải thông ra mặt bên của nắp xy lanh, nối buồng cháy với đờng nạp và đờng thải. Trong cửa nạp và thải có lắp các đế xu páp nạp và thải, đối diện với đế xu páp có khoan một lỗ để ép ống dẫn hớng xu páp, ở mỗi buồng cháy về phía trong có khoan lỗ ren để vặn ống lót đồng của van khởi động khí nén. Mặt trên của nắp xy lanh có 7 vị trí mài phẳng để lắp các ổ đỡ trục cam, ở mỗi vị trí này có ép vào 2 chốt định vị và 4 vít cấy để cố định ổ đỡ với nắp xy lanh, trong ổ đỡ số 1 có 1 rãnh răng để dẫn dầu bôi trơn cho trục cam. Mặt dới của nắp xy lanh có lắp hộp đỡ trục dẫn động của cơ cấu dẫn động trục cam, hộp đợc cố định vào nắp xy lanh bằng 3 vít cấy. Phía trên nắp xy lanh có nắp bảo vệ cơ cấu phối khí và đợc cố định với nắp xy lanh bằng các vít cấy, trên nắp bảo vệ có 3 cửa thông với vòi phun. - Vật liệu chế tạo: Hợp kim nhôm. - Phơng pháp chế tạo: Đúc. * Thân xy lanh: - Công dụng: Định hớng chuyển động cho piston và tạo thể tích công tác để thực hiệ các kỳ của động cơ. Hình 1.4: ống lót xy lanh 9 động cơ B6 - Cấu tạo: Thân xy lanh có áo nớc làm mát, có 6 lỗ đặt xy lanh, xy lanh đợc định tâm trong lỗ bằng hai gờ. ở miệng lỗ có rãnh làm chỗ tựa cho xy lanh, ở phía dới có vòng gờ để giữ 3 vòng đệm cao su lồng vào phía dới xy lanh ngăn chất lỏng làm mát lọt vào các te, vòng cuối cùng làm kín thân xy lanh và các te để ngăn dầu chảy từ các te ra ngoài. Mặt ngoài của thân xy lanh có lỗ cố định ống dẫn nớc làm mát từ bơm vào, mặt trên có 24 lỗ đặt ống dẫn nớc từ thân xi lanh lên nắp xi lanh, có vòng cao su làm kín chịu dầu và nhiệt. Mặt dới của thân xi lanh đặt lên mặt phẳng phía trên của nửa trên hộp trục khuỷu và đợc cố định bằng 14 vít cấy và nửa trên các te. Thân xi lanh đợc định vị với hộp trục khuỷu bằng 4 vít cấy. - Vật liệu chế tạo: Hợp kim nhôm. - Phơng pháp chế tạo: Đúc. b) Nhóm piston * Piston: Đợc đúc bằng hợp kim nhôm. Đỉnh dạng để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tạo hỗn hợp khí cháy và cháy diễn ra có hiệu quả, phía dới đỉnh piston có các gân tăng cứng. Piston có hai bệ chốt để lắp chốt Hình 1.5: Piston của động cơ B6 piston, trong mỗi bệ chốt có hai lỗ để hứng dầu bôi trơn. Mặt ngoài của piston có tiện 5 rãnh để lắp vòng găng, trong đó có 4 rãnh ở phía trên và 1 rãnh ở phía dới so với bệ chốt piston, phía dới có phay 4 lỗ để giảm trọng l- ợng của piston. * Chốt piston: 10 Đợc chế tạo từ thép dạng ống,mặt ngoài đợc thấm than. Chốt pít tông đợc lắp với pít tông theo kiểu bơi, 2 đầu chốt đợc định vị bằng 2 nắp làm bằng hợp kim nhôm. Mặt làm việc của chốt Hình 1.6: Chốt piston đợc bôi trơn bằng cách hứng dầu qua lỗ trên đầu nhỏ thanh truyền. * Xéc măng: Đựơc chế tạo bằng Gang hợp kim, riêng xéc măng trên cùng đ- ợc làm bằng thép có mạ crôm xốp ở mặt ngoài, 2 xéc măng trên cùng là xéc măng khí, có bề mặt làm việc dạng trụ, xéc măng th 3 Hình 1.7: Xéc măng và thứ 4 có bề mặt làm việc hình côn có tác dụng bịt kín và đồng thời là xéc măng gạt dầu. Xéc măng 5 ở dới lỗ chốt pít tông có bề mặt làm việc hình côn và là xéc măng dầu. Trong rãnh xéc măng 4 và 5 có khoan 18 lỗ để dẫn dầu do xéc măng gạt từ thành trong xy lanh qua thành trong pít tông xuống trục khuỷu. c) Nhóm thanh truyền Vật liệu chế tạo: thép hợp kim crôm, niken, vonpram chất l- ợng cao. Thanh truyền có tiết diện ngang chữ I, trên bề