Khai thác động cơ ZMZ-514 và tính toán chu trình công tác, động lực học ở chế độ Neđm

uy tr× æn ®Þnh lµ nhê van h»ng nhiÖt. Bé æn nhiÖt duy tr× mét chÕ ®é nhiÖt ®é æn ®Þnh trong hÖ thèng lµm m¸t, nã t¸c ®éng lín ®Õn sù ¨n mßn c¸c chi tiÕt cña ®éng c¬ vµ tÝnh kinh tÕ cña ®éng c¬ khi lµm viÖc. §Ó kiÓm so¸t nhiÖt ®é chÊt láng lµm m¸t, trªn « t« cã ®ång hå ®o nhiÖt ®é, c¶m biÕn ®­îc g¾n vµo van h»ng nhiÖt. Ngoµi ra trªn « t« cßn cã bé phËn truyÒn tÝn hiÖu khi bÞ qu¸ nhiÖt, ®Ìn s¸ng mµu ®á khi nhiÖt ®é chÊt láng t¨ng qu¸ 104˚C. * C¸c phÇn tö trong hÖ thèng: B¬m n­íc: B¬m n­íc ®éng c¬ ZMZ-514 lµ lo¹i b¬m li t©m, ®­îc bè trÝ t¹i mÆt ®Çu cña th©n m¸y, vá b¬m ®­îc chÕ t¹o b»ng hîp kim nh«m cã mÆt bÝch l¾p ghÐp víi mÆt ®Çu cña th©n m¸y. Trôc b¬m ®­îc quay trªn hai æ bi cÇu vµ ®­îc lµm kÝn b»ng phít cao su chÞu n­íc. B¬m cung cÊp n­íc cho hÖ thèng víi l­u l­îng vµ ¸p suÊt nhÊt ®Þnh ®¶m b¶o tuÇn hoµn n­íc lµm m¸t theo chu tr×nh kÝn. Khi ®éng c¬ lµm viÖc, qua hÖ thèng dÉn ®éng b»ng d©y ®ai lµm cho trôc b¬m vµ buång b¬m quay. D­íi t¸c dông cña lùc li t©m, c¸c phÇn tö n­íc bÞ dån tõ trong ra ngoµi (hót tõ kÐt m¸t lªn) víi ¸p suÊt cao n­íc ®­îc b¬m ®i lµm m¸t cho hÖ thèng. H×nh1.9: B¬m n­íc 1-Pu ly; 2-Bu l«ng Ðp; 3-§Öm; 4-æ bi; 5-Vó mì; 6-æ bi; 7-Phít chÆn mì; 8, 12-Côm phít kÝn n­íc; 9-Trôc; 10-Gio¨ng; 11-N¾p che; 13-èng ch¾n; 14-C¸nh b¬m. Van h»ng nhiÖt: Van h»ng nhiÖt duy tr× tr¹ng th¸i nhiÖt æn ®Þnh cho ®éng c¬ b»ng c¸ch ®ãng hoÆc më ®­êng n­íc vµo kÐt lµm m¸t. Khi nhiÖt ®é n­íc cßn thÊp th× ®­a lu«n vµo ®éng c¬ ®Ó xÊy nãng ®éng c¬, khi nhiÖt ®é n­íc lµm m¸t lín th× ®­a qua kÐt lµm m¸t n­íc tr­íc khi ®­a vµo lµm m¸t ®éng c¬. H×nh1.10: Van h»ng nhiÖt 1-Van 4-§Öm 2-Thanh ®øng 5-C¶m biÕn nhiÖt 3-N¾p 6-Lß xo 7-Th©n van Van h»ng nhiÖt b¾t ®Çu më khi nhiÖt ®é cña chÊt láng lµm m¸t lµ 822˚C, khi nhiÖt ®é lµ 90˚C th× nã më hoµn toµn. Khi ®ã tÊt c¶ chÊt láng lµm m¸t sÏ ®i qua n¾p cña van vµ ®Õn bé t¶n nhiÖt. KÐt m¸t n­íc: KÐt m¸t dïng ®Ó h¹ nhiÕt ®é cña n­íc tõ ®éng c¬ ra råi ®­a trë l¹i lµm m¸t cho ®éng c¬. KÐt m¸t ®­îc ®Æt phÝa ngoµi qu¹t giã. KÐt m¸t gåm: ng¨n trªn, ng¨n d­íi vµ dµn èng truyÒn nhiÖt; ng¨n trªn chøa n­íc nãng, ng¨n d­íi chøa n­íc nguéi vµ dµn èng truyÒn nhiÖt nèi ng¨n trªn víi ng¨n d­íi. HiÖu suÊt truyÒn nhiÖt cña bé phËn truyÒn nhiÖt phô thuéc chñ yÕu vµo tèc ®é l­u ®éng cña hai dßng m«i chÊt (m«i chÊt to¶ nhiÖt lµ n­íc vµ m«i chÊt thu nhiÖt lµ kh«ng khÝ). V× vËy ®Ó t¨ng hiÖu suÊt truyÒn