Khóa luận tốt nghiệp Phạm Thị Lượt MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Xe máy với nguồn động lực là động cơ đốt trong – là phương tiện giao thông chủ yếu ở Việt Nam. Xe máy trở thành tiện thông dụng để đi lại, chở hàng hóa của mỗi người, mỗi gia đình…Và không ít người đã từng đặt ra câu hỏi “ tại sao xe máy có thể chuyển động được trên đường?’’ “Khi xe chuyển động thì các cơ cấu, hệ thống của nó hoạt động như thế nào? Cũng xuất phát từ những câu hỏi đó và cùng với mong muốn được tìm hiểu sâu hơn về xe máy, em chọn đề tài“Ứng dụng động cơ đốt trong trờn xe mỏy”. 2. Mục đích nghiên cứu • Tìm hiếu về động cơ đốt trong dùng trên xe máy. • Xây dựng mô phỏng hệ thông truyền lực trên xe máy. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu. • Nghiên cứu tài liệu từ sách tham khảo, giáo trỡnh…Về động cơ đốt trong. Ứng dụng của động cơ đốt trong trên xe máy. • Tìm hiểu thông tin về động cơ đốt trong, xe máy, … • Nghiên cứu lí luận dạy học và khai thác ứng dụng của một số phần mềm tin học và xây dựng mô phỏng của hệ thống truyền lực trên xe máy. 4. Phương pháp nghiên cứu. • Nghiên cứu lí thuyết: tìm kiếm lựa chọn các thông tin trên báo chí tài liệu, … và trên các trang web internet. • Khảo sát thực tiễn 5. Cấu trúc khúa luận Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục. Nội dung chính của khúa luận được chia làm 3 chương: Chương 1: Cơ sở ứng dụng động cơ đốt trong Chương 2: Ứng dụng động cơ đốt trong trên xe máy. Chương 3: Xây dựng mô phỏng hệ thống truyền lực trên xe máy Lớp: K55A - Khoa SPKT Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phạm Thị Lượt Chương I NGUYấN TẮC CHUNG VỀ ỨNG DỤNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG I. Vai trò và vị trí của động cơ đốt trong trong cuộc sống và sản xuất. Động cơ đốt trong là nguồn động lực chủ yếu được sử dụng phổ biến trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, ngư nghiệp, giao thong vận tải, quân sự an ninh quốc phòng … Tổng công suất của động cơ đốt trong chiếm khoảng 95% công suất thiết bị và năng lượng do chúng tiêu thụ, chiếm khoảng 80% trên toàn thế giới, 10% do các thiết bị thuỷ điện, động cơ chạy bằng sức gió,thiết bị dung năng lượng mặt trời. Còn lại là do các thiết bị động cơ nhiệt không phải là động cơ đốt trong. Ngành công nghiệp chế tạo đông cơ đốt trong được coi là bộ phận quan trọng của ngành cơ khí và nền kinh tế quốc dân ở nhiều nước. Các nước đều rất coi trọng cộng tác đội ngũ chuyên gia, cán bộ kĩ thuật, công nhân lành nghề về động cơ đốt trong nhằm đáp ứng yêu cầu vờ thiết kế, chế tạo, sử dụng, bảo dưỡng va sửa chữa chúng II. Nguyên tắc chung về ứng dụng động cơ đốt trong 1. Sơ đồ ứng dụng Khi động cơ làm việc, năng lượng của nhiên liệu được chuyển hoá thành nhiệt năng ngay ở bên trong xi lanh, sau đó chuyển sang cơ năng dưới dạng mô men xoắn tiềm tang ở đầu trục khuỷu. Nếu truyền được các mô men này cho các thiết bị thì sẽ thực hiện công có ích. Việc truyền mô men cho các thiết bị không