mặt thanh truyền Hình 1.8: Thanh truyền đợc xử lý bằng phơng pháp phun bi để làm mất những vết nứt tế vi. Đầu nhỏ thanh truyền lắp với chốt piston qua bạc lót. Đầu to thanh truyền gồm hai nửa tách rời và có 4 gân tăng cứng, hai nửa của đầu to đợc cố định với nhau bằng khớp bản lề và chốt hình côn. Bạc đầu to đợc chế tạo thành 2 nửa và đợc định vị bằng chốt hình trụ. Trên đầu nhỏ thanh truyền có khoang 6 lỗ xuyên qua ống lót để dầu bôi trơn tới đợc bề mặt làm việc của ống lót để bôi trơn cho chốt pít tông. d) Nhóm trục khuỷu 11 Nhóm trục khuỷu đợc chế tạo bằng thép hợp kim crôm, niken, vonpram chất lợng cao, có 6 cổ khuỷu và 8 cổ trục, cổ khuỷu đợc bố trí trên 3 mặt phẳng lệch nhau 120 0 , cổ khuỷu và cổ trục chế tạo rỗng, mặt ngoài mài nhẵn. Hai đầu cổ khuỷu và cổ trục có nắp hình côn và đợc giữ chặt bằng 1 bulông tạo nên phía trong 1 khoang rỗng, các khoang nối thông với nhau bằng các lỗ khoang trong má khuỷu, và có các lỗ dẫn dầu bôi trơn các bề mặt làm việc. Giữa 2 cổ trục 7 và 8 có vòng đỡ, trên vòng đỡ có tiện rãnh để lắp các vòng găng hồi dầu nhằm ngăn cho dầu bôi trơn không chảy ra ngoài. Hình 1.9: Trục khuỷu động cơ B6 Má khuỷu: gồm 12 má, phía ngoài má khuỷu có ép thêm 12 đối trọng để giảm nhẹ phụ tải cho các cổ trục. Đầu trục khuỷu có lắp bánh răng hình côn bằng then hoa để truyền chuyển động quay trục khuỷu tới cơ cấu dẫn, phần rỗng ở đầu trục lắp khít với 1 ống dẫn dầu trung gian. Cổ trục khuỷu đặt lên ổ trợt có bạc lót đợc chế tạo bằng thép, phía trong có tráng một lớp kim loại đồng thanh chì. 12 1.1.2. Cơ cấu phối khí * Công dụng: Dùng để thực hiện quá trình trao đổi khí,nạp đầy khí nạp và thải sạch khí thải ra khai xi lanh. Hình 1.10: Cơ cấu phối khí động cơ B6 * Cấu tạo: Cơ cấu phối khí bao gồm các trục cam, xu páp và lò xo xu páp. Trên nắp xi lanh có lắp 7 ổ đỡ để lắp 2 trục cam nạp và thải, trục làm bằng thép rỗng, mỗi trục có 12 cam nạp và thải giống nhau. Khoang trong của trục cam dùng để dẫn dầu bôi trơn đến các xu páp, vì vậy trong các ổ tr- ợt và các bề mặt không làm việc của mỗi cam có khoan các lỗ thông với đ- ờng dầu ở lòng trục. Hình 1.11: Trục cam của động cơ B6 Động cơ B6 có 2 trục cam làm bằng thép rỗng bên trong để dẫn dầu bôi trơn, mỗi trục có 12 cam. Trục cam đợc dẫn động quay từ bánh răng côn của trục nghiêng trái của cơ cấu dẫn động, bánh răng này ăn khớp với bánh răng cam trên trục cam nạp. Bánh răng trụ làm liền với bánh răng cam trên trục cam nạp ăn khớp với bánh răng trụ trên trục cam thải. 13 Mỗi bánh răng đợc định tâm trục cam bằng vòng định tâm và nối với trục bằng 1 ống lót điều chỉnh có then hoa trong và ngoài: trong có 10 then hoa và ngoài có 41 then hoa dạng tam giác. Then hoa trong dùng để ăn khớp với đầu trục cam và then hoa ngoài dùng ăn khớp với then hoa bên trong của bánh răng. ống lót đợc điều chỉnh bằng đai ốc, đai ốc trục cam nạp có ren trái và đai ốc của trục cam thải có ren phải. Xu páp: có 12 xu páp nạp và 12 xu páp thải, xu páp nạp có đáy phẳng và xu páp thải có đáy lồi, đờng kính tán nấm xu páp nạp lớn hơn đờng kính tán nấm xu páp thải. Phần trên của thân xu páp có vát 3 cạnh để lắp khoá đĩa xu páp, xung quanh khóa đĩa xu páp có 8 lỗ dùng để tách khoá ra khỏi đĩa xu páp khi điều chỉnh khe hở giữa lng cam và Hình1.12: Kết cấu xu páp mặt đĩa xupáp. Mỗi