nhiÖt, phÝa sau kÐt ®­îc bè trÝ qu¹t giã ®Ó hót giã ®i qua dµn èng truyÒn nhiÖt. KÕt cÊu cña dµn èng truyÒn nhiÖt gåm nhiÒu èng dÉn n­íc dÑt, lµm b»ng ®ång, bè trÝ thµnh hµng c¾m trong c¸c l¸ t¶n nhiÖt, c¸c l¸ t¶n nhiÖt còng ®­îc lµm b»ng ®ång, ®­îc hµn vµo èng dÉn n­íc, t¹o thµnh c¸c khe cho giã lät qua. 1.2.5.HÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu: H×nh1.11: S¬ ®å hÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu 1-Vßi phun; 2-§éng c¬; 3-§­êng èng thu dÇu tõ vßi phun vÒ èng nèi; 4-§­êng èng ¸p suÊt cao tõ b¬m cao ¸p ®Õn vßi phun; 5-B¬m cao ¸p; 6-èng nèi ®­êng dÇu tõ b¬m cao ¸p vÒ thïng dÇu; 7-èng nèi ®­êng dÇu víi b¬m cÊp nhiªn liÖu (b¬m thÊp ¸p); 8-B¬m cÊp nhiªn liÖu; 9-BÇu läc tinh nhiªn liÖu; 10-§­êng èng dÉn dÇu; 11- §­êng èng dÉn dÇu d­ vÒ thïng; 12-BÇu läc th«; 13- Thïng nhiªn liÖu; 1.2.6.HÖ thèng n¹p kh«ng khÝ vµ th¶i khÝ ch¸y. H×nh1.12: HÖ thèng n¹p kh«ng khÝ 1-§­êng n¹p; 2-Cæ thu; 3-§­êng dÉn khÝ; 4-§­êng ra cña m¸y nÐn khÝ; 5-§­êng èng n¹p cña m¸y nÐn khÝ. C¸c hÖ thèng n¹p vµ th¶i cña ®éng c¬ dïng ®Ó n¹p kh«ng khÝ vµo xi lanh vµ th¶i s¹ch khÝ th¶i ra khái xi lanh ®éng c¬. Yªu cÇu chung ®èi víi hÖ thèng n¹p th¶i cña ®éng c¬ lµ ph¶i cã hÖ sè c¶n nhá nhÊt, ®Ó gi¶m tæn thÊt b¬m, lµm t¨ng hÖ sè n¹p cho ®éng c¬ còng nh­ sö dông mét c¸ch cã hiÖu qu¶ nhÊt n¨ng l­îng cña dßng khÝ th¶i cho tua bin t¨ng ¸p. HÖ thèng n¹p bao gåm bÇu läc kh«ng khÝ, m¸y nÐn khÝ, ®­êng èng n¹p,... HÖ thèng th¶i bao gåm ®­êng èng th¶i, tua bin khÝ, bé gi¶m thanh,... Ch­¬ng 2 tÝnh to¸n chu tr×nh c«ng t¸c, ®éng lùc häc ®éng c¬ A.TÝnh to¸n chu tr×nh c«ng t¸c: 1.2.Chän c¸c th«ng sè ban ®Çu: 1- C«ng suÊt cã Ých ®Þnh møc Ne®m ë sè vßng quay trôc khuûu 4000 (v/ph): Ne®m= 72 (KW) 2- M«men xo¾n cã Ých lín nhÊt Memax: Memax= 216 (Nm) 3- Hµnh tr×nh pÝt t«ng S: S= 0,094 (m) 4- §­êng kÝnh pÝt t«ng D: D= 0,087 (m) 5- Tèc ®é trung b×nh cña pÝt t«ng CTB: Gi¸ trÞ cña CTB ®­îc x¸c ®Þnh th«ng qua hai th«ng sè ®· biÕt CTB= CTB= = 12,533 (m/s) 6- Sè xilanh cña ®éng c¬ i: i= 4 7- Tû sè gi÷a hµnh tr×nh cña pÝt t«ng vµ ®­êc kÝnh xi lanh : a= = = 8- HÖ sè kÕt cÊu λ: Lµ tû sè gi÷a b¸n kÝnh quay cña trôc khuûu R vµ chiÒu dµi thanh truyÒn L λ= Gi¸ trÞ λ n»m trong kho¶ng λ= λ= 0,28 9- Tû sè nÐn ε: ε= 19,4 10- HÖ sè d­ l­îng kh«ng khÝ α: α= §éng c¬ diesel buång ch¸y kh«ng ph©n chia: α = 1,4 1,9 Chän α = 1,4 11- NhiÖt ®é m«i tr­êng To: Gi¸ trÞ trung b×nh cña nhiÖt ®é ë n­íc ta theo thèng kª lµ 24˚C tøc 297˚K 12- ¸p