thể thực hiện đơn giản bằng cách nối cứng động cơ và các thiết bị đó. Muốn truyền năng lượng từ đầu trục khuỷu của động cơ - nguồn năng lượng đến các thiết bị nhận năng lượng –mỏy công tác phải sử dụng một bộ phận trung gian gọi là hệ thống truyền lực Lớp: K55A - Khoa SPKT Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phạm Thị Lượt Sơ đồ chung về ứng dụng động ơ đốt trong được mô tả như sau Các bộ phận tạo thành tổ hợp thống nhất, mọi sự thay đổi của bộ phận này sẽ tác động đến bộ phận kia và chúng có những đặc điểm riêng biệt 1. 1 Động cơ đốt trong 1. 1. 1 Đặc điểm động cơ trong động cơ đốt trong Trong thực tế sử dụng nhiều loại động cơ đốt trong có nhiều ưu điển so với động cơ khác nên nú được sử dụng rộng rói, trong đó có các loại động cơ xăng và diezen hai kì hoặc bốn kì Hiệu suất của động cơ là rất cao hiệu suất có ích khoảng 40- 45% trong khi hiệu suất của máy hơi nước không vượt quá 16 % và các động cơ nhiệt khác thường thấp hơn 30%. Kích thước tương đối nhỏ gọn và suất trọng lượng mã lực không lớn lắm vì toàn bộ chu trình công tác của nú được thực hiện trong một thiết bị duy nhất Khởi động nhanh và sấy nóng không lâu nên không mất nhiều thời gian chết để chờ cho máy hoạt động. Khi vận hành ít có khả năng gây hoả hoạn, có độ an toàn và tin cậy cao ĐCĐT có dải công suất rộng từ vài mã lực đến hàng vạn mã lực. Tốc độ quay của chúng được phân bố trong dải khoảng rộng: từ tốc độ quay thấp 80 - 100 vòng / phút cho đến tốc độ cao có khi đến 10000 vòng / phút Phương án làm mát động cơ đốt trong cũng rất đa dạng, từ làm mát bằng không khí, làm mát cưỡng bức bằng nước tuần hoàn kín một vòng, đến làm mát bằng nước hai vòng Lớp: K55A - Khoa SPKT Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phạm Thị Lượt Phương án bôi trơn động cơ phần lớn theo nguyên tắc cưỡng bức có bơm dầu. Nhờ vậy mà dầu bôi trơn có thể đến từng vị trí, từng chi tiết cần thiết đặc biệt là vị trí có khe hở rất nhỏ và xa Nhiên liệu sử dụng trong động cơ đốt trong rất đa dạng, có thể ở dạng lỏng dạng khí. Tuỳ thuộc vào loại động cơ và nhiên liệu được sử dụng, hệ thống phải đáp ứng phù hợp với yêu cầu cung cấp nhiên liệu. Nguyên tắc chung về cách tạo hoà khí có thể chia làm hai loại hệ thống: hệ thống nhiên liệu dung Cacbuaratơ và hệ thống nhiên liệu bằng cách phun nhiên liệu Động cơ có Cacbuaratơ thường sử dụng là nhiên liệu nhẹ như xăng khí ga…cỏch tạo hoà khí này không thể áp dụng với nhiên liệu nặng vì khi phun nhiên liệu nặng từ ống phun vào họng khuếch tán của Cacbuarato sẽ rất khó bốc hơi, trong dòng không khí sẽ chuyển động những dây nhiên liệu, chúng có cơ hộiliên kết với nhau tạo thành cụm nhiên liệu. Động cơ có vòi phun nhiên liệu thường được sử dụng trong động cơ điezen. Nhiên liệu được phun tơi dưới dạng sương mù, bốc hơi, phân bố đều và trao đổi nhiệt ở thời gian cháy trễ cuối quá trình nén, sau đó tự bốc cháy với áp suất và nhiệt độ cao ĐCĐT có khả năng hoạt động trong môi trường rất rộng và đa dạng từ vùng có nhiệt