CHƯƠNG III PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ 4JB1-TC hãng ISUZU I) Tổng quan đặc điểm chung động 4JB1-TC hãng ISUZU Động chọn tham khảo loại động 4JB1-TC hãng ISUZU Đây loại động kỳ có kết cấu gồm xylanh bố trí thẳng hàng,thứ tự làm việc xylanh(thứ tự nổ) 1-3-4-2 tương ứng với góc công tác 1800 góc quay trục khuỷu Động có tỷ số nén 17.2.về mặt kết cấu piston có đường kính 93mm tương ứng với hành trình 102mm với thiết kế động tạo công suất lớn 70kw số vòng quay đạt công suất 3400vòng/ph Các hệ thống động có đặc điểm sau: • Hệ thống phân phối khí: Động sử dụng hệ thống phân phối khí dùng xupap treo dẫn động từ trục cam đến xupap theo cách dẫn động gián tiếp thông qua đội,đũa đẩy,cò mổ.trục cam đặt thân máy(hộp te) dẫn động trục khuỷu thông qua truyền bánh nghiêng với cách bố trí làm cho kết cấu buồng cháy nhỏ gọn việc bố trí đường nạp thải cách dễ dàng thoát làm giảm sức cản khí động dòng khí lưu thông.để tăng hiệu nạp thải khí cần phải có góc đóng mở xupap cách hợp lí,đối với loại động góc phân phối sau: - Góc mở sớm xupap nạp: - Góc đóng muộn xupap nạp: - Góc mở sớm xupap thải: - Góc đóng muộn xupap thải: • Hệ thống làm mát: Hệ thống làm mát động cưỡng sử dụng bơm để tạo áp suất,với môi chất làm mát nước.nước lấy từ két nước qua bơm nước tăng áp suất dẫn làm mát phận động sau quay trở két,nước nóng két làm mát không khí nhờ quạt gió dẫn động từ trục khuỷu động cơ.với kiểu làm mát mang lại hiệu suất làm mát cao tỷ nhiệt nước lớn nên nhận lượng nhiệt lớn từ động cơ,làm việc tin cậy ồn.dưới sơ đồ hệ thống làm mát động 4JB1-TC Hình 3-1: Hệ thống làm mát động 4JB1-TC 1.nắp két nước;2.thùng giãn nỡ;3.đầu xylanh;4.két nước;5.quạt làm mát;6.van nhiệt;7.bơm nước;8.bộ sấy;9.bộ làm mát dầu nhờn;10.thiết bị khởi động động trạng thái nguội;11.bơm phun nhiên liệu • Hệ thống nhiên liệu: Hệ thống nhiên liệu động tạo hòa khí trực tiếp buồng cháy cách phun trực tiếp nhiên liệu vào buồng cháy cuối trình nén.nhiên liệu phun vào có áp suất cao nhờ hoạt động bơm cao áp để bay hơi,hòa trộn bốc cháy.bơm cao áp sử dụng động loại bơm phân phối,với loại bơm cần cặp piston xylanh bơm nhiên liệu phân phối tới xylanh động theo thứ tự nổ nhờ hệ thống phân phối bơm Dưới sơ đồ hệ thống nhiên liệu động 4JB1-TC Hình 3-2: Hệ thống nhiên liệu động 4JB1-TC 1.Ống tràn (đường dầu thừa); 2.Vòi phun; 3.Van cắt nhiên liệu kiểu điện từ; 4.Thùng dầu; 5.Thiết bị tách nước; 6.Bầu lọc nhiên liệu • Hệ thống bôi trơn: Sử dụng hệ thống bôi trơn cưỡng te ướt.dầu đưa bôi trơn phận động gia tăng áp suất bơm.bơm dầu loại bơm bánh dẫn động trục cam qua truyền bánh (đường tâm trục bơm dầu lắp thẳng góc với đường tâm trục cam).với hệ thống dầu hút từ te thông qua bơm đến bầu lọc sau theo đường dẫn dầu đến bôi trơn phận động • Cơ cấu trục khuỷu truyền nhóm piston: - Piston: piston chế tạo từ hộp kim nhôm bao kín với xylanh xéc măng bao gồm xéc măng khí xéc măng dầu,phía piston có hình dạng đặc biệt để hứng dầu từ vòi phun dầu để mát piston.dưới hình dạng piston động 4JB1-TC Hình 3-3: Hình dạng piston động 4JB1-TC - Trục khuỷu: trục khuỷu phận quan trọng động cơ, biến chuyển động tịnh tiến thành chuyển đông quay đưa công suất ngoài.với động trục khuỷu có cổ trục loại trục khuỷu đủ cổ Hình dạng kết cấu trục khuỷu 4JB1-TC thể hình 1-12: Hình 3-4: Hình dạng kết cấu trục khuỷu động 4JB1-TC II) Phân tích nhiệm vụ, điều kiện làm việc nguyên lý hệ thống làm mát a) Nhiệm vụ hệ thống