Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống bôi trơn động cơ dsc-80 sau khi tăng áp thành động cơ dsc-80ta

kÝch th­íc söa ch÷a ®­êng kÝnh cæ trôc ( mm) §­êng kÝnh chèt khuûu ( mm ) ChiÒu dµi chèt khuûu ( mm ) KT tiªu chuÈn Söa ch÷a cèt 1 Söa ch÷a cèt 2 Söa ch÷a cèt 3 1.3.1.2. C¬ cÊu phèi khÝ §éng c¬ DSC-80 l¾p c¬ cÊu phèi khÝ kiÓu xu p¸p treo. C¬ cÊu nµy gåm cã: trôc cam, con ®éi, ®òa ®Èy, cß mæ, trôc cß mæ, c¸c xu p¸p n¹p vµ xu p¸p x¶, èng dÉn h­íng xu p¸p, lß xo xu p¸p, ®Üa lß xo, kho¸ h·m v.v… a. Trôc cam Trôc cam ®­îc chÕ t¹o b»ng thÐp c¸c bon 45, c¸c cam vµ cæ trôc ®­îc t«i cao tÇn víi ®é thÊm t«i ( 1,5 ¸ 2) mm. Cam n¹p vµ cam x¶ cã biªn d¹ng kh¸c nhau. æ ®ì trôc cam lµ lo¹i æ tr­ît. C¸c b¹c æ ®ì cã tr¸ng hîp kim b»ng ®ång thanh ch× ®­îc Ðp vµo lç sau ®ã ®­îc gia c«ng tinh ®Ó ®¶m b¶o ®é ®ång t©m. ë cæ tr­íc cña trôc cã khoan lç däc trôc vµ lç h­íng kÝnh ®Ó dÉn dÇu b«i tr¬n cho c¸c æ trôc cam vµ c¸c b¸nh r¨ng. b. Con ®éi Con ®éi cã d¹ng trô rçng vµ ®­îc chÕ t¹o b»ng thÐp. MÆt tiÕp xóc víi ®Çu ®òa ®Èy ®­îc gia c«ng d¹ng chám cÇu lâm. MÆt ®¸y tiÕp xóc víi cam vµ mÆt trô ngoµi ®­îc t«i cøng vµ mµi tinh ®¹t ®é bãng cao. Trªn bÒ mÆt trô cã khoan lç tho¸t dÇu. c. §òa ®Èy §òa ®Èy ®­îc lµm b»ng thÐp c¸c bon, mét ®Çu tiÕp xóc víi con ®éi cã d¹ng chám cÇu låi cßn ®Çu kia tiÕp xóc víi bu l«ng ®iÒu chØnh l¾p trªn ®Çu cß mæ cã d¹ng cÇu lâm. Hai chám cÇu cña ®òa ®Èy ®­îc nhiÖt luyÖn ®Ó ®¹t ®é cøng (50 ¸ 60) HRC. d. Cß mæ T¸m cß mæ b»ng thÐp rÌn dËp ®­îc l¾p trªn giµn cß mæ, phÝa tiÕp xóc víi ®òa ®Èy cã lç ren l¾p vÝt ®iÒu chØnh, vÝt nµy ®­îc h·m b»ng ®ai èc. Th©n cß mæ cã khoan lç dÉn dÇu b«i tr¬n ®Õn phÝa ®òa ®Èy. PhÝa ®Çu kia lµ mÆt trô ®­îc gia c«ng, nhiÖt luyÖn råi mµi tinh. Lç l¾p ghÐp víi trôc ®­îc Ðp b¹c ®ång thanh ®Ó gi¶m mµi mßn. C¸c cß mæ ®­îc Ðp s¸t víi gi¸ ®ì trôc cß mæ nhê c¸c lß xo gi·n c¸ch, riªng cß mæ thø nhÊt vµ cuèi cïng ®­îc h¹n chÕ chuyÓn dÞch däc trôc nhê ®Öm vµ bu l«ng ®Çu trôc. e. Trôc cß mæ Trôc lµm b»ng thÐp cã d¹ng trô rçng, ®Æt trong bèn gi¸ ®ì b»ng gang. Ba gi¸ ®Çu gièng nhau cßn gi¸ sau cïng cã lç ren ®Ó l¾p èng dÉn dÇu b«i tr¬n cho c¸c cß mæ. BÒ mÆt trô ngoµi ®­îc nhiÖt luyÖn t¹i vïng tiÕp xóc víi cß mæ vµ toµn bé bÒ mÆt ®­îc mµi bãng. Trªn bÒ mÆt cã c¸c lç khoan ®Ó dÉn dÇu tõ lßng trôc tíi b«i tr¬n bÒ mÆt tiÕp xóc víi b¹c cß mæ. Hai ®Çu trôc ®­îc nót kÝn b»ng c¸c ®Öm vµ c¸c bu l«ng. g. Côm xu p¸p. Mçi xy lanh cã mét xu p¸p n¹p vµ xu p¸p x¶. §­êng kÝnh t¸n nÊm xu p¸p n¹p lµ 48 mm vµ cña xu p¸p x¶ lµ 42 mm. Th©n xu p¸p chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn trong èng dÉn h­íng ®­îc ®óc b»ng gang x¸m chuyªn dông CЧЦ – 4. h. Côm b¸nh r¨ng dÉn ®éng H×nh 1.4. VÞ trÝ l¾p c¸c côm b¸nh r¨ng 1- B¸nh r¨ng b¬m thuû lùc; 2- B¸nh r¨ng trôc cam; 3- B¸nh r¨ng trung gian; 4- B¸nh r¨ng dÉn ®éng c¬ b¬m cao ¸p; 5-B¸nh r¨ng dÉn ®éng b¬m dÇu ; 6- B¸nh r¨ng trôc khuûu Côm b¸nh r¨ng gåm c¸c b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng, ®­îc bè trÝ trong khoang riªng biÖt ë phÝa ®Çu ®éng c¬ vµ cã n¾p che kÝn. Côm b¸nh r¨ng gåm b¸nh r¨ng trôc khuûu, b¸nh r¨ng trôc cam, b¸nh r¨ng trung gian, b¸nh r¨ng dÉn ®éng b¬m cao ¸p vµ b¸nh r¨ng dÉn ®éng b¬m thuû lùc. V× ®éng c¬ bèn kú nªn tèc ®é trôc khuûu gÊp hai lÇn tèc ®é trôc cam vµ trôc b¬m cao ¸p. C¸c b¸nh r¨ng lµm nhiÖm vô truyÒn m« men quay tõ trôc khuûu tíi trôc cam, b¬m cao ¸p vµ b¬m dÇu thuû lùc. §Ó ho¹t ®éng cña c¸c xu p¸p vµ viÖc cung cÊp nhiªn liÖu phï hîp víi thø tù lµm viÖc cña c¸c xy lanh, c¸c b¸nh r¨ng ph¶i ®­îc l¾p theo dÊu ®· ®Þnh s½n. Khi l¾p ph¶i b¶o ®¶m vÞ trÝ t­¬ng øng cña c¸c dÊu nh­ trªn h×nh 1.3. 1.3.1.3 HÖ thèng lµm m¸t HÖ thèng lµm m¸t b»ng n­íc trªn ®éng DSC-80 c¬ lµ hÖ thèng kiÓu kÝn tuÇn hoµn c­ìng bøc, trong hÖ thèng cã c¸c phÇn tö: b¬m n­íc, kÐt n­íc, van h»ng nhiÖt, qu¹t giã, ¸o n­íc vµ c¸c ®­êng èng. 1.3.1.4. HÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu B¬m cao ¸p l¾p trªn ®éng c¬ DSC-80 thuéc lo¹i b¬m mét d·y cã 4 ph©n b¬m ký hiÖu: УTH-5. §­êng kÝnh pÝt t«ng cña bé ®«i: 8,5 mm, hµnh tr×nh pÝt t«ng: 8 mm, ¸p suÊt nhiªn liÖu khi n©ng kim phun: (17,5¸18)MPa Th©n b¬m ®­îc ®óc b»ng hîp kim nh«m thµnh mét khèi liÒn, trôc cam l¾p trong th©n b¬m vµ quay trªn hai æ l¨n. Trªn trôc cã bèn vÊu cam ®Ó dÉn ®éng pÝt t«ng bé ®«i th«ng qua con ®éi. B¸nh lÖch t©m trªn trôc lµm nhiÖm vô dÉn ®éng b¬m thÊp ¸p; ®Çu trôc cam cã d¹ng h×nh c«n phay r·nh, trªn ®ã cã l¾p b¸nh r¨ng truyÒn ®éng, ®Çu kia cña trôc ®­îc l¾p ®Üa qu¶ v¨ng cña bé ®iÒu tèc ®a chÕ ®é. Con ®éi cña b¬m kiÓu con l¨n; trôc con l¨n l¾p chÆt víi con ®éi, trªn th©n con ®éi cã gia c«ng mét r·nh ®Ó ®Þnh vÞ. PhÝa trªn con ®éi cã bu l«ng vµ ®ai èc h·m ®Ó ®iÒu chØnh thêi ®iÓm b¾t ®Çu phun nhiªn liÖu theo gãc quay cña trôc cam. Vßi phun kiÓu kÝn cã 5 lç phun, kÝ hiÖu ФД - 22. Trªn b¬m cã l¾p bé ®iÒu tèc ®a chÕ ®é, b¬m thÊp ¸p l¾p cïng côm víi b¬m cao ¸p. 1.3.2. §Æc ®iÓm hÖ thèng b«i tr¬n §éng c¬ DSC-80. 1.3.2.1 NhiÖm vô ®éng c¬ DSC-80 sö dông lµ hÖ thèng b«i tr¬n hçn hîp. DÇu cã ¸p suÊt ®­îc ®­a tíi bÒ mÆt lµm viÖc cña chi tiÕt chÞu t¶i lín d­íi ¸p suÊt cao. Cßn c¸c chi tiÕt lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn thuËn lîi h¬n ®­îc b«i tr¬n theo nguyªn t¾c vung tÐ vµ høng dÇu. C¸c chi tiÕt ®­îc b«i tr¬n d­íi ¸p suÊt cao gåm: b¹c lãt cæ trôc, b¹c lãt ®Çu to thanh truyÒn, trôc giµn cß mæ cña c¬ cÊu phèi khÝ, b¹c trôc cam, b¸nh r¨ng trôc cam. C¸c chi tiÕt cßn l¹i ®­îc b«i tr¬n b»ng dÇu vung tÐ H×nh 1.5. S¬ ®å hÖ thèng b«i tr¬n ®éng c¬ DSC-80 1- KÐt m¸t dÇu; 2- §­êng dÉn dÇu b«i tr¬n cæ trôc chÝnh; 3- BÇu läc ly t©m; 4-L­íi läc b¶o vÖ; 5- Lç n¹p dÇu; 6- Nót x¶ dÇu; 7- Van x¶ gi¶m ¸p; 8- Van gi¶m ¸p; 9- §ång hå ¸p suÊt dÇu; 10- Van an toµn; 11-Phao dÇu: 12- B¬m dÇu. 1.3.2.2 B¬m dÇu B¬m dÇu lµ lo¹i b¬m b¸nh r¨ng mét cÊp, dïng ®Ó cÊp dÇu d­íi ¸p suÊt nhÊt ®Þnh ®Õn c¸c bÒ mÆt lµm viÖc cña c¸c chi tiÕt. B¬m gåm cã: th©n, n¾p, b¸nh r¨ng chñ ®éng vµ b¸nh r¨ng bÞ ®éng. B¸nh r¨ng chñ ®éng Ðp c¨ng vµo trôc cïng then b¸n nguyÖt. §Çu kia cña trôc chñ ®éng cã l¾p b¸nh r¨ng ®Ó nhËn truyÒn ®éng tõ trôc khuûu, b¸nh r¨ng bÞ ®éng quay tr¬n trªn trôc bÞ ®éng l¾p cè ®Þnh víi vá b¬m. Trªn n¾p cña b¬m cã vÊu låi, trong ®ã ng­êi ta gia c«ng vµ l¾p van ®Þnh ¸p ®Ó ng¨n ngõa ¸p suÊt dÇu lªn qu¸ cao do b¬m dÇu t¹o ra khi ®éng c¬ cßn l¹nh hay do tèc ®é trôc khuûu lín hoÆc do c¸c nguyªn nh©n