độ thấp đến vùng nhiệt đới gió mùa như Việt Nam và cả những nước vùng xích đạo, trong bất kì điều kiện nào ĐCĐT vẫn hoạt động bình thường, phát huy công suất với hiệu suất kinh tế cao Mức độc hại của khí thải động cơ đốt trong với môi trường nói chung là rất cao, trong đó động cơ pittụng quay có mức độ ô nhiễm trầm trọng nhất. Đây là một trong những nguyên nhân khiến cho động cơ pittụng quay ít được sử dụng trong đời sống và sản xuất ĐCĐT kiểu pittụng là động cơ không cân bằng tuyệt đối. Từ chỗ mất cân bằng đó khi động cơ làm việc, bản thân nú có độ rung lớn có thể kéo theo sự rung động của máy công tác cũng như hệ thống truyền lực, do vậy Lớp: K55A - Khoa SPKT Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phạm Thị Lượt làm mất độ ổn định, độ tin cậy của tổ hợp nói chung. Để giảm bớt ảnh hưởng của rung động này nên lắp động cơ trên các bộ giảm chấn bằng lò xo, đệm cao su hay các gối bằng khí nén Tiếng ồn phát ra từ động cơ do đốt cháy nhiên liệu rung động hay chuyển động của dũng khí trong ống nạp hay khí xả trong đường thải cũng là đặc điểm của ĐCĐT Để đưa động cơ cũng như toàn bộ tổ hợp vào hoạt động cần thiết phải cấp cho động cơ số vòng quay tối thiểu ban đầu. Có nhiều cách khởi động khác nhau như bằng tay, động cơ phụ, bằng điện, bằng khí nén. Tuy nhiên mỗi phương pháp có những ưu nhược điểm khác nhau cần lưa chọn phương án tối ưu nhất ĐCĐT là thiết bị cơ khí, trong đó có nhiều bộ phận được tự động húa nhằm điều khiển các thông số kĩ thuật của chúng. ĐCĐT được coi như một đối tượng điều khiển của tự đông hoá đặc biệt là điều khiển từ xa. Như vậy khi ứng dụng ĐCĐT cần chú ý lựa chọn mức độ tự động hoá. Động cơ lắp trên các thiết bị vận tải đường bộ thường phải làm việc trong điều kiện thay đổi lớn cả về công suất lẫn số vòng quay. Thông thường giữa số vòng quay và công suất không phụ thuộc vào nhau. Tổ hợp động cơ, máy công tác, hệ thống truyền lực làm việc trong điều kiện cụ thể khác nhau, ở các chế độ khác nhau, ở các chế độ khác nhau trong suốt quá trình vận hành. Như vậy về mặt cấu tạo, nguyên lí các bố trí … của chúng phải phù hợp với điều kiện và các chế độ làm việc, khi đó tổ hợp mới thực hiện đúng chức năng của mình. 1. 1. 2 Các đường đặc tính của động cơ đốt trong a. Các chế độ làm việc của đông cơ Các chế độ làm việc của ĐCĐT được đặc trưng bởi một tổ hợp những thông số máy công tác chủ yếu của động cơ như: phụ tải, số vòng quay, trạng thái nhiệt…Chế độ làm việc luôn luôn thay đổi theo đặc điểm sử dụng động cơ. Lớp: K55A - Khoa SPKT Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phạm Thị Lượt Yếu tố chính thể hiện công của động cơ dẫn động các loại máy công tác là công có ích N e (kw) được tính theo mômen có ích (kN.m) và tốc độ quay của trục khuỷu n (vòng /phút) N e = M e . ω =M e . 