suÊt cña m«i tr­êng po: §Ó tiÖn sö dông trong tÝnh to¸n, ng­êi ta th­êng lÊy gi¸ trÞ cña po ë ®é cao cña møc n­íc biÓn: po= 0,103 (MN/m2) 13- HÖ sè n¹p η: §éng c¬ 4 kú xu p¸p treo: η= 0,75 0,82 Chon η= 0,82 14- ¸p suÊt khÝ thÓ cuèi qu¸ tr×nh th¶i c­ìng bøc Pr: §éng c¬ diesel 4 kú cã t¨ng ¸p: pr= (0,105 0,115)PT (MPa) pr= 0,1288 (MPa) 15- NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh th¶i Tr: Gi¸ trÞ cña Tr cã thÓ chän trong ph¹m vi sau. §éng c¬ diesel 4 kú: Tr= 700 900˚K Chän Tr= 900˚K 16- §é sÊy nãng khÝ n¹p ΔT: §éng c¬ diesel 4 kú t¨ng ¸p: ΔT= 5 20˚K Chän ΔT= 15˚K 17- ChØ sè nÐn ®a biÕn trung b×nh n1: §éng c¬ diesel: n1= 1,34 1,39 Chän n1= 1,34 18- HÖ sè sö dông nhiÖt x: §éng c¬ diesel: x = 0,65 0,85 Chän x = 0,8 19- NhiÖt trÞ thÊp cña nhiªn liÖu QT: QT th­êng ®­îc tÝnh víi 1kg nhiªn liÖu §èi víi nhiªn liÖu diesel: QT= 4,25.104 (kJ/kgnl) 20- ChØ sè d·n në ®a biÕn trung b×nh n2: Kho¶ng thay ®æi cña n2 ®èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬ nh­ sau §éng c¬ diesel cã buång ch¸y kh«ng ph©n chia: n2= 1,14 1,22 Chän n2= 1,20 21- ThÓ tÝch c«ng t¸c Vh: Vh = = (dm3) 2.2.TÝnh to¸n chu tr×nh c«ng t¸c: 2.2.1.TÝnh to¸n qu¸ tr×nh trao ®æi khÝ: ë ®éng c¬ diesel 4 kú t¨ng ¸p - ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh n¹p: pa = (0,88 0,96).Pk (MPa) §éng c¬ cã n cao vµ Pk trung b×nh nªn chän: pa = 0,88. 0,14 = 0,1232 (MPa) NhiÖt ®é cña kh«ng khÝ sau m¸y nÐn: Tk = To Trong ®ã: m = 1,55 1,65 – chØ sè ®a biÕn trung b×nh cña kh«ng khÝ trong m¸y nÐn. Chän m = 1,65 Ta cã: Tk = 297.= 335,17 ˚K - NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh n¹p: Ta = = = 370,822 ˚K - HÖ sè khÝ sãt: = == 0,0182 2.2.2.TÝnh to¸n qu¸ tr×nh nÐn: Môc ®Ých cña viÖc tÝnh to¸n qu¸ tr×nh nÐn lµ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè nh­ ¸p suÊt pc vµ nhiÖt ®é Tc ë cuèi qu¸ tr×nh nÐn. - ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh nÐn: pc = pa.ε = 0,1232.19,4 = 6,5504 (MPa) - NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh nÐn: Tc = Ta.ε = 370,822.19,4 = 1016,29 ˚K 2.2.3.TÝnh to¸n qu¸ tr×nh ch¸y: Môc ®Ých cña viÖc tÝnh to¸n qu¸ tr×nh ch¸y lµ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cuèi qu¸ tr×nh ch¸y: ¸p suÊt pz vµ nhiÖt ®é Tz. - L­îng kh«ng khÝ lý thuyÕt cÇn thiÕt ®Ó ®èt ch¸y hoµn toµn 1kg nhiªn liÖu thÓ láng: Mo= Trong ®ã: gH, gO, gC – lµ thµnh phÇn cña nguyªn tè tÝnh theo khèi l­îng cña hy®r«, oxi, cacbon t­¬ng øng chøa trong 1kg nhiªn