kh¸c. Van ®Þnh ¸p cßn cã chøc n¨ng dù tr÷ n¨ng suÊt b¬m ®Ó ®Ò phßng sù tôt ¸p khi b¸nh r¨ng b¬m dÇu bÞ mßn. Nhê bu l«ng ®iÒu chØnh vµ c¸c ®Öm ta cã thÓ thay ®æi ®­îc ¸p suÊt dÇu do b¬m t¹o ra. Lß xo van ®Þnh ¸p ®­îc ®iÒu chØnh ®Ó ¸p suÊt dÇu ë trong kho¶ng (0,65¸0,7) MPa. L­u l­îng t­¬ng øng cña b¬m 36 lÝt/ phót. 1.3.2.3 KÐt m¸t dÇu KÐt lµm m¸t dÇu dïng ®Ó h¹ thÊp nhiÖt ®é dÇu trong hÖ thèng b«i tr¬n, duy tr× nhiÖt ®é trong kho¶ng (75 ¸ 80)0C. KÐt m¸t gåm c¸c èng b»ng ®ång thau h×nh « van ®­îc hµn víi khoang trªn vµ khoang d­íi. C¸c èng nµy ®­îc hµn víi c¸nh t¶n nhiÖt. KÐt m¸t dÇu ®­îc l¾p tr­íc kÐt lµm m¸t n­íc vµ ®­îc lµm m¸t b»ng dßng kh«ng khÝ do qu¹t giã t¹o ra. 1.3.2.4 BÇu läc ly t©m BÇu läc ly t©m dÇu dïng ®Ó t¸ch c¸c t¹p chÊt c¬ häc khái dÇu b«i tr¬n khi ®éng c¬ lµm viÖc. BÇu läc ly t©m ®­îc l¾p bªn ph¶i ®éng c¬. DÇu ®­îc läc s¹ch theo nguyªn lý ly t©m ®­îc dÉn ®i b«i tr¬n vµ mét phÇn ®i qua lµm kÐt m¸t ®éng c¬. ViÖc läc dÇu theo nguyªn lý ly t©m võa ®¶m b¶o läc s¹ch dÇu, bÇu läc ®ì bÞ t¾c bÈn vµ ¶nh h­ëng tíi kh¶ n¨ng läc dÇu còng nh­ c¶n trë thuû ®éng trong khi ®éng c¬ ho¹t ®éng vµ thuËn tiÖn cho c«ng viÖc b¶o d­ìng. §iÓm næi tréi kh¸c cña lo¹i bÇu läc nµy lµ tuæi thä rÊt cao. Khi söa ch÷a chØ cÇn thay c¸c b¹c r« to vµ c¸c gio¨ng ®Öm bÞ mßn. 1.4. C¸c chØ tiªu ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña hÖ thèng b«i tr¬n 1.4.1. NhiÖm vô cña hÖ thèng b«i tr¬n vµ c«ng dông cña dÇu nhên. HÖ thèng b«i tr¬n cña ®éng c¬ ®èt trong cã nhiÖm vô ®­a dÇu ®Õn c¸c bÒ mÆt ma s¸t, ®ång thêi läc s¹ch nh÷ng t¹p chÊt lÉn trong dÇu nhên khi dÇu nhên tÈy röa c¸c bÒ mÆt ma s¸t vµ lµm m¸t dÇu nhên ®Ó ®¶m b¶o tÝnh n¨ng ho¸ lý cña nã. HÖ thèng b«i tr¬n c¸c lo¹i ®éng c¬ ®èt trong ®Òu dïng dÇu nhên ®Ó lµm gi¶m ma s¸t cña c¸c æ trôc, ®­a nhiÖt l­îng do ma s¸t sinh ra ra khái æ trôc. Ngoµi ra dÇu nhên cßn b¶o vÖ c¸c bÒ mÆt chi tiÕt trong ®éng c¬ kh«ng bÞ gØ (« xy ho¸ bÒ mÆt). DÇu nhên dïng trong hÖ thèng b«i tr¬n cã rÊt nhiÒu lo¹i. Lùa chän sö dông lo¹i dÇu nµo phô thuéc vµo møc ®é phô t¶i cña æ trôc, tÝnh n¨ng tèc ®é vµ møc ®é c­êng ho¸ cña ®éng c¬. Nh­ng nãi chung dÇu nhên trong ®éng c¬ ®èt trong cã bèn c«ng dông c¬ b¶n sau ®©y[2]: 1. B«i tr¬n c¸c bÒ mÆt ma s¸t, lµm gi¶m tæn thÊt ma s¸t. Trong tr­êng hîp nµy dÇu ®ãng vai trß chÊt liÖu trung gian ®Öm gi÷a c¸c bÒ mÆt ma s¸t cã chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi víi nhau khiÕn cho c¸c bÒ mÆt ma s¸t kh«ng trùc tiÕp tiÕp xóc víi nhau. C¨n cø vµo tÝnh chÊt nµy mµ ng­êi ta ph©n ma s¸t tr­ît cña æ trôc thµnh bèn lo¹i: Ma s¸t kh«, ma s¸t ­ít, ma s¸t nöa kh« hay nöa ­ít, ma s¸t tíi h¹n. Trong thùc tÕ qu¸ tr×nh lµm viÖc, ma s¸t cña æ trôc th­êng cã thÓ ®ång thêi tån t¹i ba lo¹i ma s¸t: Ma s¸t ­ít, ma s¸t nöa ­ít vµ vµ ma s¸t tíi h¹n. 2. Lµm m¸t æ trôc: Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc c«ng do tæn thÊt ma s¸t biÕn thµnh nhiÖt n¨ng lµm nhiÖt ®é cña æ trôc t¨ng lªn rÊt cao. NÕu kh«ng cã dÇu nhên c¸c mÆt ma s¸t sÏ bÞ qu¸ nãng råi dÉn ®Õn h­ háng, v× vËy trong tr­êng hîp nµy dÇu nhên ®ãng vai trß chÊt láng lµm m¸t æ trôc, t¶i nhiÖt l­îng do ma s¸t sinh ra ra khái bÒ mÆt æ trôc, b¶o ®¶m nhiÖt ®é lµm viÖc b×nh th­êng cña æ trôc. 3. TÈy röa mÆt ma s¸t: Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, c¸c bÒ mÆt ma s¸t cä x¸t víi nhau g©y nªn mµi mßn, m¹t kim lo¹i r¬i ra b¸m trªn bÒ mÆt ma s¸t. Do cã dÇu nhên ch¶y qua mÆt ma s¸t nªn nã cuèn theo c¸c t¹p chÊt trªn bÒ mÆt ma s¸t, v× vËy b¶o ®¶m mÆt ma s¸t lu«n s¹ch, tr¸nh mµi mßn do c¸c t¹p chÊt c¬ häc. 4. Bao kÝn khe hë gi÷a pÝt t«ng víi xy lanh, gi÷a xÐc m¨ng víi pÝt t«ng: KhiÕn cho kh¶ n¨ng lät khÝ qua c¸c khe hë nµy gi¶m ®i. Bèn c«ng dông kÓ trªn cña dÇu nhên phô thuéc rÊt nhiÒu vµo tÝnh n¨ng ho¸ lý cña dÇu nhên, nhÊt lµ phô thuéc vµo ®é nhít cña nã. 1.4.2. C¸c chØ tiªu ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña hÖ thèng b«i tr¬n. XuÊt ph¸t tõ nhiÖm vô cña hÖ thèng b«i tr¬n vµ c«ng dông cña dÇu b«i tr¬n, khi ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña hÖ thèng b«i tr¬n ®éng c¬ ®èt trong ta cÇn c¨n cø vµo c¸c chØ tiªu sau: 1. L­u l­îng vµ ¸p suÊt cña b¬m dÇu. L­îng dÇu b«i tr¬n vµ lµm m¸t æ trôc phô thuéc vµo sè æ trôc vµ diÖn tÝch ma s¸t. øng víi mçi tr¹ng th¸i nhiÖt cña æ tr­ît l­u l­îng dÇu nhên ch¶y qua æ ch¼ng nh÷ng phô thuéc vµo khe hë æ tr­ît, ¸p suÊt cña b¬m dÇu, chiÒu dµi t­¬ng ®èi cña æ, vÞ trÝ cña trôc trong cña trôc trong æ, vÞ trÝ vµ sè l­îng lç dÉn dÇu vµo æ tr­ît. Trong bÊt kú tr­êng hîp nµo, ®Òu ph¶i b¶o ®¶m l­u l­îng dÇu qua æ tr­ît ®¹t gi¸ trÞ tèi ®a. §Ó ®¹t ®­îc ®iÒu kiÖn nµy ngoµi viÖc tÝnh to¸n kÕt cÊu hîp lý th× b¬m dÇu ph¶i ®¶m b¶o ®ñ l­u l­îng vµ ¸p lùc ®Ó cung cÊp ®Õn c¸c vÞ trÝ b«i tr¬n. B«i tr¬n cæ trôc vµ chèt khuûu th­êng dïng dÇu cã ¸p suÊt cao tõ (0,3 ¸ 0,8 MPa). 2. B¶o ®¶m lµm m¸t cho dÇu nhên n»m trong kho¶ng nhiÖt ®é lµm viÖc ®Ó b¶o ®¶m tÝnh chÊt ho¸ lý. Khi ®éng c¬ lµm viÖc nhiÖt ®é cña dÇu nhên t¨ng lªn kh«ng ngõng ®ã lµ do c¸c nguyªn nh©n c¬ b¶n d­íi ®©y: - DÇu nhên lµm m¸t æ trôc t¶i nhiÖt l­îng sinh ra tõ c¸c æ trôc ra ngoµi, - DÇu nhên tiÕp xóc víi c¸c chi tiÕt m¸y cã nhiÖt ®é cao nhÊt lµ dÇu nhên phun ®Ó lµm m¸t ®Ønh pÝt t«ng. Khi nhiÖt ®é t¨ng cao c¸c tÝnh chÊt ho¸ lý cña dÇu nhên thay ®æi theo chiÒu h­íng xÊu ®i ®Æc biÖt lµ ®é nhít ®éng häc gi¶m ®i, ®iÒu nµy sÏ g©y ¶nh h­ëng xÊu ®Õn chÊt l­îng b«i tr¬n c¸c bÒ mÆt ma s¸t. §Ó ®¶m b¶o nhiÖt ®é lµm viÖc cña dÇu nhên æn ®Þnh, gi÷ cho ®é nhít cña dÇu kh«ng ®æi, ®¶m b¶o kh¶ n¨ng b«i tr¬n, kÐt m¸t dÇu nhên ph¶i ®¶m b¶o c¸c chØ tiªu trao ®æi nhiÖt ®Ó ®­a nhiÖt ®é tõ dÇu b«i tr¬n trao ®æi ra ngoµi m«i tr­êng gi÷ cho nhiÖt ®é cña dÇu æn ®Þnh trong kho¶ng lµm viÖc (75 ¸ 80)0C. 3. §iÒu kiÖn lµm viÖc cña æ tr­ît ph¶i ®¶m b¶o. Khi ®éng c¬ lµm viÖc, æ tr­ît ph¶i b¶o ®¶m ®iÒu kiÖn h×nh thµnh mµng dÇu b«i tr¬n, ma s¸t gi÷a trôc vµ æ trôc chuyÓn dÇn tõ ma s¸t kh« hoÆc nöa kh« sang ma s¸t ­ít. Tr¹ng th¸i nhiÖt cña æ tr­ît thÓ hiÖn rÊt râ ë nhiÖt ®é cña mµng dÇu b«i tr¬n. Nãi chung ®èi víi æ trôc dïng hîp kim ®ång ch× nhiÖt ®é trung b×nh cña æ tr­ît kh«ng ®­îc cao qu¸ 110 oC, ®èi víi æ trôc dïng hîp kim ba bÝt, nhiÖt ®é cña æ trôc kh«ng cao qu¸ 100 oC. KÕt luËn ch­¬ng 1 Trong ch­¬ng mét ®· nªu nh÷ng ®Æc tÝnh kü thuËt c¬ b¶n cña ®éng c¬ DSC -80 tr­íc vµ sau khi t¨ng ¸p. Sù thay ®æi vÒ c¸c th«ng sè kü thuËt ®Æc biÖt lµ c«ng suÊt cña ®éng c¬ sau khi t¨ng ¸p cao h¬n, dÉn ®Õn sù thay ®æi ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña c¸c c¬ cÊu, hÖ thèng, nhÊt lµ phô t¶i tóc dông lªn chèt khuûu vµ cæ trôc ®©y lµ c¬ së cho viÖc tÝnh to¸n ®éng lùc häc ë ch­¬ng 2. MÆt kh¸c trong ch­¬ng 1 còng ®· ph©n tÝch nh÷ng ®Æc ®iÓm kÕt cÊu c¬ b¶n cña ®éng c¬ DSC-80 vµ nh÷ng chØ tiªu ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña hÖ thèng b«i tr¬n lµ c¬ së ®Ó ®¸nh gi¸ khi ®· cã kÕt qu¶ tÝnh to¸n. Ch­¬ng 2 TÝnh to¸n ®éng lùc häc ®éng c¬ DSC-80TA Lùc khÝ thÓ sinh ra bªn trong xy lanh do m«i chÊt c«ng t¸c bÞ nÐn vµ ch¸y gi·n në lµ mét hµm tuÇn hoµn cã chu kú øng víi hai vßng quay cña trôc khuûu cña ®éng c¬. Mèi quan hÖ gi÷a lùc khÝ thÓ vµ gãc quay cña trôc khuûu ®éng c¬ ®­îc x¸c ®Þnh d­íi d¹ng ®å thÞ Pkt- a lÊy tõ kÕt qu¶ luËn ¸n cña TiÕn sü Lª §×nh Vò[8] . 