xu páp có 2 lò xo lồng vào nhau và có chiều xoắn ngợc nhau, đầu dới của lò xo tỳ vào mặt trên nắp xy lanh còn đầu kia tỳ vào khoá xu páp. 1.1.3. Hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí a) Hệ thống cung cấp nhiên liệu: Hệ thống cung cấp nhiên liệu gồm có: thùng nhiên liệu, thùng chứa nhiên liệu thừa, bơm cao áp, bơm thấp áp, bơm nhiên liệu bằng tay, bầu lọc thô, bầu lọc tinh, các đờng ống dẫn, các vòi phun, khóa phân phối nhiên liệu và khóa xả khí. 14 Hình 1.13: Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ B6 *Thùng nhiên liệu: gồm có 2 thùng bố trí bên trái động cơ, hai thùng đợc cố định bằng các bu lông gá vào thành xe và giá vào sàn xe. Phía trên thùng có lỗ nạp nhiên liệu và đậy kín bằng nắp có ren, có vòng đệm cao su làm kín. Ngoài ra có ống thông khí và lới lọc ngăn bụi vào thùng dầu, các thùng dầu đợc nối với nhau bằng khoá phân phối, mặt dới của thùng lớn có cốc lắng và van xả, đáy thùng nhỏ có ống xả nối với khoá xả ở đáy xe. *Thùng nhiên liệu thừa: Chứa nhiên liệu thừa chảy từ bơm cao áp tới và đựoc cố định ở vách ngăn buồng động lực phía trớc thùng dầu nhờn, thùng đợc làm kín, phía trên có nút thông hơi. *Bơm cao áp: Dùng để cung cấp nhiên liệu vào các xi lanh động cơ theo các chế độ phụ tải của động cơ và theo thứ tự của các xy lanh. Bơm nhiên liệu cao áp gồm có 6 phân bơm kiểu pít tông xi lanh, đợc gia công với độ chính xác cao không lắp lẫn. Mỗi phân bơm bao gồm xy lanh, piston, ống lót, trục cam, trên có vấu cam, con đội, van tăng áp. Trục cam BCA đợc dẫn động từ trục nghiêng trái và quay với tốc độ bằng 1/2 tốc độ trục khuỷu, sử dụng bộ điều tốc đa chế độ lắp trên thân để duy trì chế độ làm việc đã định của động cơ khi xe chuyển động trên các địa hình khác nhau, duy trì vòng quay nhỏ nhất, hạn chế vòng quay lớn nhất. Trên trục cam có 6 vấu cam để dẫn động cho 6 tổ bơm. 15 [...]... nhờn bằng điện: Dùng để đa dầu nhờn tới các bề mặt chi tiết làm việc của động cơ khi động cơ cha làm việc * Két làm mát dầu: Dùng để làm mát dầu nhờn khi dầu đã đi bôi trơn các chi tiết động cơ 1.1.5 Hệ thống làm mát động cơ Hệ thống làm mát của động cơ B6 là hệ thống làm mát băng nớc, kiểu kín, tuần hoàn cỡng bức, không dùng quạt gió mà dùng động năng của dòng khí xả để tạo dòng khí lu động qua két mát. .. bụi và ống hút bụi Các ống góp nạp: ống góp nạp làm bằng thép tấm dập, dùng để dẫn khí đã lọc sạch đa vào xy lanh động cơ Hình 1.14: Hệ thống cung cấp không khí động cơ B6 1.1.4 Hệ thống bôi trơn động cơ Dùng để chứa dầu nhờn, làm sạch, làm mát dầu nhờn và cung cấp dầu nhờn cho các bề mặt làm việc của chi tiết trong động cơ Hình 1.15: Sơ đồ hệ thống bôi trơn động cơ B6 Hệ thống bôi trơn động cơ B6 bao... cho động cơ do tuabin đặt trên đờng ống thải nên nó là bộ phận giảm âm tốt Có rất nhiều phơng pháp tăng áp đợc áp dụng cho các loại động cơ khác nhau nh tăng áp dẫn động cơ giới, tăng áp bằng tuabin khí Tăng áp dẫn động cơ giới cần có máy nén để nén không khí từ áp suất bằng áp suất môi trờng p0 đến áp suất pk rồi mới nạp vào xylanh của động cơ Trong phơng án này, máy nén đợc dẫn động trực tiếp từ động. .. áp tuabin khí: * Hệ thống tăng áp với tuabin đẳng áp * Hệ thống tăng áp với tuabin biến áp Ưu điểm chính của động cơ tăng áp bằng tuabin may nén là gọn, hiệu suất của thiết bị lớn hơn