làm mát Trong động đốt trong, làm việc sản sinh lượng nhiệt lớn nhiệt truyền cho chi tiết tiếp xúc với khí cháy, người ta ước lượng lượng nhiệt truyền cho chi tiết chiếm khoảng 25-35% nhiệt lượng cháy tỏa ra.vì chi tiết bị nung nóng mãnh liệt nhiệt độ chi tiết cao dẫn đến: - làm giảm sức bền,độ cứng vững tuổi thọ động - Làm giảm độ nhớt dầu bôi trơn gây tăng tổn thất ma sát - Gây bó kẹt piston biến dạng nhiệt - Làm giảm lượng khí nạp vào xylanh Dó động cần phải có hệ thống làm mát để thực trình truyền nhiệt từ khí cháy qua thành buồng cháy đến môi chất làm mát đảm bảo cho chi tiết không nóng không nguội để tránh tác hại kể b) Điều kiện làm việc hệ thống làm mát Hệ thống làm mát phải làm việc tốt điều kiện hoạt động động để đảm bảo chi tiết động làm mát tránh tình trạng hư hỏng động két làm mát.mặt khác hệ thống làm mát phải phù hợp với chế độ nhiệt động chi tiết không nóng không nguội để tránh giảm công suất động truyền cho hệ thống làm mát c) Nguyên lý hệ thống làm mát Hệ thống làm mát sử dụng đông thuộc loại hệ thống làm mát nước tuần hoàn cưỡng bức.các chi tiết hệ thống làm mát bố trí sau: Trong : 1.Nắp két nước;2.Thùng giãn nỡ;3.Đầu xylanh;4.Két nước;5.Quạt làm mát;6.Van nhiệt;7.Bơm nước;8.Bộ sấy;9.Bộ làm mát dầu nhờn;10.Thiết bị khởi động động trạng thái nguội;11.Bơm phun nhiên liệu Nguyên lý hoạt động hệ thống làm mát loại sau: Nước két nước bơm hút qua đường ống hút đẩy vào làm mát thân động cơ,nắp xylanh sau tới van nhiệt 6,tại nước sau làm mát động mà nhiệt độ thấp van đóng đường dẫn két nước đồng thời mở thông đường dẫn nước chạy tới bơm tiếp tục chu trình.nhưng nước làm mát khỏi động nóng đạt tới nhiệt độ van đóng đường dẫn nước tới bơm mở đường dẫn nước qua két nước làm mát không khí nhờ quạt gió 5.nước sau làm mát động phần cho chảy qua phận làm mát dầu để làm mát dầu tránh làm giảm độ nhớt dầu bôi trơn không nguội để không làm tăng độ nhớt dầu tránh tượng khó lưu thông dầu bôi trơn.thùng dãn nỡ có nhiệm vụ tạo nước để làm tăng cột áp tránh tượng xâm thực cho bơm III) - Tính toán thông số hệ thống làm mát Nhiệt lượng truyền cho nước làm mát Qlm: Dựa theo công thức kinh nghiệm ta có: Trong đó: q lượng nhiệt làm mát ứng với đơn vị công suất động cơ.đối với động diesel q= 1100-1140.chọn q=1140 W/KW Và Ne công suất có ích động Ne=67KW Nên ta có: - Lưu lượng nước qua bơm: Với Cn tỷ nhiệt nước.Cn =4187 J/kg.độ Và khối lượng riêng nước độ chênh nhiệt độ nước động Vậy - chọn Lưu lượng lý thuyết bơm cung cấp: với hiệu suất làm việc bơm Thường chọn Nên ta có - Tính bán kính bánh công tác r1: Giả thiết nước chảy bơm thẳng góc nên ta có C 1m=C1 nên theo phương trình lưu lượng ta có: Trong C1 thường có giá trị khoảng 1-3m/s ta chọn C1=2m/s Với r0 bán kính mayơ ta tính theo điều kiện bền bơm: Ta có với M momen xoắn trục bơm,momen xoắn trục bơm xác định từ công suất cản bơm tạo chế độ công suất lớn động momen cản momen cần thiết từ động để dẫn động bơm Mặt khác với động cao tốc(C m>9) để có kết cấu bơm nhỏ gọn người ta thường chọn tỷ số truyền trục bơm nước trục khuỷu nên ta có: (1) Trong công suất bơm(công suất cần thiết để dẫn động bơm) tính từ công thức: Với Gb lưu lượng lý thuyết bơm tạo tính pn áp suất bơm tạo ta chọn hiệu suất giới Vậy : Nên theo (1) ta có: ta chọn Ta có sơ đồ tính trục sau: Như dựa vào sơ đồ ta tính sơ đường kính trục là: Với ta chọn = Nên Nhưng theo tiêu chuẩn ta chọn Theo công thức kinh nghiệm ta có: Chọn Nên r0=7mm