2.1 C¸c th«ng sè nhiÖt ®éng cña chu tr×nh c«ng t¸c ®éng c¬ DSC-80TA C¸c th«ng sè nhiÖt ®éng cña chu tr×nh ®­îc thèng kª trong b¶ng 2.1 B¶ng 2.1. C¸c th«ng sè nhiÖt ®éng chu tr×nh ®éng c¬ DSC-80TA Gãc quay trôc khuûu (®é) NhiÖt ®é buång ch¸y (oK) ¸p suÊt buång ch¸y (bar) ¸p suÊt buång ch¸y (MPa) pkt (p- p0) (Mpa) 0 900,81 2,5356 0,25356 0,15356 10 789,65 1,5376 0,15376 0,05376 20 684,07 1,2761 0,12761 0,02761 30 586,74 1,2314 0,12314 0,02314 40 516,52 1,2413 0,12413 0,02413 50 472,12 1,2739 0,12739 0,02739 60 445,31 1,3246 0,13246 0,03246 70 424,14 1,3028 0,13028 0,03028 80 411,38 1,3053 0,13053 0,03053 90 405,27 1,3468 0,13468 0,03468 100 401,31 1,3846 0,13846 0,03846 110 399,23 1,4257 0,14257 0,04257 120 397,81 1,4598 0,14598 0,04598 130 397,83 1,5027 0,15027 0,05027 140 398,47 1,5452 0,15452 0,05452 150 399,38 1,5830 0,15830 0,05830 160 400,53 1,6158 0,16158 0,06158 170 402,24 1,6504 0,16504 0,06504 180 404,31 1,6849 0,16849 0,06849 190 406,57 1,7176 0,17176 0,07176 200 409,07 1,7506 0,17506 0,07506 210 411,98 1,7905 0,17905 0,07905 220 418,04 1,8815 0,18815 0,08815 230 426,83 2,0220 0,20220 0,10220 240 438,33 2,2200 0,22200 0,12200 250 452,93 2,4941 0,24941 0,14941 260 471,32 2,8766 0,28766 0,18766 270 494,39 3,4194 0,34194 0,24194 280 523,31 4,2082 0,42082 0,32082 290 559,89 5,3976 0,53976 0,43976 300 605,94 7,2447 0,72447 0,62447 310 664,34 10,251 1,02513 0,92513 320 738,38 15,368 1,53682 1,43682 330 830,65 24,343 2,43436 2,33436 340 938,14 39,630 3,96309 3,86309 350 1104,64 64,407 6,44075 6,34075 360 1361,36 91,808 9,18087 9,08087 370 1655,27 98,450 9,84504 9,74504 380 1848,36 80,400 8,04002 7,94002 390 1884,46 57,105 5,71050 5,61050 400 1815,77 39,157 3,91570 3,81570 410 1705,93 27,297 2,72972 2,62972 420 1594,16 19,769 1,97692 1,87692 430 1503,98 15,340 1,53400 1,43400 440 1494,84 14,945 1,49459 1,39459 450 1413,16 11,793 1,17934 1,07934 460 1346,57 9,6635 0,96635 0,86635 470 1292,64 8,1851 0,81851 0,71851 480 1248,88 7,1340 0,71340 0,61340 490 1213,43 6,3748 0,63748 0,53748 500 1184,80 5,8203 0,58203 0,48203 510 1160,49 5,3875 0,53875 0,43875 520 1137,86 5,0092 0,50092 0,40092 530 1113,65 4,6211 0,46211 0,36211 540 1086,62 4,2074 0,42074 0,32074 550 1058,82 3,8094 0,38094 0,28094 560 1031,33 3,4423 0,34423 0,24423 570 1004,31 3,1087 0,31087 0,21087 580 978,28 2,8120 0,28120 0,18120 590 953,91 2,5556 0,25556 0,15556 600 932,06 2,3437 0,23437 0,13437 610 913,81 2,1807 0,21807 0,11807 620 900,30 2,0711 0,20711 0,10711 630 890,51 2,0002 0,20002 0,10002 640 882,80 1,9502 0,19502 0,09502 650 877,79 1,9261 0,19261 0,09261 660 875,80 1,9305 0,19305 0,09305 670 875,65 1,9533 0,19533 0,09533 680 876,82 1,9914 0,19914 0,09914 690 878,57 2,0400 0,20400 0,10400 700 881,37 2,1068 0,21068 0,11068 710 891,81 2,2660 0,22660 0,12660 720 900,81 2,5356 0,25356 0,15356 2.2. TÝnh to¸n ®éng lùc häc ®éng c¬ DSC-80TA 2.2.1. Lùc vµ m« men t¸c dông lªn c¬ cÊu khuûu trôc thanh truyÒn. Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc c¬ cÊu khuûu trôc thanh truyÒn chÞu c¸c lùc t¸c dông sau ®©y: - Lùc do m«i chÊt khi chÞu nÐn vµ khi ch¸y gi¶n në sinh ra gäi t¾t lµ lùc khÝ thÓ. - Lùc qu¸n tÝnh cña qu¸n tÝnh cña c¸c khèi l­îng chuyÓn ®éng . - Träng lùc. - Lùc ma s¸t. Trõ träng lùc, chiÒu vµ trÞ sè cña c¸c lùc kh¸c ®Òu thay ®æi theo vÞ trÝ cña pÝt t«ng trong chu tr×nh c«ng t¸c cña ®éng c¬. Trong c¸c lùc nãi trªn lùc khÝ thÓ vµ lùc qu¸n tÝnh cã trÞ sè lín h¬n c¶ nªn trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n sau nµy chØ xÐt ®Õn hai lo¹i lùc nµy. 2.2.2. Lùc KhÝ thÓ Khi tÝnh to¸n ng­êi ta th­êng dïng ¸p suÊt t­¬ng ®èi, nªn: pkt = p – p0 (MPa) pkt- ¸p suÊt khÝ thÓ tÝnh theo ¸p suÊt t­¬ng ®èi (MPa) p- ¸p suÊt khÝ thÓ trong tÝnh to¸n nhiÖt (MPa) p0- ¸p suÊt khÝ trêi (MPa) Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n nhiÖt thèng kª trong b¶ng 2.1 ta x©y dùng ®­îc ®å thÞ ¸p suÊt khÝ thÓ theo gãc quay trôc khuûu nh­ h×nh 2.1 H×nh 2.1. §å thÞ lùc pkt theo gãc quay trôc khuûu a 2.2.3. Lùc qu¸n tÝnh. * Lùc qu¸n tÝnh cña khèi l­îng tham gia chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn. Lùc qu¸n tÝnh cña khèi l­îng tham gia chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau[2]: Pj= -Mj.R.w2.(cosa +l cos2a) (2-1) (MN) = Pj1+Pj2 Trong ®ã: - Pj1 = - Mj.R.w2.cosa lµ lùc qu¸n tÝnh chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cÊp mét - Pj2 = - Mj.R.w2.l.cos2a lµ lùc qu¸n tÝnh tÝnh chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cÊp hai - Mj: Khèi l­îng c¸c chi tiÕt tham gia chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cña c¬ cÊu khuûu trôc thanh truyÒn (kg) Mj = Mnp+ M1 (kg) - Mnp: khèi l­îng cña nhãm pÝt t«ng = 2,2 (kg) - M1: khèi l­îng thanh truyÒn quy vÒ ®Çu nhá vµ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc[2]: M1 = (0,275 ÷ 0,3)Mtt (2-2) chän M1 = 0,285Mtt = 0,285.3,9 = 1,1115 (kg) Khèi l­îng thanh truyÒn quy vÒ ®Çu to: M2 = Mtt – M1 =3,9 - 1.1115 = 2,7885 (kg) Khèi l­îng chuyÓn ®éng tÞnh cña c¬ cÊu khuûu trôc thanh truyÒn: Mj = Mnp+ M1 = 2,2 +1,1115 =3.3115 (kg) - l: Tham sè kÕt cÊu ®­îc tÝnh b»ng c«ng thøc[2]: (2- 3) - R: B¸n kÝnh quay cña trôc khuûu (m) - L: ChiÒu dµi cña thanh truyÒn (m) - w: Tèc ®é gãc cña trôc khuûu øng víi chÕ ®é c«ng suÊt ®Þnh nN: (2- 4) Trong ®ã: nN- Tèc ®é vßng cña trôc khuûu øng víi c«ng suÊt ®Þnh møc =3,14 (1/s) Khi tÝnh to¸n ®éng lùc häc, ng­êi ta th­êng tÝnh lùc trªn mét ®¬n vi diÖn tÝch ®Ønh pÝt t«ng, do ®ã (2-5) (MPa) Trong ®ã: lµ khèi l­îng tham gia chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn tÝnh trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch ®Ønh pÝt t«ng (kg/m2) * Lùc qu¸n tÝnh cña khèi l­îng tham gia chuyÓn ®éng quay. Lùc qu¸n tÝnh cña khèi l­îng chuyÓn ®éng quay ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc[2]: PR = - MRRw2 = const (2-6) Trong ®ã: MR- khèi l­îng chuyÓn ®éng quay cña khuûu trôc (kg) MR= Mk + M2 Trong ®ã MK lµ phÇn khèi l­îng tham gia chuyÓn ®éng quay cña khuûu trôc . PhÇn khèi l­îng nµy ®­îc x¸c ®Þnh tõ b¶n vÏ trôc khuûu do phßng thiÕt kÕ chÕ t¹o nhµ m¸y diesel S«ng C«ng cung cÊp. T¸c gi¶ luËn v¨n ®· sö dông phÇn mÒm SolidWorks x¸c ®Þnh Mk trªn c¬ c¸c së kÝch th­íc tõ b¶n vÏ. (B¶n vÏ trôc khuûu vµ c¸c m¸ khuûu liªn quan ®Õn phÇn tÝnh to¸n ®éng lùc häc ®­îc tr×nh bµy ë phô lôc 1) KÕt qu¶ tÝnh to¸n nh­ sau: Mk= Mch+MR2+MR3 Trong ®ã: Mch: lµ khèi l­îng cña chèt khuûu MR2: lµ khèi l­îng m¸ 2 quy dÉn vÒ t©m chèt khuûu MR3: lµ khèi l­îng m¸ 3 quy dÉn vÒ t©m chèt khuûu M¸ khuûu 2 cã khèi l­îng Mm2=2,58(kg), träng t©m m¸ c¸ch t©m quay trôc khuûu kho¶ng c¸ch rm2=26,11 mm. Khèi l­îng m¸ 2 quy dÉn vÒ ®­êng t©m chèt khuûu lµ: (kg) M¸ khuûu 3 cã khèi l­îng Mm3 = 2,86 (kg) Träng t©m m¸ c¸ch t©m quay trôc khuûu mét ®o¹n rm3=19,22 mm. Khèi l­îng m¸ 3 quy dÉn vÒ ®­êng t©m chèt khuûu lµ: (kg) Chèt khuûu cã khèi l­îng lµ: Mch= 1,27 (kg) PhÇn khèi l­îng chuyÓn ®éng quay Mk cña mét khuûu trôc quy dÉn vÒ ®­êng t©m chèt khuûu lµ: Mk=Mch+MR2+MR3 = 1,27+1,07+0.88 = 3,228 (kg) Toµn bé phÇn khèi l­îng chuyÓn ®éng quay MR cña mét khuûu trôc quy dÉn vÒ ®­êng t©m chèt khuûu lµ: MR= Mk+M2= 3,228 + 2,7885 = 6,0165 (kg) Lùc qu¸n tÝnh cña khèi l­îng tham gia chuyÓn ®éng quay tÝnh trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch ®Ønh pÝt t«ng: Trong ®ã: khèi l­îng tham gia chuyÓn ®éng quay tÝnh trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch ®Ønh pÝt t«ng. (kg/m2) (MPa) = const Tõ c¸c th«ng sè ®· cã ta tÝnh to¸n ®­îc gi¸ trÞ lùc qu¸n tÝnh chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn theo gãc quay a cña trôc khuûu ®­îc biÓu diÔn b»ng ®å thÞ trªn h×nh 2.2 vµ ®­îc thèng kª trong b¶ng 2.2 vµ . H×nh 2.2. §å thÞ lùc qu¸n tÝnh pj theo gãc quay trôc khuûu a 2.2.4. Hîp lùc vµ m« men t¸c dông lªn c¬ cÊu khuûu trôc thanh truyÒn S¬ ®å lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu khuûu trôc thanh truyÒn ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh 2.3. Lùc t¸c dông trªn chèt pÝt t«ng lµ hîp lùc cña lùc khÝ thÓ vµ lùc qu¸n tÝnh. Lùc tæng hîp tÝnh trªn ®¬n vÞ diÖn tÝch ®Ønh pÝt t«ng[2]: på = pkt+pj (2-7) Trong ®ã: pkt- Lùc khÝ thÓ pj - Lùc qu¸n tÝnh chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn a På Ptt Pkt Pj N P’å P’tt P’’tt P’tt N’ T Zt Pk w A b H×nh 2.3. Lùc vµ m« men t¸c dông lªn c¬ cÊu khuûu trôc thanh truyÒn Sù biÕn thiªn cña lùc khÝ thÓ pkt, lùc qu¸n tÝnh pj vµ hîp lùc på cña ®éng c¬ DSC-80TA ®­îc tr×nh bµy trªn h×nh 2.4 vµ ®­îc thèng kª trong b¶ng 2.2. Ph©n tÝch lùc På thµnh hai thµnh phÇn [2]: (2-8) - ptt t¸c dông trªn ®­êng t©m thanh truyÒn gäi lµ lùc thanh truyÒn. - N t¸c dông vu«ng gãc víi ®­êng t©m xi lanh gäi lµ lùc ngang Lùc khÝ thÓ do ¸p suÊt khÝ thÓ sinh ra t¸c dông lªn n¾p xi lanh, lªn th©n m¸y vµ lªn pÝt t«ng. - Hîp lùc på t¸c dông lªn chèt pÝt t«ng sinh ra lùc ®Èy thanh truyÒn, nh­ng còng ®ång thêi t¸c dông lªn æ trôc vµ th©n m¸y. H×nh 2.4. §å thÞ lùc pkt, pj, pS theo gãc quay trôc khuûu a Tõ quan hÖ l­îng gi¸c cã thÓ cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc ptt vµ N (2-9) Ph©n tÝch ptt thµnh hai thµnh phÇn: lùc tiÕp tuyÕn T vµ lùc ph¸p tuyÕn Z ( sau khi ®· dêi xuèng t©m chèt khuûu ) ta x¸c ®Þnh trÞ sè cña T vµ Z b»ng c¸c quan hÖ d­íi ®©y[2]: (2-10) Quan hÖ vµ theo a, l ®­îc thèng kª trong phÇn phô lôc [2] C¸c gi¸ trÞ cña lùc tiÕp tuyÕn T vµ lùc ph¸p tuyÕn Z theo gãc quay a ®­îc thèng kª trong b¶ng 2.2. B¶ng 2.2. KÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu khuûu trôc thanh truyÒn theo gãc quay trôc khuûu cña ®éng c¬ DSC-80TA a pkt (MPa) pj (MPa) pS (MPa) T (MPa) Z (MPa) 0 0,1536 -1,4671 -1,3135 0,0000 -1,3135 10 0,0538 -1,4313 -1,3775 -0,3030 -1,3458 20 0,0276 -1,3250 -1,2974 -0,5579 -1,1780 30 0,0231 -1,1563 -1,1332 -0,7014 -0,9043 40 0,0241 -0,9391 -0,9150 -0,7128 -0,5966 50 0,0274 -0,6850 -0,6576 -0,5938 -0,3157 60 0,0325 -0,4216 -0,3892 -0,3841 -0,1129 70 0,0303 -0,1559 -0,1257 -0,1294 -0,0118 80 0,0305 0,0924 0,1229 0,1270 -0,0123 90 0,0347 0,3130 0,3477 0,3477 -0,0981 100 0,0385 0,4944 0,5329 0,4993 -0,2382 110 0,0426 0,6342 0,6768 0,5746 -0,3993 120 0,0460 0,7335 0,7795 0,5807 -0,5535 130 0,0503 0,7971 0,8473 0,5330 -0,6830 140 0,0545 0,8306 0,8851 0,4487 -0,7789 150 0,0583 0,8444 0,9027 0,3439 -0,8431 160 0,0616 0,8467 0,9083 0,2307 -0,8829 170 0,0650 0,8444 0,9095 0,1155 -0,9031 180 0,0685 0,8433 0,9118 0,0000 -0,9118 190 0,0718 0,8444 0,9162 -0,1164 -0,9098 200 0,0751 0,8467 0,9218 -0,2341 -0,8960 210 0,0790 0,8444 0,9235 -0,3518 -0,8625 220 0,0881 0,8306 0,9187 -0,4658 -0,8085 230 0,1022 0,7971 0,8993 -0,5656 -0,7248 240 0,1220 0,7335 0,8555 -0,6374 -0,6074 250 0,1494 0,6342 0,7836 -0,6653 -0,4623 260 0,1877 0,4944 0,6821 -0,6391 -0,3049 270 0,2419 0,3130 0,5550 -0,5550 -0,1565 280 0,3208 0,0924 0,4132 -0,4269 -0,0413 290 0,4398 -0,1559 0,2838 -0,2923 0,0267 300 0,6245 -0,4216 0,2028 -0,2002 0,0588 310 0,9251 -0,6850 0,2401 -0,2168 0,1153 320 1,4368 -0,9391 0,4977 -0,3877 0,3245 330 2,3344 -1,1563 1,1780 -0,7292 0,9401 340 3,8631 -1,3250 2,5381 -1,0914 2,3046 350 6,3408 -1,4313 4,9095 -1,0801 4,7966 360 9,0809 -1,4671 7,6138 0,0000 7,6138 370 9,7450 -1,4313 8,3138 1,8290 8,1226 380 7,9400 -1,3250 6,6150 2,8445 6,0065 390 5,6105 -1,1563 4,4542 2,7571 3,5544 400 3,8157 -0,9391 2,8765 2,2408 1,8755 410 2,6297 -0,6850 1,9447 1,7561 0,9335 420 1,8769 -0,4216 1,4553 1,4364 0,4220 430 1,4340 -0,1559 1,2781 1,3164 0,1201 440 1,3946 0,0924 1,4870 1,5361 -0,1487 450 1,0793 0,3130 1,3924 1,3924 -0,3927 460 0,8663 0,4944 1,3608 1,2750 -0,6083 470 0,7185 0,6342 1,3527 1,1484 -0,7981 480 0,6134 0,7335 1,3469 1,0035 -0,9563 490 0,5375 0,7971 1,3345 0,8394 -1,0756 500 0,4820 0,8306 1,3126 0,6655 -1,1551 510 0,4387 0,8444 1,2832 0,4889 -1,1985 520 0,4009 0,8467 1,2477 0,3169 -1,2127 530 0,3621 0,8444 1,2065 0,1532 -1,1981 540 0,3207 0,8433 