2Π / 60 = 0, 1047M e . n Hình 1: Đường đặc tính của động cơ và máy công tác. Trong suốt quá trình làm việc phụ tải và tốc độ của động cơ luôn luôn thay đổi theo nhu cầu của máy công tác: Tốc độ nhỏ nhất, phụ thuộc vào điều kiện làm việc ổn định của động cơ. Tốc độ cho phép lớn nhất phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: các điều kiện đảm bảo chu trình công tác và ứng suất nhiệt của các chi tiết, mức giảm của hệ số nạp và nhiều yếu tố khác gây ảnh hưởng xấu tới chu trình công tác, tuổi thọ và độ tin cậy của động cơ Động cơ có thể hoạt động tốt trong phạm vi tốc độ từ nhỏ nhất đến tốc độ lớn nhất cho phép. Ở mỗi tốc độ n, mômen hoặc công suất có thể thay đổi từ không (chế độ không tải) tới giá trị lớn nhất tương ứng với tốc Lớp: K55A - Khoa SPKT Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phạm Thị Lượt độ ấy. Như vậy tổng hợp mọi chế độ có thể làm việc của động cơ trên đồ thị M e (n) hoặc N e (n) sẽ là diện tích đồ thị giới hạn bởi bốn đường: hai đường song song với tung độ đi qua n min (số vòng quay nhỏ nhất) và n max (số vòng quay lớn nhất), bản thân trục hoành và đường a nối các điểm có công suất hoặc mômen cực đại tương ứng với các chế độ làm việc Trên hình 1 giới thiệu hàm N e = f(n) thể hiện trên các đường từ 1 đến 4, mỗi đường tương ứng với một vị trí của cơ cấu điều khiển động cơ (vị trí bướm ga hoặc thanh răng bơm cao áp). Biến thiên về công suất của máy công tác N c cũng là hàm của tốc độ quay n: N c = f(n). Các đường I …IV (hình 1) thể hiện biến thiên theo hàm N c theo n với các mức cản khác nhau Nếu động cơ hoạt động ở một chế độ mà các thông số công tác (công suất, mômen, số vòng quay, trạng thái nhiệt) không thể thay đổi theo thời gian, ta nói: động cơ hoạt động ở chế độ ổn định. Chế độ ổn định chỉ tồn tại khi công suất có ích của động cơ N e bằng công suất của máy công tác, khi không thay đổi cơ cấu điều khiển động cơ cũng như mức cản của máy công tác. Nếu nối liền trục khuỷu của máy công tác với trục quay của động cơ thì số vòng quay của máy công tác bằng số vòng quay của động cơ, lúc ấy muốn xác định chế độ hoạt động của động cơ chỉ cần đặt các đồ thị của động cơ lên cùng một bản vẽ. Điểm cắt của đặc tính động cơ và đặc tính của máy công tác a, …, c đều là các chế độ ổn định của hệ thống động cơ và máy công tác. Nếu như xem xét đường 2 của động cơ và đường II của máy công tác cắt nhau tại a, thì điểm a sẽ là chế độ ; làm việc ổn định của cả hệ thống động cơ và máy công tác. Khi thay đổi điều kiện làm việc của máy công tác sẽ làm thay đổi đường đặc tính về công suất tiêu thụ cho máy công tác N ct . Khi đó công suất tiêu thụ động cơ của động cơ cũng thay đổi để đảm bảo tính tương thích Lớp: K55A - Khoa SPKT Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phạm Thị Lượt Nếu giảm phụ tải, công suất tiêu thụ cho máy công tác từ điểm a đến điểm b (đường III) ở số vòng quay n 1 công suất động cơ sẽ lớn hơn công suất của máy công tác một giá trị ab, làm cho cân bằng về năng lượng tại số vòng quay ổn định n 1 bị phá vỡ. Phần công suất dư ab sẽ được dùng để tăng tốc độ quay của hệ thống cho tới lúc cân bằng về năng lượng được hồi phục tức là đạt tới chế độ ổn định (điểm