so với các động cơ tăng áp dẫn động cơ giới Nhợc điểm của phơng pháp này là chất lợng khởi động và tăng tốc động cơ kém Trong quá trình thay đổi phụ tải, nếu động cơ đang làm việc ở chế độ công suất lớn mà giảm tải thì... đờng ống nạp Động cơ B6 là động cơ có công suất lớn, nên khi tăng tuabin-máy nén cũng có số vòng quay rất lớn do đó phải có hệ thống làm mát khí nạp trớc khi đa vào xylanh động cơ Mặt khác, do đặc điểm hệ thống làm mát động cơ của B6 là lợi dụng năng lợng khí xả nên khí xả sau khi qua tuabin phải đợc đa qua đờng ống dẫn đến hệ thống làm mát đồng thời phải đủ năng lợng để đảm bảo cho hệ thống làm việc do... trong hệ Hình1.16: Hệ thống thống làm mát là 40 (l) làm mát đông cơ B6 Két làm mát nớc là loại ống kết hợp cánh tản nhiệt Bơm nớc kiểu ly tâm, năng suất bơm G b = 417 (l/ph), ở tốc độ nb= 1930 (v/ph), ứng với tốc độ của động cơ n=1800 (v/ph) Nhiệt độ nớc làm mát khi động cơ làm việc ở chế độ bình thờng là 70 900C và cho phép đến 1500C Thiết bị sấy nóng kiểu vòi phun cùng với nồi hơi Hệ thống làm mát. .. động cơ thông qua bộ truyền cơ khí Ưu điểm của phơng pháp này là động cơ làm việc ổn định ở mọi chế độ tốc độ Tuy nhiên nó có nhợc điểm là áp suất tăng áp pk không cao, động cơ làm việc ồn, tiêu hao công suất trực tiếp từ động cơ Tăng áp bằng tuabin khí hay còn gọi là tăng áp tuabin-máy nén là biện pháp tốt nhất để làm tăng công suất và nâng cao các chỉ tiêu kinh tế của đông cơ Hình 1.20: Sơ đồ động cơ. .. những động cơ đòi hỏi kích thớc, khối lợng nhỏ, những động cơ đã lựa chọn phơng án tăng công suất bằng việc tăng số vòng quay n d) Tăng áp không khí nạp p0 và giảm nhiệt độ của nó T0: Đây là biện pháp tăng áp suất khí nạp lớn hơn áp suất môi trờng p0 và khối lợng riêng của nó nhằm làm tăng khối lợng không khí nạp vào động cơ trong một chu trình công tác Biện pháp này gọi chung là tăng áp và gồm tăng áp. .. tính, tăng áp cộng hởng, tăng áp bằng máy nén dẫn động cơ giới và tăng áp bằng tuabin- máy nén Đây là biện pháp tốt vì không phải tăng kích thứơc xy lanh D, S ,không đòi hỏi tăng số vòng quay n của động cơ Khi tăng áp suất không khí nạp bằng tăng áp ngời ta kết hợp điều chỉnh hoặc thay bơm cao áp để cung cấp đợc một lợng nhiên liệu nhiều hơn cho một chu trình và do đó tăng đựơc công suất Ne nhng không làm. .. tài: Nghiên cứu cờng hoá động cơ B6 bằng tăng áp tuabin khí thải của TS Lê Đình Vũ, trong đó chọn tuabin-máy nén loại TD04H-15G của hãng Mitsubischi để tăng áp cho động cơ B6 1.4 Phơng án tổ chức hệ thống thải khi tăng áp cho động cơ B6 25 Để sử dụng động năng của dòng khí thải khi tăng áp thì nguyên tắc đầu tiên là đờng ống phải ngắn, hệ thống đờng ống thải nối các xy lanh của đông cơ với tuabin phải . làm việc. * Két làm mát dầu: Dùng để làm mát dầu nhờn khi dầu đã đi bôi trơn các chi tiết động cơ. 1.1.5. Hệ thống làm mát động cơ Hệ thống làm mát của động cơ B6 là hệ thống làm mát băng n- ớc,. phơng pháp tăng áp đợc áp dụng cho các loại động cơ khác nhau nh tăng áp dẫn động cơ giới, tăng áp bằng tuabin khí Tăng áp dẫn động cơ giới cần có máy nén để nén không khí từ áp suất bằng áp suất. Biện pháp này gọi chung là tăng áp và gồm tăng áp quán tính, tăng áp cộng hởng, tăng áp bằng máy nén dẫn động cơ giới và tăng áp bằng tuabin- máy nén. Đây là biện pháp tốt vì không phải tăng kích