Suy ra: Ta chọn - Vận tốc vòng cánh bơm chổ nước ra: Trong đó: chọn pn áp suất cột áp bơm tạo chọn chọn Và hiệu suất thủy lực thường = 0.6-0.7 chọn => - Bán kính bánh công tác r2: Ta có - Vận tốc vòng bánh bơm chổ nước vào: - Góc hợp w1 u1: Ta có: - nên Chiều cao cánh bơm chổ nước vào: Ta có: Trong đó: Z số cánh bánh công tác Z=4-8 cánh ta chọn Z=4 cánh chiều dày cánh chổ nước vào Vậy chọn - Chiều cao cánh bơm chổ nước ra: Ta có: Trong đó: chiều dày cánh chổ nước vào chọn Và Cr tốc độ ly tâm nước chổ xác định theo quan hệ: Nên : lấy • Tính quạt gió: - Lưu lượng quạt : Với ta chọn nhiệt độ trung bình không khí tk=50 0C.và p0 áp suất khí p0=0.1Mpa Vậy Ckk tỷ nhiệt không khí Ckk=1005J/kg.độ độ chênh nhiệt độ không khí qua két chọn Suy : - Diện tích đón gió phận tản nhiệt két nước: Với tốc độ không khí qua két thường độ chuyển động ô tô 12-15 km/h tính đến tốc , Ta chọn Vậy : - Đường kính cánh quạt: Thường giá trị đường kính quạt (0.25-0.65) m theo tính toán ta thấy phù hợp - Đường kính may quạt: Ta chọn : - Đường kính quạt : Đường kính quạt ta chọn giá trị cho lớn đường kính may quạt đảm bảo tính bề dày cánh quạt có kích thước nằm giớ hạn cho phép mà đảm bảo lưu lượng quạt ta chọn r = 10cm - Số vòng quay quạt gió: Với u vận tốc vòng quạt: hệ số phụ thuộc vào dạng cánh cánh phẳng ta chọn sức cản khí động dòng khí chọn Suy : Vậy : - Chiều rộng cánh quạt : Trong đó: R bán kính quạt r bán kính quạt.với r ta chọn giá trị cho lớn đường kính may phải đảm bảo cho bề rộng cánh quạt tính phải nằm giới han cho phép.ở ta chọn sơ r = 0.1m góc nghiêng cánh chon nq số vòng quay quạt thay số ta : ta thấy giá trị bề rộng cánh quạt tính nằm giới hạn cho phép (4070mm) việc chọn r = 0.1m hợp lý • Tính két nước: Diện tích bề mặt truyền nhiệt cho môi chất làm mát két nước (diện tích tiếp xúc với không khí) Với nằm khoảng hệ số truyền nhiệt từ nước đến thành ống có giá trị chọn hệ số tản nhiệt từ bề mặt ống đến không khí chiều dày thành ống chọn hệ số dẫn nhiệt vật liệu hệ số tăng diện tích chọn độ chênh nhiệt độ trung bình môi chất làm mát môi chất làm mát Vậy ta tìm Nên - Kích thước két nước làm mát: Do tỷ lệ nên bề mặt đón gió két nước phải có hình dạng vuông,nên ta có kích thước chiều rộng cao két nước là: - Số ống chứa môi chất làm mát(nước): Như ta chọn hệ số hiệu nên ta có diện tích bên thành ống F1 là: Suy số ống cần thiết có két nước là: Trong đó: F diện tích xung quanh ống Theo giá trị kinh nghiệm kích thước tiết diện ngang ống thường khoảng x ta chọn kích thước tiết diện ngang ống 20x4 Vậy ta có F= 2*(0.02+0.004)*0.48 Với 0.48 chiều cao két nước Suy Ta chọn 150 ống - Hệ số hiệu quả: ra: TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyên lý động đốt GS-TS Nguyễn Tất Tiến NXB giáo dục - 2000 [2] Kết cấu tính toán động đốt tập I, II, III Nguyễn Đức Phú Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp Hà Nội 1977 [3].Giáo trình kết cấu tính toán động đốt Khoa khí giao thông – ĐHBK Đà Nẵng.\ [3] Hướng dẫn đồ án thiết kế động đốt Th.s Nguyễn Quang Trung [4] Catalog Engine ISUZU 4JB1-TC Mechanical Specification & Structure Lấy trang : http://www.docme.ru/doc/279271/nkr-4jb Ngoài có tham khảo số tài liệu: Giáo trình giảng dạy thầy môn động đốt – Khoa khí giao thông – ĐHBK Đà Nẵng [...]... Tiến NXB giáo dục - 2000 [2] Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong tập I, II, III Nguyễn Đức Phú Nhà xuất bản đại học và trung học chuyên nghiệp Hà Nội 1977 [3].Giáo trình kết cấu tính toán động cơ đốt trong Khoa cơ khí giao thông – ĐHBK Đà Nẵng.