c) Nếu thay đổi cơ cấu điều khiển động cơ (bướm ga hoặc thanh răng bơm cao áp) khi giữ nguyên phụ tải của máy công tác thì quá trình chuyển biến về chế độ làm việc ổn định của hệ thống cũng tương tự như trên. Như vậy bất kì thay đổi nào dẫn đến thay đổi công suất của động cơ hoặc cộng suất máy công tác đều tạo ra chế độ ổn định mới nhưng công suất và tốc độ quay khác so với chế độ ổn định cũ Trong trường hợp (như động cơ quay máy phát điện, máy nén khí máy bơm nước …) đòi hỏi động cơ làm việc ở tốc độ quay nhất định và không đổi. Muốn vậy cần phải thay đổi vị trí cơ cấu điều khiển động cơ khi tải trọng thay đổi. Muốnthực hiện yêu cầu đó người ta lắp trên động cơ một bộ điều tốc, nếu tốc độ thay đổi thì bộ điều tốc tác động lên cơ cấu điều khiển làm cho động cơ vẫn quay ở tốc độ cũ. Điều kiện làm việc như vậy của động cơ gọi là điều kiện tĩnh tại. Trong điều kiện tĩnh tại, khi thay đổi tải, tốc độ quay của động cơ cũng biến động trongmột giối hạn nhỏ và người ta đã dung hệ số không đồng đều của bộ điều tốc để đánh giá mức độ dao động quay thực tế so với tốc độ quay trung bình của động cơ Giới hạn các chế độ làm việc của động cơ biểu thị trên hình vẽ. Trong đó trục tung biểu thị là công suất tương đối [...]... trạng động cơ bị rốc máy, quá tải như xe số (chạy ép ga khi đang ở số cao và tốc độ xe thấp gây ra tiếng gõ máy cộc cộc) - Do bộ truyền tự động thay đổi tỷ số truyền theo tải trọng và tốc độ nên tránh được tình trạng động cơ bị rốc máy, quá tải như xe số (chạy ép ga khi đang ở số cao và tốc độ xe thấp gây ra tiếng gõ máy cộc cộc) - Không cần phải thường xuyên điều chỉnh bộ truyền như xe truyền động. .. chuyển động trên mặt đường không bằng phẳng mà không bị đổ 2 Nguyên tắc chung về ứng dụng động cơ đốt trong ĐCĐT, HTTL và máy công tác là một tổ hợp thống nhất, chính vì vậy mọi tác động từ bên ngoài lên một trong ba thành phần của tổ hợp sẽ gây tác động lên toàn bộ tổ hợp Khi một trong ba thành phần thay đổi sẽ làm thay đổi tính năng của các thành phần khác và của toàn bộ tổ hợp nói chung Muốn sử dụng. .. các chế độ làm việc của động cơ b.Các đường đặc tính Người ta dùng đặc tính để đánh giá các chỉ tiêu kĩ thuật của động cơ, hoạt động trong các điều kiện khác nhau Đặc tính của động cơ là hàm số thể hiện sự thay đổi các chỉ tiêu công tác chính theo chỉ tiêu công tác khác hoặc theo nhân tố nào đó có ảnh hưởng trực tiếp đến chu trình công tác Các đặc tính sử dụng nhiều trong động cơ gồm có - Đặc tính tốc... tổn thất năng lượng do ma sát ở các cặp chi tiết chuyển động tương đối với nhau gọi là tổn thất cơ khí của HTTL Vấn đề này cần phải đề cập tới khi lựa chọn động cơ làm nguồn động lực Vậy tính tương thích về công suất giữa động cơ và máy công tác là khả năng đáp ứng về năng lượng (mô men quay) của động cơ cho máy công Lớp: K55A - Khoa SPKT Nội Trường ĐHSP Hà Khóa luận tốt nghiệp Phạm Thị Lượt phun đều... SPKT Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Cấu tạo cơ bản của hệ thống truyền động trên