1,1640 0,0000 -1,1640 550 0,2809 0,8444 1,1254 -0,1429 -1,1175 560 0,2442 0,8467 1,0910 -0,2771 -1,0604 570 0,2109 0,8444 1,0553 -0,4021 -0,9856 580 0,1812 0,8306 1,0118 -0,5130 -0,8903 590 0,1556 0,7971 0,9526 -0,5992 -0,7678 600 0,1344 0,7335 0,8679 -0,6466 -0,6162 610 0,1181 0,6342 0,7523 -0,6387 -0,4438 620 0,1071 0,4944 0,6015 -0,5636 -0,2689 630 0,1000 0,3130 0,4131 -0,4131 -0,1165 640 0,0950 0,0924 0,1874 -0,1936 -0,0187 650 0,0926 -0,1559 -0,0633 0,0652 -0,0060 660 0,0930 -0,4216 -0,3286 0,3243 -0,0953 670 0,0953 -0,6850 -0,5897 0,5325 -0,2830 680 0,0991 -0,9391 -0,8400 0,6544 -0,5477 690 0,1040 -1,1563 -1,0523 0,6514 -0,8398 700 0,1107 -1,3250 -1,2143 0,5221 -1,1026 710 0,1266 -1,4313 -1,3046 0,2870 -1,2746 720 0,1536 -1,4671 -1,3135 0,0000 -1,3135 2.3. §å thÞ vÐc t¬ phô t¶i t¸c dông lªn cæ trôc ®éng c¬ DSC-80TA. 2.3.1.Gãc lÖch c«ng t¸c vµ thø tù lµm viÖc cña ®éng c¬ DSC-80TA. §éng c¬ DSC-80TA cã s¬ ®å kÕt cÊu trôc khuûu nh­ trªn h×nh 2.5. Gãc c«ng t¸c ®­îc tÝnh theo c«ng thøc[2]: (2-11) Trong ®ã: t- sè kú cña ®éng c¬ i- sè xy lanh cña ®éng c¬ §éng c¬ DSC-80TA lµm viÖc theo thø tù 1-3-4-2 ,do ®ã : Khi khuûu trôc cña xi lanh thø nhÊt n»m ë vÞ trÝ a1= 0o th× : khuûu trôc cña xi lanh thø 2 n»m ë vÞ trÝ a2= 180o khuûu trôc cña xi lanh thø 3 n»m ë vÞ trÝ a3= 540o khuûu trôc cña xi lanh thø 4 n»m ë vÞ trÝ a4= 360o0 - 1 1 - 2 2 - 3 3 - 4 4 - 0 2a a a 2a 1 4 2 3 H×nh 2.5. S¬ ®å trôc khuûu ®éng c¬ DSC-80TA 2.3.2. §å thÞ vÐc t¬ phô t¶i t¸c dông lªn cæ trôc 2- 3 ®éng c¬ DSC-80TA. §å thÞ vÐc t¬ phô t¶i t¸c dông lªn cæ trôc cã d¹ng t­¬ng ®èi phøc t¹p v× lùc t¸c dông lªn cæ trôc lµ hîp lùc cña c¸c ph¶n lùc do lùc t¸c dông trªn hai khuûu trôc dïng chung cæ trôc. Do ®ã nã phô thuéc vµo vÞ trÝ t­¬ng ®èi gi÷a hai khuûu trôc vµ trÞ sè cña lùc t¸c dông trªn hai khuûu dïng chung cæ trôc. Khi vÏ ®å thÞ vÐc t¬ phô t¶i lªn cæ trôc, ta gi¶ thiÕt lùc t¸c dông trªn mét khuûu trôc chØ t¸c dông lªn hai cæ trôc gÇn nhÊt. Nh­ vËy trong sè c¸c cæ trôc cña ®éng c¬ DSC-80TA cæ trôc 2-3 lµ cæ trôc chÞu phô t¶i lín nhÊt v× nã n»m gi÷a hai khuûu trôc cã gãc lÖch khuûu trôc lµ 360 ®é. Cæ trôc nµy th­êng ®­îc lµm dµi h¬n ®Ó ®¶m b¶o ¸p suÊt riªng bÒ mÆt t­¬ng ®­¬ng víi c¸c cæ trôc kh¸c. Cæ trôc 2-3 chÞu t¸c dông cña ph¶n lùc do lùc t¸c dông trªn c¸c khuûu trôc 2 vµ khuûu trôc 3 sinh ra. Do c¸c khuûu trôc nµy cã gãc lÖch lµ 360 ®é vµ khuûu trôc cã kÕt cÊu hoµn toµn ®èi xøng nªn cã thÓ thiÕt lËp ®­îc c¸c ph­¬ng tr×nh cña lùc tiÕp tuyÕn vµ lùc ph¸p tuyÕn t¸c dông lªn cæ trôc 2 – 3. (2.12) Trong ®ã: T’’2 lµ ph¶n lùc cña lùc tiÕp tuyÕn lªn cæ trôc 2 -3 do do lùc tiÕp tuyÕn cña khuûu trôc thø 2 g©y ra, T’3 lµ ph¶n lùc cña lùc tiÕp tuyÕn lªn cæ trôc 2 -3 do do lùc ph¸p tuyÕn cña khuûu trôc thø 3 g©y ra, Z’’2 lµ ph¶n lùc cña lùc ph¸p tuyÕn lªn cæ trôc 2 -3 do do lùc ph¸p tuyÕn cña khuûu trôc thø 2 g©y ra, Z’3 lµ ph¶n lùc cña lùc tiÕp tuyÕn lªn cæ trôc 2 -3 do do lùc tiÕp tuyÕn cña khuûu trôc thø 3 g©y ra, LÊy khuûu trôc cña xy lanh thø 2 lµm chuÈn th× khi khuûu trôc cña xy lanh thø 2 ë vÞ trÝ a = 0o th× khi khuûu trôc cña xy lanh thø 3 ë vÞ trÝ =(a+360o) Nh­ vËy cã thÓ viÕt l¹i ph­¬ng tr×nh (2.12) nh­ sau : (2.13)G Tuy nhiªn ®Ó vÏ ®å thÞ ®­îc tiÖn lîi ng­êi ta th­êng quy ­íc vÏ ®å thÞ phô t¶i víi gi¶ thiÕt c¸c ph¶n lùc T2-3 vµ Z2-3 cïng chiÒu víi lùc t¸c dông. §ång thêi khi xÐt c¸c hîp lùc cña c¸c lùc t¸c dông lªn cæ trôc 2-3 t¹m thêi kh«ng xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña lùc qu¸n tÝnh ly t©m PR cña khuûu trôc. §Ó tiÕn hµnh vÏ ®å thÞ vÐc t¬ phô t¶i t¸c dông lªn cæ trôc 2-3 ta tÝnh to¸n vµ thèng kª gi¸ trÞ cña cña T2-3 vµ Z2-3 theo gãc quay cña trôc khuûu a ®­îc thèng kª trong b¶ng 2-3. ( C¸c kÕt qu¶ nµy ®­îc lÊy tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n theo ch­¬ng tr×nh tÝnh to¸n ®éng lùc häc- phô lôc 3) B¶ng 2.3. KÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c ph¶n lùc t¸c dông lªn cæ trôc (2-3) theo gãc quay trôc khuûu a cña ®éng c¬ DSC-80TA a2 T2-3 Z2-3 0 0 -0.66 -0.00 3.15 10 -0.15 -0.67 0.76 3.38 20 -0.28 -0.59 1.14 2.41 40 -0.36 -0.30 0.76 0.64 50 -0.30 -0.16 0.58 0.31 60 -0.19 -0.06 0.53 0.15 70 -0.06 -0.01 0.59 0.05 80 0.06 -0.01 0.83 -0.08 90 0.17 -0.05 0.87 -0.25 100 0.25 -0.12 0.89 -0.42 110 0.29 -0.20 0.86 -0.60 120 0.29 -0.28 0.79 -0.75 130 0.27 -0.34 0.69 -0.88 140 0.22 -0.39 0.56 -0.97 150 0.17 -0.42 0.42 -1.02 160 0.12 -0.44 0.27 -1.05 170 0.06 -0.45 0.13 -1.05 180 0.00 -0.45 0.00 -1.04 190 -0.06 -0.45 -0.13 -1.01 200 -0.12 -0.45 -0.26 -0.98 210 -0.18 -0.43 -0.38 -0.92 220 -0.23 -0.40 -0.49 -0.85 230 -0.28 -0.36 -0.58 -0.75 240 -0.32 -0.30 -0.64 -0.61 250 -0.33 -0.23 -0.65 -0.45 260 -0.32 -0.15 -0.60 -0.29 270 -0.28 -0.08 -0.48 -0.14 280 -0.21 -0.02 -0.31 -0.03 290 -0.15 0.01 -0.11 0.01 300 -0.10 0.03 0.06 -0.02 310 -0.11 0.06 0.16 -0.09 320 -0.19 0.16 0.13 -0.11 330 -0.36 0.47 -0.04 0.05 340 -0.54 1.15 -0.28 0.60 350 -0.54 2.40 -0.40 1.76 360 -0.00 3.80 -0.00 3.15 370 0.91 4.06 0.76 3.38 375 1.42 3.00 1.14 2.41 380 1.38 1.77 1.03 1.32 390 1.12 0.94 0.76 0.64 400 0.88 0.47 0.58 0.31 410 0.72 0.21 0.53 0.15 420 0.66 0.06 0.59 0.05 430 0.77 -0.07 0.83 -0.08 450 0.64 -0.30 0.89 -0.42 460 0.57 -0.40 0.86 -0.60 470 0.50 -0.48 0.79 -0.75 480 0.42 -0.54 0.69 -0.88 490 0.33 -0.58 0.56 -0.97 500 0.24 -0.60 0.42 -1.02 510 0.16 -0.60 0.27 -1.05 520 0.08 -0.60 0.13 -1.05 530 0.00 -0.58 0.00 -1.04 540 -0.07 -0.56 -0.13 -1.01 550 -0.14 -0.53 -0.26 -0.98 560 -0.20 -0.49 -0.38 -0.92 570 -0.26 -0.44 -0.49 -0.85 580 -0.30 -0.38 -0.58 -0.75 590 -0.32 -0.31 -0.64 -0.61 600 -0.32 -0.22 -0.65 -0.45 610 -0.28 -0.13 -0.60 -0.29 620 -0.21 -0.06 -0.48 -0.14 630 -0.10 -0.01 -0.31 -0.03 640 0.03 -0.00 -0.11 0.01 650 0.16 -0.05 0.06 -0.02 660 0.27 -0.14 0.16 -0.09 670 0.33 -0.27 0.13 -0.11 680 0.33 -0.42 -0.04 0.05 690 0.33 -0.42 -0.04 0.05 700 0.26 -0.55 -0.28 0.60 710 0.14 -0.64 -0.40 1.76 720 0.00 -0.66 -0.00 3.15 Sau khi ®· cã ®· cã gi¸ trÞ T2-3, Z2-3 vÏ ®å thÞ vÐc t¬ phô t¶i lªn t¸c dông lªn cæ trôc vÏ nh­ ®å thÞ vÐc t¬ phô t¶i t¸c dông lªn chèt khuûu. Sau khi vÏ xong ta xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña lùc pR b»ng c¸ch dêi t©m O vÒ phÝa chiÒu d­¬ng cña trôc Z mét ®o¹n OO1= pR. §Ó x¸c ®Þnh ®iÓm ®Æt cña lùc t¸c dông ta ph¶i xoay ®å thÞ trªn trªn (h×nh 2.6) ®i mét gãc 180o hoÆc sö dông lu«n ®å thÞ nµy lµm ®å thÞ vÐc t¬ phô t¶i t¸c dông lªn cæ trôc nh­ng ph¶i thay ®æi nguyªn t¾c x¸c ®Þnh ®iÓm ®Æt cña lùc trªn ®å thÞ. §iÓm ®Æt cña lùc t¸c dông lµ giao ®iÓm cña vÐc t¬ QC víi vßng trßn t­îng tr­ng cho bÒ mÆt lµm viÖc cña cæ trôc(h×nh 2.6). H×nh 2.6 §å thÞ vÐc t¬ phô t¶i t¸c dông lªn cæ trôc 2-3 VÒ gi¸ trÞ ®¹i sè cña vÐc t¬ phô t¶i QC sÏ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc[2]: (2.13) Tõ c«ng thøc 2.13 ta tÝnh to¸n gi¸ trÞ cña QC theo gãc quay cña trôc khuûu. Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n ta vÏ ®­îc ®å thÞ triÓn khai cña ®å thÞ vÐc t¬ phô t¶i t¸c dông lªn cæ trôc 2-3 cña ®éng c¬ DSC-80TA QC theo gãc quay a cña trôc khuûu (h×nh 2.7). H×nh 2.7. §å thÞ triÓn khai ®å thÞ vÐc t¬ phô t¶i theo gãc quay a trôc khuûu Tõ ®å thÞ triÓn khai Qc theo a ta tÝnh ®­îc gi¸ trÞ phô t¶i trung b×nh, vµ phô t¶i lín nhÊt t¸c dông lªn cæ trôc: QCtb = 2,3 MPa QCmax = 3,1 MPa vµ tÝnh ®­îc ®¬n vÞ phô t¶i trung b×nh, ®¬n vÞ phô t¶i lín nhÊt cña cæ trôc 2-3 MPa §èi víi ®éng co diesel, ®¬n vÞ phô t¶i lín nhÊt cho phÐp kh«ng lín h¬n 15 MPa[10], v× vËy æ cã thÓ lµm viÖc tin cËy. HÖ sè va ®Ëp : HÖ sè va ®Ëp c=1,3 nhá h¬n gi¸ trÞ cho phÐp (1,57 ¸ 1,87)[11] KÕt luËn ch­¬ng 2 Ch­¬ng 2 cña luËn v¨n ®· tiÕn hµnh tÝnh to¸n ®éng lùc häc cho ®éng c¬ DSC – 80TA. Trªn c¬ së c¸c th«ng sè vÒ nhiÖt ®éng cña luËn ¸n TiÕn sü Lª §×nh Vò vµ c¸c b¶n vÏ do phßng thiÕt kÕ chÕ t¹o nhµ m¸y Diesel S«ng C«ng cung cÊp ®· tiÕn hµnh x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè kü thuËt cÇn thiÕt cho tÝnh ®éng lùc häc. §Ó tÝnh to¸n mét c¸ch chÝnh x¸c, luËn v¨n cã sö dông phÇn mÒm SolidWorks ®Ó x¸c ®Þnh khèi l­îng cña c¸c phÇn tö tham gia chuyÓn ®éng vµ sö dông phÇn mÒm Matlab ®Ó tÝnh to¸n ®éng lùc häc ( Ch­¬ng tr×nh ®­îc giíi thiÖu ë phÇn phô lôc). Sau khi tÝnh to¸n ®· x¸c ®Þnh ®­îc c¸c th«ng sè cÇn thiÕt ,®Æc biÖt lµ ®å thÞ vÐc t¬ phô t¶i t¸c dông lªn cæ trôc 2-3 ( cæ trôc cã phô t¶i lín nhÊt) lµm c¬ së cho viÖc tÝnh to¸n c¸c thµnh phÇn cña hÖ thèng b«i tr¬n ë ch­¬ng 3. Ch­¬ng 3 §¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña hÖ thèng b«i tr¬n ®éng c¬ DSC-80TA 3.1. TÝnh to¸n æ tr­ît: Môc ®Ých cña viÖc tÝnh to¸n æ tr­ît lµ x¸c ®Þnh nhiÖt ®é trung b×nh cña dÇu nhên trong æ trôc cña ®éng c¬, ®ång thêi x¸c ®Þnh khe hë nhiÖt hmin cña æ tr­ît khi chÞu t¶i. Trªn c¬ së c¸c sè liÖu còng cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc l­u l­îng dÇu cÇn thiÕt ®i qua æ, c«ng suÊt tæn hao ma s¸t trªn æ trôc ®éng c¬ v.v… 3.1.1.Th«ng sè c¬ b¶n cña æ tr­ît h×nh trô: æ trôc cña ®éng c¬ DSC-80TA lµ æ tr­ît. Trªn h×nh 3.1 lµ biÓu ®è ¸p suÊt thuû ®éng t¸c dông lªn æ tr­ît[10] H×nh 3.1. BiÓu ®å ¸p suÊt thuû ®éng t¸c dông lªn æ Trong ®iÒu kiÖn lý t­ëng, b«i tr¬n ma s¸t ­ít, d­íi t¸c dông cña lùc P vµ sù h×nh thµnh chªm dÇu, t©m trôc lÖch ®i mét ®o¹n e (h×nh 3.1) Trong ®ã: j1 vµ j2 lµ gãc t­¬ng øng víi ®iÓm b¾t ®Çu vµ ®iÓm kÕt thóc chÞu t¶i cña mµng dÇu. D : khe hë h­íng kÝnh cña æ trôc, ®­îc tÝnh theo c«ng thøc D = D - d; Trong ®ã D, d lµ ®­êng kÝnh cña æ trôc vµ cæ trôc. d : Khe hë b¸n kÝnh d =; y : Khe hë t­¬ng ®èi tÝnh trªn ®¬n vÞ ®­êng kÝnh cña æ trôc:; : ChiÒu dµi t­¬ng ®èi cña æ trôc, e: §é lÖch t©m tuyÖt ®èi ( ®o¹n O - O’ trªn h×nh 3.1) c : §é lÖch t©m t­¬ng ®èi, k: ¸p suÊt æ trôc tÝnh trªn ®¬n vÞ diÖn tÝch chÞu t¶i cña æ trôc hmin : ChiÒu dµy nhá nhÊt cña mµng dÇu: hmin= d- e = d- d.c = d(1-c) ; hmax : ChiÒu dµy lín nhÊt cña mµng dÇu: hmax= d+e = d+d.c = d(1+c) ; 3.1.2. §iÒu kiÖn h×nh thµnh mµng dÇu chÞu t¶i. Khi ®éng c¬ ch­a lµm viÖc ( tr¹ng th¸i tÜnh), trôc tiÕp xóc víi æ ë ®iÓm a (h×nh 3.1), ®iÓm thÊp nhÊt cña æ trôc, lóc nµy ch­a h×nh thµnh mµng dÇu , v× vËy trong giai ®o¹n ®Çu tiªn khi ®éng c¬ b¾t ®Çu lµm viÖc ma s¸t gi÷a trôc vµ æ lµ ma s¸t kh« hoÆc nöa kh« sau ®ã míi chuyÓn dÇn thµnh ma s¸t ­ít. Gi¶ thiÕt trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, lùc P t¸c dông trªn æ trôc cã h­íng vµ trÞ sè kh«ng ®æi. Khi trôc quay, líp dÇu nhên b¸m trªn trôc sÏ quay theo víi vËn tèc b»ng vËn tèc vßng ngoµi cña trôc. Líp dÇu cµng xa bÒ mÆt trôc, vËn tèc cµng nhá, trªn bÒ mÆt cña b¹c lãt, vËn tèc b»ng kh«ng. Khi líp dÇu nhên bÞ cuèn dÇn vµo vïng khe hë hÑp, do tÝnh kh«ng chÞu nÐn cña dÇu nhên nªn líp dÇu nhên cã xu h­íng l­u ®éng theo däc trôc ®Ó tho¸t ra khái khe hë. Nh­ng lùc néi ma s¸t cña líp dÇu ng¨n c¶n kh«ng cho dÇu nhên l­u ®éng däc trôc v× vËy xuÊt hiÖn ¸p suÊt thuû ®éng lùc häc trong líp dÇu. Cµng gÇn vïng khe hë hÑp nhÊt (hmin ) ¸p suÊt thuû ®éng häc cµng t¨ng. Quy luËt ph©n bè ¸p suÊt giíi thiÖu trªn h×nh 3.1. H×nh3.2. ¸p suÊt thuû ®éng cña æ ph©n bè theo chiÒu trôc[2] A A k = 0,15 MPa -Z +Z k = 0,60 MPa k = 1,06 MPa k = 0,30 MPa A Tõ ®å thÞ 3.1 ta thÊy vïng gÇn nhe hë t«i thiÓu (hmin) cã ¸p suÊt thuû ®éng lín nhÊt. Khu vùc t¶i träng chiÕm kho¶ng 120o. ¸p suÊt thuû ®éng lín nhÊt xuÊt hiÖn trªn tiÕt diÖn A-A cña æ trôc (h×nh 3.2), nã cã trÞ sè (2,0 ¸ 2,5)k. Cµng gÇn mÐp æ trôc ¸p suÊt cµng gi¶m. ë mÐp æ trôc ¸p suÊt thuû ®éng lùc b»ng kh«ng. Khi vËn tèc cña trôc ®¹t ®Õn mét trÞ sè nµo ®ã, tæng cña c¸c ph¶n lùc trªn ph­¬ng th¼ng ®øng cña ¸p suÊt thuû ®éng lùc c©n b»ng víi ngo¹i lùc P, lóc nµy trôc b¾t ®Çu ®­îc n©ng lªn vµ kh«ng tiÕp xóc víi b¹c lãt n÷a. NÕu vËn tèc cña trôc tiÕp tôc t¨ng, chiÒu dµy cña mµng dÇu cµng lín, lùc n©ng trôc lín h¬n ngo¹i lùc P, ma s¸t cña æ trôc chuyÓn dÇn sang ma s¸t ­ít Trong ma s¸t ­ít, ta ph¶i ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn h×nh thµnh mµng dÇu sau : Trong ®ã hmin : ChiÒu dµy nhá nhÊt cña mµng dÇu hminth lµ chiÒu dµy tíi h¹n cña mµng dÇu, hp lµ chiÒu dµy c«ng t¸c tèi thiÓu cña mµng dÇu. Th«ng th­êng, hp = 0,002 mm.(2mm) w h2 H×nh 3.3 §é nhÊp nh« bÒ mÆt æ trôc h1 ChiÒu dµy tíi h¹n cña mµng dÇu phô thuéc vµo ph­¬ng ph¸p gia c«ng vµ ®é biÕn d¹ng cña æ trôc. hminth = h1 + h2 + Trong ®ã: h1, h2 : §é nhÊp nh« cña bÒ mÆt trôc vµ b¹c lãt thÓ hiÖn trªn (h×nh 3.3) : Sai sè c«ng nghÖ gia c«ng æ trôc. §èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬ « t« m¸y kÐo: hminth = ( 0,003 - 0,004) mm= (3- 4)mm hmin = 0,005 - 0,006 mm.