\ [3] Hướng dẫn đồ án thiết kế động cơ đốt trong Th.s Nguyễn Quang Trung [4] Catalog Engine ISUZU 4JB1- TC Mechanical Specification & Structure Lấy tại trang... thường độ chuyển động của ô tô tại 12-15 km/h thì nếu tính đến tốc , Ta chọn Vậy : - Đường kính ngoài của cánh quạt: Thường thì giá trị của đường kính quạt là (0.25-0.65) m theo tính toán ở trên ta thấy phù hợp - Đường kính của may ơ quạt: Ta chọn : - Đường kính trong của quạt : Đường kính trong của quạt ta chọn giá trị sao cho lớn hơn đường kính may ơ của quạt và đảm bảo khi tính bề dày của cánh quạt... trong của thành ống F1 là: Suy ra số ống cần thiết có trong két nước là: Trong đó: F là diện tích xung quanh của 1 ống Theo các giá trị kinh nghiệm kích thước tiết diện ngang của ống thường trong khoảng x ta chọn kích thước tiết diện ngang của ống là 20x4 Vậy ta có F= 2*(0.02+0.004)*0.48 Với 0.48 là chiều cao của két nước Suy Ta chọn 150 ống - Hệ số hiệu quả: ra: TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyên lý động cơ. .. phép mà vẫn đảm bảo lưu lượng của quạt ta chọn r = 10cm - Số vòng quay của quạt gió: Với u là vận tốc vòng của quạt: là hệ số phụ thuộc vào dạng cánh đối với cánh phẳng thì ta chọn là sức cản khí động của dòng khí chọn Suy ra : Vậy : - Chiều rộng cánh quạt : Trong đó: R là bán kính ngoài của quạt r là bán kính trong của quạt.với r ta chọn giá trị sao cho lớn hơn đường kính của may ơ nhưng phải đảm bảo... nhiệt của vật liệu là hệ số tăng diện tích chọn độ chênh nhiệt độ trung bình của môi chất được làm mát và môi chất làm mát Vậy ta tìm được Nên - Kích thước của két nước làm mát: Do để cho tỷ lệ nên bề mặt đón gió của két nước phải có hình dạng vuông,nên ta có kích thước chiều rộng và cao của két nước là: - Số ống chứa môi chất làm mát(nước): Như ở trên ta đã chọn hệ số hiệu quả nên ta có diện tích. .. trong giới han cho phép.ở đây ta chọn sơ bộ r = 0.1m là góc nghiêng của cánh chon nq là số vòng quay của quạt thay số ta được : ta thấy giá trị bề rộng của cánh quạt tính được nằm trong giới hạn cho phép (4070mm) vậy việc chọn r = 0.1m là hợp lý • Tính két nước: Diện tích của bề mặt truyền nhiệt cho môi chất làm mát két nước (diện tích tiếp xúc với không khí) Với nằm trong khoảng và là hệ số truyền... đó: là chiều dày của cánh tại chổ nước vào chọn Và Cr là tốc độ ly tâm của nước ở chổ ra và được xác định theo quan hệ: Nên : lấy • Tính quạt gió: - Lưu lượng của quạt : Với ta chọn nhiệt độ trung bình không khí là tk=50 0C.và p0 là áp suất khí quyển p0=0.1Mpa Vậy Ckk là tỷ nhiệt của không khí Ckk=1005J/kg.độ là độ chênh nhiệt độ không khí qua két chọn Suy ra : - Diện tích đón gió của bộ phận tản... vòng của cánh bơm tại chổ nước ra: Trong đó: chọn và pn là áp suất cột áp do bơm tạo ra chọn chọn Và là hiệu suất thủy lực thường = 0.6-0.7 chọn => - Bán kính của bánh công tác r2: Ta có - Vận tốc vòng của bánh bơm tại chổ nước vào: - Góc hợp giữa w1 và u1: Ta có: - nên Chiều cao cánh bơm tại chổ nước vào: Ta có: Trong đó: Z là số cánh của bánh công tác Z=4-8 cánh ta chọn Z=4 cánh là chiều dày của. .. Engine ISUZU 4JB1- TC Mechanical Specification & Structure Lấy tại trang : http://www.docme.ru/doc/279271/nkr-4jb Ngoài ra còn có tham khảo một số tài liệu: Giáo trình giảng dạy của các thầy trong bộ môn động cơ đốt trong – Khoa cơ khí giao thông – ĐHBK Đà Nẵng