xe tay ga Phạm Thị Lượt Hình 68-Bộ truyền động trên xe ga MIO - YAMAHA 1 Trục chính 2 vòng bi 3 vòng bi 4 vòng đệm 5 vòng đệm 6 trục dẫn động 7 Bánh răng 8 đệm lò xo 9 vũngđệm 10 phớt dầu 11 vòng phanh 12 vòng bi B Hoạt đụ̣ng của bụ̣ truyờ̀n đụ̣ng: 1 Động cơ đang ở chế độ garanty: Lớp: K55A - Khoa SPKT Nội Trường... ngoài (hình vẽ đặc tính tốc độ của động cơ chế hoà khí và của động cơ điezen) e Hình 3: đặc tính tốc độ ngoài của động cơ xăng Lớp: K55A - Khoa SPKT Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phạm Thị Lượt Hình 4: đặc tính tốc độ ngoài của động cơ điezen Các đặc tính khi van tiết lưu mở không hoàn toàn hoặc cung cấp nhiên liệu không hoàn toàn gọi là đặc tính tốc độ riêng phần Trên đặc tính biểu diễn các tần... tăng hao tổn cơ học Đặc tính tốc độ được xây dựng theo kết quả thí nghiệm Đặc tính tốc độ ngoài của động cơ thiết kế cũng có thể xây dựng theo công thức thực nghiệm Lớp: K55A - Khoa SPKT Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phạm Thị Lượt Bộ vi sai ra đời là tiến bộ kĩ thuật được ứng dụng trong công nghệ chế tạo ô tô Mô men quay từ động cơ truyền qua bộ vi sai đồng thời ra hai bánh chủ động của ôtô... chính có tỉ lệ hũa khí phù hợp với chế độ tiết kiệm và chế độ toàn tải của động cơ Hình 9- bộ chế hoà khí động cơ xăng 3 Đặc điểm cấu tạo của Hợ̀ thụ́ng đánh lửa Hợ̀ thụ́ng đánh lửa xe máy thường được cấu tạo theo các loại sau: - Hệ thống đánh lửa ắcqui - tiếp điểm - Hệ thống đánh lửa máy phát điện - tiếp điểm - Hệ thống đánh lửa máy phát điện – CDI (Capacitor - Dischange - Ignition) - Hợ̀ thụ́ng đánh... (19) → trục → bánh răng kéo xích(20) → bánh xe IV Hộp số vụ cấp (dùng trên xe tay ga) Hiện nay, do sự tiện dụng của tính năng vận hành, các tiện ích cũng như tính thời trang của nú, xe tay ga đang được ưa chuộng và sử dụng ngày càng nhiều trên thị trường Viợ̀t Nam, nhất là tại các thành phố lớn Chúng ta có thể thấy được một số tính năng và tiện ích của loại xe này như sau: Honda - Spacy 100 Yamaha -... toàn dưới yên xe - Chỗ để chân cho người ngồi lái (sàn xe) thoải mái - Dễ điều khiển, vận hành vì không phải thao tác chuyển đổi số như xe số, chỉ sử dụng tay phải vận hành tăng hoặc giảm ga khi muốn thay đổi tốc độ xe Phanh (thắng) sau thường được điều khiển bằng tay trái Như vậy, hai chân của người lái xe được giải phóng giúp họ điều khiển xe với tư thế thuọ̃n lợi hơn.- Do bộ truyền tự động thay đổi . giáo trỡnh…Về động cơ đốt trong. Ứng dụng của động cơ đốt trong trên xe máy. • Tìm hiểu thông tin về động cơ đốt trong, xe máy, … • Nghiên cứu lí luận dạy học và khai thác ứng dụng của một. 1 Động cơ đốt trong 1. 1. 1 Đặc điểm động cơ trong động cơ đốt trong Trong thực tế sử dụng nhiều loại động cơ đốt trong có nhiều ưu điển so với động cơ khác nên nú được sử dụng rộng rói, trong. chia làm 3 chương: Chương 1: Cơ sở ứng dụng động cơ đốt trong Chương 2: Ứng dụng động cơ đốt trong trên xe máy. Chương 3: Xây dựng mô phỏng hệ thống truyền lực trên xe máy Lớp: K55A - Khoa SPKT