= ( 5 - 6) mm 3.1.3. TÝnh to¸n tr¹ng th¸i nhiÖt æ trôc 2 -3 §éng c¬ DSC – 80TA. Th«ng sè kü thuËt cña ®éng c¬ DSC-80TA. DiÖn tÝch ®Ønh pÝt t«ng Fp= 95.10-4 m2; §­êng kÝnh cæ trôc: dc = 0,075 m ChiÒu dµi chÞu t¶i cña æ trôc: lc = 0,040 m Sè vßng quay ë c«ng suÊt ®Þnh møc: n = 2200 v/ph ¸p suÊt dÇu vµo æ: pb = 0,4 MPa NhiÖt ®é dÇu vµo æ(sau kÐt m¸t): Tvo= 80 oC Khe hë h­íng kÝnh d = 0,038.10-3 m Khèi l­îng riªng cña dÇu ë nhiÖt ®é 20oC r=915 kg/m3. §é nhít ®éng lùc häc cña dÇu nhên khi nhiÖt ®é trung b×nh líp dÇu b«i tr¬n lµ 100oC: h =0,01Pa.s Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ®éng lùc häc vµ x©y dùng ®å thÞ vÐc t¬ phô t¶i t¸c dông lªn cæ trôc ta cã gi¸ trÞ Qctb trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch pÝt t«ng Qctb=2,3 MPa. Phô t¶i trung b×nh t¸c dông lªn cæ trôc P = Qctb.Fp=2,3.106.95.10-4= 21850N §¬n vÞ phô t¶i trung b×nh t¸c dông lªn cæ trôc[10]: Khe hë t­¬ng ®èi trong æ tr­ît[10]: Tèc ®é gãc cña trôc khuûu[2]: HÖ sè chÞu t¶i cña æ [10]: TØ sè gi÷a chiÒu dµi vµ ®­êng kÝnh cæ trôc: Víi c¸c gi¸ trÞ:f =6,4; theo h×nh 3.4 ta cã[10]: c=0,86 H×nh 3.4: §å thÞ x¸c ®Þnh hÖ sè phô t¶i cña æ[10] a, khi c = (0,33 ¸ 0,95); b, khic > 0,95 ChiÒu dµy nhá nhÊt cña líp dÇu gi÷a cæ trôc vµ b¹c lãt: hmin= d(1-c)= 0.038.(1- 0,87) = 5,32mm HÖ sè tæn hao mÆt ®Çu cña dÇu theo ®å thÞ h×nh 3.5.a: q1= 0,215 Tæn hao chu vi cña dÇu x¸c ®Þnh theo h×nh 3.5.b: q0= 0,042 Khèi l­îng riªng cña dÇu ë 100oC[10]: Trong ®ã kv hÖ sè gi·n në thÓ tÝch v× nhiÖt, cã thÓ chän kv = 68,8.10-51/oC Tæn hao chu vi cña dÇu ®­îc x¸c ®Þnh theo sè l­îng cña dÇu rãt vµo ®éng c¬[10]: HÖ sè ma s¸t theo ®å thÞ h×nh 3.6.c[10]: f=7,1 NhiÖt dung riªng cña dÇu ë 100oC ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc thùc nghiÖm[10]: kJ/kgoC §é t¨ng nhiÖt ®é cña dÇu nhên[10]: NhiÖt ®é cña dÇu ë ®Çu vµo cña æ: NhiÖt ®é trung b×nh cña dÇu trong khe hë cña æ: ttb = tv + 0,5Dt = 87,5 +0,5.38,6 = 106,8 oC NhiÖt ®é nµy nhá h¬n nhiÖt ®é lín nhÊt cho phÐp lµ 110oC[10] L­îng tiªu hao dÇu nhên x¸c ®Þnh theo c«ng thøc[10]: Trong ®ã: H×nh 3.5. C¸c d­êng cong hÖ sè tiªu hao dÇu vµ søc c¶n[10] a, tæn thÊt qua khe hë mÆt ®Çu khi j=180o; b, trªn ®Çu ra khái líp dÇu chÞu lùc: c, søc c¶n quay khi j=180o ; d, tæn thÊt thÓ tÝch dÇu HÖ sè b ®­îc x¸c ®Þnh theo ®å thÞ h×nh 3.5.d[10]; b = 0,4 Tæn hao c«ng suÊt do ma s¸t trong æ tr­ît[10]: Nh­ vËy theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c th«ng sè cña æ trôc 2-3 cña ®éng c¬ DSC – 80TA ®Òu n»m trong giíi h¹n cho phÐp. 3.2. TÝnh to¸n l­îng dÇu b«i tr¬n vµ l­u l­îng cña b¬m dÇu cÇn thiÕt. 3.2.1. TÝnh to¸n l­îng dÇu b«i: §Ó x¸c ®Þnh l­u l­îng nµy, hiÖn nay cã rÊt nhiÒu ph­¬ng ph¸p. Cã thÓ tÝnh l­îng dÇu th«ng qua tÝnh to¸n nhiÖt sinh ra trªn c¸c bÒ mÆt ma s¸t cÇn mang ®i. Tuy nhiªn ph­¬ng ph¸p kh¸ phæ biÕn lµ tÝnh theo ph­¬ng ph¸p c©n b»ng nhiÖt cña ®éng c¬. V× l­îng nhiÖt do dÇu nhên t¶i ®i phô thuéc nhiÒu vµo tr¹ng th¸i nhiÖt vµ tr¹ng th¸i c«ng suÊt cña ®éng c¬. N¨ng suÊt b¬m dÇu phô thuéc chñ yÕu vµo c¸c bÒ mÆt c«ng t¸c cña ®éng c¬, l­îng dÇu cÇn thiÕt ®Ó duy tr× chÕ ®é nhiÖt cña c¸c chi tiÕt ®éng c¬ mét c¸ch hîp lý vµ l­îng dÇu cÇn l­u th«ng. ViÖc x¸c ®Þnh n¨ng suÊt b¬m dÇu Vb b»ng ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n ch­a thËt ®Çy ®ñ ®é tin cËy. V× vËy trong thùc tÕ ng­êi ta x¸c ®Þnh Vb b»ng c¸ch cho tr­íc n¨ng suÊt riªng cña b¬m dÇu V’b khi ®ã: Vb = V’b .Ne (m3/h) Trong ®ã: §èi víi ®éng c¬ x¨ng: V’b =(10,88.10-3¸27,2.10-3) m3/h §èi víi ®éng c¬ diesel: V’b =(27,2.10-3¸54,4.10-3) m3/h Khi tÝnh to¸n ta chän: V’b =28.10-3 m3/h VËy ta cã l­u l­îng cÇn thiÕt cña b¬m dÇu ®Ó cung cÊp cho c¸c bÒ mÆt b«i tr¬n lµ: Vb =75,1.28.10-3 = 2,1 m3/h VËy l­îng dÇu cÇn thiÕt ®Ó cung cÊp cho c¸c bÒ mÆt ma s¸t cña ®éng c¬ DSC-80)TA lµ 2,1 m3/h 3.2.2. TÝnh to¸n l­u l­îng cña b¬m dÇu: C¸c kÝch th­íc cña b¬m dÇu kiÓu b¸nh r¨ng ®­îc x¸c ®Þnh víi gi¶ thiÕt lµ thÓ tÝch c¸c r·nh gi÷a c¸c r¨ng cña b¸nh r¨ng bõng thÓ tÝch cña c¸ r¨ng. Khi ®ã thÓ tÝch cña b¬m dÇu ®­îc cÊp bëi c¸c b¸nh r¨ng cña b¬m dÇu trong mét vßng quay cña chóng sÏ b»ng: V =p.D0.h.b m3 Trong ®ã: D0- §­êng kÝnh c¬ së cña b¸nh r¨ng h - ChiÒu cao cña r¨ng b - ChiÒu dµi cña r¨ng N¨ng suÊt cña b¬m dÇu ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc: Vb = p.D0 .h.b.nb.hb .60 (m3/h ) Trong ®ã: nb: Sè vßng quay cña trôc b¬m trong mét phót hb : HiÖu suÊt cña b¬m dÇu, hb = (0,6 ¸ 0,8) Th«ng sè kü thuËt cña b¬m dÇu nhên ®éng c¬ DSC-80TA: §­êng kÝnh c¬ së: D0=32.4 (mm); ChiÒu dµi r¨ng: b = 28 (mm); ChiÒu cao r¨ng: h = 6,5 (mm); Sè vßng quay cña b¬m dÇu nb=2430 (v/ph); M« ®un cña r¨ng: m=3,25 (mm); Sè r¨ng: Z =11 C¸c th«ng sè cña b¬m dÇu nhên ®Òu ®­îc lÊy tõ b¶n vÏ do C«ng ty diesel S«ng C«ng cung cÊp: Vb= 3,14.0,0324.0,0065.0.028.2430.60.0,8 =2,16(m3/h ) So s¸nh kÕt qu¶ tÝnh to¸n víi sè liÖu thùc cña ®éng c¬ DSC-80TAthÊy sè liÖu t­¬ng ®èi trïng hîp. Nh­ vËy b¬m dÇu ®ñ kh¶ n¨ng cung cÊp dÇu nhên cho c¸c bÒ mÆt ma s¸t cña ®éng c¬, víi ¸p suÊt tõ (0,3 ¸ 0,7) MPa. 3.3.TÝnh to¸n kÐt lµm m¸t dÇu nhên. KÐt m¸t dÇu cña ®éng c¬ DSC-80TA lµ lo¹i kÐt lµm dÇu b»ng kh«ng khÝ, dïng chung qu¹t giã víi kÐt n­íc cña hÖ thèng lµm m¸t. KÝch th­íc vµ c¸c th«ng sè c¬ b¶n ®­îc lÊy tõ c¸c b¶n vÏ cña c«ng ty Diesel S«ng C«ng cung cÊp. Trªn h×nh 3.6 thÓ hiÖn h×nh phèic¶nh cña ®éng c¬ DSC-80 1 2 3 27 420 200 35 H×nh 3.6.H×nh d¸ng phèi c¶nh kÐt lµm m¸t dÇu ®éng c¬ DSC-80 TÝnh to¸n kÐt lµm m¸t dÇu lµ x¸c ®Þnh diÖn tÝch bÒ mÆt t¶n nhiÖt cña kÐt. Qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt tõ dÇu nhên vµo kh«ng khÝ bao gåm 3 giai ®o¹n: - Trao ®æi nhiÖt tõ ®èi l­u tõ dÇu nhên ®Õn thµnh èng phÝa trong. - DÉn nhiÖt qua thµnh èng - Trao ®æi nhiÖt tõ ®èi l­u tõ thµnh èng phÝa trong cho kh«ng khÝ ®i qua kÐt m¸t dÇu. §èi víi qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt æn ®Þnh ta cã thÓ viÕt c¸c ph­¬ng tr×nh truyÒn nhiÖt nh­ sau: (3.1) (3.2) (3.3) Trong ®ã Qd lµ l­îng nhiÖt ®éng c¬ truyÒn cho dÇu nhên (J/s) a1, a2 lµ hÖ sè trao®æi nhiÖt ®èi l­u gi÷a dÇu nhên vµ thµnh èng vµ gi÷a bÒ mÆt ngoµi kÐt víi kh«ng khÝ (W/m2 oC) l : HÖ sè dÉn nhiÖt cña thµnh èng (W/m oC) d: ChiÒu dµy cña cña èng lµm m¸t (m) F1, F2 DiÖn tÝch tiÕp xóc cña dÇu víi kÐt m¸t vµ cña kÐt m¸t víi kh«ng khÝ td: NhiÖt ®é trung b×nh cña dÇu nhên trong kÐt lµm m¸t; t1: NhiÖt ®é thµnh bªn trong cña èng; t2: NhiÖt ®é thµnh bªn ngoµi cña èng; tk: NhiÖt ®é trung b×nh cña kh«ng khÝ ®i qua kÐt lµm m¸t. Gi¶i c¸c ph­¬ng tr×nh trªn ta cã: Suy ra : Trong ®ã (3.5) lµ hÖ sè truyÒn nhiÖt cña kÐt m¸t dÇu §èi víi ®éng c¬ cã kÐt lµm m¸t dÇu b»ng kh«ng khÝ tØ sè gäilµ hÖ sè c¸nh, khi ®ã: (3.6) L­îng nhiÖt ®éng c¬ truyÒn cho dÇu nhên ®­îc tÝnh b»ng c«ng thøc: Qd = qd.NeN (J/s) Trong ®ã: qd: L­îng nhiÖt do ®éng c¬ truyÒn cho dÇu nhên tÝnh trªn mét ®¬n vÞ c«ng suÊt cña ®éng c¬ (J/kWs) Theo [11] qd =(47,4 ¸158) J/kWs §èi víi ®éng c¬ DSC-80 ta chän ë chÕ ®é lµm viÖc nÆng nhäc nhÊt qd =158 J/kWs NeN c«ng suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬: §éng c¬ DSC-80 cã NeN = 75,1 kW. VËy; Qd = 158.75,1=11865,8 (J/s) NhiÖt ®é trung b×nh cña dÇu nhên trong kÐt lµm m¸t : Trong ®ã tdvk lµ nhiÖt ®é dÇu vµo kÐt lµm m¸t. Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë phÇn 3.1 ta cã tdvk = 106,8oC. tdrk lµ nhiÖt ®é dÇu ra khái kÐt lµm m¸t, chän b»ng nhiÖt ®é ®Çu vµo ®éng c¬ tdrk = 80 oC VËy: NhiÖt ®é trung b×nh kh«ng khÝ ®i qua kÐt m¸t theo [11] cã thÓ chäntk = 45 oC HÖ sè truyÒn nhiÖt cña kÐt m¸t dÇu nhên cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc (3.6), sau khi ®· chän c¸c hÖ sè truyÒn nhiÖt ®èi l­u a1, a2, hÖ sè dÉn nhiÖt l, vµ hÖ sè c¸nh c. Theo [11] ®èi víi ®éng c¬ « t« - m¸y kÐodïng kÐt m¸t dÇu lµm m¸t b»ng kh«ng khÝ cã èng nh½ vµ th¼ng, Kd = (116,3¸349) (W/m2 oC).Chän trong ®iÒu kiÖn lµm viÖc xÊu nhÊt : Kd = 116,3 (W/m2 oC). VËy: §Ó ®¶m b¶o truyÒn hÕt nhiÖt l­îng ®éng c¬ truyÒn cho dÇu nhên víi nhiÖt ®é trung b×nh cña dÇu trong kÐt lµm m¸t lµ 93,4 oC th× diÖn tÝch lµm m¸t F2 (phÝa tiÕp xóc víi kh«ng khÝ) cña kÐt m¸t ph¶i lín h¬n hoÆc b»ng 2,108 m2. DiÖn tÝch bÒ mÆt cña kÐt tiÕp xóc víi kh«ng khÝ ®­îc x¸c ®Þnh bëi hai diÖn tÝch: ®ã lµ diÖn tÝch c¸c c¸nh t¶n nhiÖt vµ phÇn diÖn tÝch c¸c èng lµm m¸t n»m gi÷a c¸c c¸nh t¶n nhiÖt tiÕp xóc víi kh«ng khÝ. F2 = Fèng +Fc¸nh ë ®éng c¬ DSC-80 së dông 108 c¸nh t¶n nhiÖt víi c¸c kÝch th­íc ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh 3.6 vµ kÝch th­íc ®­êng èng nh­ trªn h×nh 3.7 H×nh.3.7. KÝch th­íc cña èng lµm m¸t dÇu 200 A A A-A 1 17,5 5 C¸c th«ng sè cña kÐt lµm m¸t dÇu cña ®éng c¬ DSC-80 nh­ sau: Sè hµng èng: m=2 hµng Sè èng trªn mét hµng: n=27 èng VËt liÖu lµm èng: ®ång TiÕt diÖn èng: ChiÒu dµi tiÕt diÖn èng: a=17,5 mm ChiÒu réng tiÕt diÖn èng: b=5 mm ChiÒu dµy thµnh èng: d=1 mm ChiÒu cao cña èng: h=200 mm ChiÒu s©u kÐt: l1= 35 mm ChiÒu réng kÐt: l2=420 mm Sè l¸ t¶n nhiÖt: i=108 ChiÒu dµy l¸: l1=0,8 mm Trªn c¸c c¸nh t¶n nhiÖt cã 54 ®­êng èng dÉn dÇu b«i tr¬n . Nh­ vËy phÇn diÖn tÝch Fc¸nh ®­îc x¸c ®Þnh bëi biÓu thøc sau: Fc¸nh= 2. 108. 0,420. 0,035 - 2. 54. 108. [0,01250. 005+(3,14 .0,00252)]=2,21m2 PhÇn diÖn tÝch èng tiÕp xóc víi kh«ng khÝ ®­îc tÝnh nh­ sau: ChiÒu cao èng lµ:200 mm PhÇn tiÕp xóc víi c¸nh: 108. 0.8 =86,4mm Nh­ vËy chiÒu cao cña 1 èng tiÕp xóc víi kh«ng khÝ lµ: 200-86,4=113,6 mm Toµn bé kÐt cã 54 èng, vËy tæng chiÒu dµi tiÕp xóc cña c¸c ®­êng èng víi kh«ng khÝ lµ: 113,6. 54 = 6134,4mm =6,134 m Chu vi cña èng: 0,0125 . 2+0,005 . 3,14 = 0,047 m Toµn bé diÖn tÝch cña èng tiÕp xóc víi kh«ng khÝ lµ: Fèng = 6,134 . 0,0407= 0,245 m2 Nh­ vËy tæng diÖn tÝch cña kÐt m¸t dÇu tiÕp xóc víi kh«ng khÝ lµ : F2 = Fc¸nh + Fèng= = 2,21 + 0,245 = 2,46 m2 So víi diÖn tÝch F2 cÇn thiÕt lµ 2,108 m2 th× kÐt m¸t cña ®«ng c¬ DSC-80 hoµn toµn b¶o ®¶m lµm viÖc b×nh th­êng khi t¨ng ¸p thµnh ®éng c¬ DSC-80TA. KÕt luËn ch­¬ng 3. Ch­¬ng 3 cña luËn v¨n tiÕn hµnh tÝnh to¸n c¸c phÇn tö cña hÖ thèng b«i tr¬n. Qu¸ tr×nh tÝnh to¸n ®· x¸c ®Þnh ®­îc hai th«ng sè quan träng cña æ trôc 2-3 ®ã lµ: khe hë tèi thiÓu vµ nhiÖt ®é trung b×nh cña dÇu b«i tr¬n trong æ theo ®iÒu kiÖn phô t¶i míi. Bªn c¹nh ®ã trong ch­¬ng nµy còng ®· x¸c ®Þnh ®­îc l­u l­îng dÇu b«i tr¬n cÇn thiÕt còng nh­ kh¶ n¨ng cung cÊp cña b¬m dÇu; diÖn tÝch lµm m¸t cÇn thiÕt cña kÐt m¸t ®Ó ¶uyÒn nhiÖt tõ kÐt m¸t b¶o ®¶m ®iÒu kiÖn lµm viÖc b×nh th­êng cña ®éng c¬ khi t¨ng ¸p. KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ KÕt luËn: Tõ c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu ta cã thÓ ®i ®Õn mét sè kÕt luËn nh­ sau: Sau khi t¨ng ¸p c¸c th«ng sè nhiÖt ®éng thay ®æi dÉn ®Õn lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu khuûu trôc thanh truyÒn thay ®æi. LuËn v¨n ®· x¸c ®inh ®­îc c¸c lùc thµnh phÇn vµ lùc tæng hîp t¸c dông lªn c¬ cÊu khuûu trôc thanh truyÒn, lµm c¬ së cho viÖc x¸c ®Þnh vÐc t¬ phô t¶i t¸c dông lªn cæ trôc 2 – 3 lµ cæ trôc chÞu phô t¶i lín nhÊt cña trôc khuûu. LuËn v¨n còng ®· tiÕn hµnh tÝnh to¸n c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña æ tr­ît dùa trªn c¬ së lý thuyÕt thuû ®éng lùc häc vµ x¸c ®Þnh ®­îc hai th«ng sè quan träng ®Ó ®¸nh gi¸ ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña æ tr­ît ®ã lµ khe hë nhá nhÊt trong æ hmin vµ nhiÖt ®é dÇu trung b×nh trong æ; tÝnh to¸n l­u l­îng dÇu cÇn thiÕt vµ kh¶ n¨ng cung cÊp cña b¬m dÇu; diÖn tÝch lµm m¸t lµm m¸t cÇn thiÕt cña kÐt lµm m¸t dÇu cña ®éng c¬ DSC – 80TA. Qua kÕt qu¶ tÝnh to¸n vµ so s¸nh ta thÊy c¸c th«ng sè ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña hÖ thèng b«i tr¬n ®Òu n»m trong giíi h¹n cho phÐp. KiÕn nghÞ: Khi ®em vµo øng dông kÕt qu¶ t¨ng ¸p cÇn ph¶i sö dông lo¹i dÇu b«i tr¬n cho ®éng c¬ t¨ng ¸p. L­u ý ®iÒu chØnh van ®Þnh ¸p ®Ó b¶o ¸p suÊt dÇu cung cÊp dÇu ®ñ ¸p suÊt cho æ tr­ît. Tµi liÖu tham kh¶o TiÕng ViÖt 1. Lª C«ng C¸t (2003), Kü ThuËt nhiÖt, Nxb Q§ND, Hµ Néi. 2. Hå TÊt ChuÈn, NguyÔn §øc Phó, TrÇn V¨n TÕ, NguyÔn TÊt TiÕn (1971), KÕt cÊu tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt trong, TËp 1, 2, 3, Nxb §¹i häc vµ trung häc chuyªn nghiÖp, Hµ Néi. 3. L¹i V¨n §Þnh, Vy H÷u Thµnh (2003), KÕt cÊu tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt trong, TËp 1, 2, Nxb Q§ND, Hµ Néi. 4. NguyÔn Xu©n Huy, Ph¹m Ngäc Hïng (1998), Thuû lùc, M¸y vµ truyÒn dÉn thuû khÝ, Nxb Q§ND, Hµ Néi. 5. Hµ Quang Minh (2002), Lý thuyÕt ®éng c¬ ®èt trong , Nxb Q§ND, Hµ Néi. 6. NguyÔn TÊt TiÕn (2003), Nguyªn lý ®éng c¬ ®èt trong, Nxb gi¸o dôc, Hµ Néi. 7. Vò Anh TuÊn, Vy H÷u Thµnh (2003), H­íng dÉn ®å ¸n m«n häc ®éng c¬ ®èt trong, Nxb Q§ND, Hµ Néi. 8. Lª §×nh Vò (2007), ¶nh h­ëng cña h×nh d¸ng h×nh häc hÖ thèng th¶i ®Õn c¸c chØ tiªu kinh tÕ n¨ng l­îng cña ®éng c¬ diesel 4 kú t¨ng ¸p b»ng tua bin biÕn ¸p, LuËn ¸n tiÕn sü kü thuËt, Häc viÖn kü thuËt qu©n sù, Hµ néi. TiÕng Nga. 9. Минский Моторый Завод (1986), Дизели Д240, Д245 и мобификации, Минск. 10. А.C. Орлина, М.Г.Куглова (1984), ДвигателВнутреннего сгорания, Mасква. 11.М.С.Ховах(1967), Автомбильные двигатели, Машинотроение, Mасква.