liÖu. TrÞ sè c¸c thµnh phÇn Êy ®èi víi nhiªn liÖu diesel: gC = 0,86; gH = 0,145; gO = 0,01 Mo = = 0,495 (Kmol/kgnl) - L­îng kh«ng khÝ thùc tÕ n¹p vµo xi lanh ®éng c¬ øng víi 1kg nhiªn liÖu Mt: Mt = α.Mo = 1,4.0,495 = 0,692 (Kmol/kgnl) - L­îng hçn hîp ch¸y M1 t­¬ng øng víi l­îng kh«ng khÝ thùc tÕ Mt ®èi víi ®éng c¬ diesel: M1 = Mt = α.Mo = 0,692 (Kmol/kgnl) - Sè mol cña s¶n vËt ch¸y M2: - HÖ sè thay ®æi ph©n tö lý thuyÕt bo: - HÖ sè thay ®æi ph©n tö thùc tÕ: b * TÝnh to¸n t­¬ng quan nhiÖt ®éng §èi víi ®éng c¬ diesel, thø tù tÝnh c¸c th«ng sè nh­ sau: - NhiÖt dung mol ®¼ng tÝch trung b×nh cña hçn hîp c«ng t¸c ë cuèi qu¸ tr×nh nÐn mcvc mcvc = 20,223 + 1,742.10-3 Tc = 20,223 + 1,742.10-3.1016,29 = 22,0034 (KJ/Kmol.®é) - NhiÖt dung mol ®¼ng tÝch trung b×nh cña khÝ thÓ t¹i ®iÓm z. (KJ/Kmol.®é) - NhiÖt dung mol ®¼ng ¸p trung b×nh t¹i ®iÓm z: mcpz = mcvz + 8,314 (KJ/Kmol.®é) (1) - NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh ch¸y Tz ®­îc x¸c ®Þnh theo ph­¬ng tr×nh nhiÖt ®éng cña qu¸ tr×nh ch¸y sau: (*) Trong ®ã: lµ tû sè t¨ng ¸p suÊt : §éng c¬ diesel ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh ch¸y Pz n»m trong kho¶ng: pz = 79 (MPa) Chän: pz = 9 MPa Ta cã: (*) 57947,362 = 1,743.10-3.Tz2 +21,361.Tz Gi¶i ph­¬ng tr×nh ta ®­îc: Tz1 = 2286,258 Tz2 = -14541,565 Chän Tz = 2286,258 oK - Tû sè d·n në sím r: 2.2.4. TÝnh to¸n qu¸ tr×nh d·n në: ë ®éng c¬ diesel, qu¸ tr×nh ch¸y kÕt thóc trªn hµnh tr×nh d·n në vµ qu¸ tr×nh d·n në cßn l¹i ®­îc tÝnh trªn mét phÇn cña hµnh tr×nh pÝt t«ng øng víi tû sè d·n në muén d=Vb/Vz. Do ®ã c¸c th«ng sè cña qu¸ tr×nh d·n në ®­îc tÝnh víi d. - ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh d·n në: [MPa] Trong ®ã: => - NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh d·n në: 2.2.5. KiÓm tra kÕt qu¶ tÝnh to¸n: Ta cã thÓ dïng c«ng thøc kinh nghiÖm sau ®©y ®Ó kiÓm tra kÕt qu¶ viÖc chän vµ tÝnh c¸c th«ng sè. Sai sè D = So s¸nh gi÷a gi¸ trÞ ®· chän cña Tr vµ kÕt qu¶ thu ®­îc theo c¸c biÓu thøc kiÓm tra Ta thÊy sai sè nhá h¬n 3% nªn c¸c th«ng sè ®· chän tháa m·n yªu cÇu. 2.3.X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ®¸nh gi¸ chu tr×nh c«ng t¸c vµ sù lµm viÖc cña ®éng c¬: 2.3.1.C¸c th«ng sè chØ thÞ: §ã lµ nh÷ng th«ng sè ®Æc tr­ng cho qu¸ tr×nh lµm viÖc cña ®éng c¬. C¸c th«ng sè cÇn tÝnh bao gåm: - ¸p suÊt chØ thÞ trung b×nh lý thuyÕt Pi’: §èi víi ®éng c¬ Diesel: pi’ = [MPa] pi’ = = 1,295 [MPa] - ¸p suÊt chØ thÞ trung b×nh thùc tÕ Pi: §èi víi ®éng c¬ Diesel 4 kú: pi = pi’. [MPa] Trong ®ã lµ hÖ sè ®iÒn ®Çy ®å thÞ c«ng. §èi víi ®éng c¬ Diesel: = 0,93 0,96 Chän: = 0,93 pi = 1,295.0,93 = 1,205 [MPa] - SuÊt tiªu hao nhiªn liÖu chØ thÞ gi: §èi víi ®éng c¬ 4 kú: gi = [] gi = = 144,22 [] - HiÖu suÊt chØ thÞ : = Trong ®ã: QT ®­îc tÝnh b»ng [KJ/kgl] vµ gi [kg/KWh] = = 0,587 2.3.2.C¸c th«ng sè cã Ých: C¸c th«ng sè cã Ých lµ nh÷ng th«ng sè ®Æc tr­ng cho sù lµm viÖc cña ®éng c¬. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ cña ¸p suÊt tæn hao c¬ khÝ trung b×nh pc¬. Thø tù tÝnh to¸n c¸c th«ng sè cã Ých nh­ sau: - ¸p suÊt tæn hao c¬ khÝ trung b×nh pc¬: §éng c¬ Diesel 4 kú buång ch¸y kh«ng ph©n chia ta cã: pc¬ = 0,09 + 0,012.CTB [MPa] pc¬ = 0,09 + 0,012.12,533 = 0,240 [MPa] - ¸p suÊt cã Ých trung b×nh Pe: pe = pi – pc¬ [MPa] = 1,205- 0,240 = 0,965 [MPa] - HiÖu suÊt c¬ khÝ : = = = 0,8 Gi¸ trÞ thùc nghiÖm cña: §éng c¬ Diesel 4 kú: =0,7 0,8 - SuÊt tiªu hao nhiªn liÖu cã Ých ge: ge = = = 180,050 [g/KWh] - HiÖu suÊt cã Ých : = = 0,587.0,8 = 0,47 - C«ng suÊt cã Ých cña ®éng c¬ ë sè vßng quay tÝnh to¸n Ne: Ne = [KW] = = 71,925 [KW] KÕt qu¶ Ne so s¸nh víi gi¸ trÞ cho tr­íc cña ®éng c¬ ta ®­îc: % = 0,1% Ta thÊy sai sè d­íi 3% nªn c¸c th«ng sè ®· chän tho¶ m·n. - M«men xo¾n cã Ých cña ®éng c¬ ë sè vßng quay tÝnh to¸n Me: Me = [Nm] = = 171,708 [Nm] 2.4.Dùng ®å thÞ c«ng chØ thÞ cña chu tr×nh c«ng t¸c: 2.4.1. Kh¸i qu¸t: §å thÞ c«ng chØ thÞ lµ ®å thÞ biÓu diÔn c¸c qu¸ tr×nh cña chu tr×nh c«ng t¸c x¶y ra trong xilanh ®éng c¬ trªn hÖ to¹ ®é P-V. ViÖc dùng ®å thÞ ®­îc chia lµm hai b­íc: + Dùng ®å thÞ c«ng chØ thÞ lý thuyÕt. + HiÖu chØnh ®å thÞ lý thuyÕt ®Ó ®­îc ®å thÞ c«ng chØ thÞ thùc tÕ. - §å thÞ c«ng chØ thÞ lý thuyÕt ®­îc dùng theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n chu tr×nh c«ng t¸c khi ch­a xÐt ®Õn c¸c yÕu tè ¶nh h­ëng cña mét qu¸ tr×nh lµm viÖc thùc tÕ trong ®éng c¬. - §å thÞ c«ng chØ thÞ thùc tÕ lµ ®å thÞ ®· kÓ ®Õn c¸c yÕu tè ¶nh h­ëng kh¸c nhau nh­ gãc ®¸nh löa sím hoÆc gãc phun sím nhiªn liÖu, gãc më sím vµ gãc ®ãng muén c¸c xu p¸p còng nh­ sù thay ®æi thÓ tÝch khi ch¸y. 2.4.2. Dùng ®å thÞ c«ng chØ thÞ lý thuyÕt: ë ®å thÞ c«ng chØ thÞ lý thuyÕt, ta thay chu tr×nh thùc tÕ b»ng chu tr×nh kÝn a-c-y-z-b-a. Trong ®ã qu¸ tr×nh ch¸y nhiªn liÖu ®­îc thay b»ng qu¸ tr×nh cÊp nhiÖt ®¼ng tÝch c-y vµ cÊp nhiÖt ®¼ng ¸p y-z, qu¸ tr×nh trao ®æi khÝ ®­îc thay b»ng qu¸ tr×nh rót nhiÖt ®¼ng tÝch b- a. Ta cã : Vc = Vc = vµ Vz = r.Vc =1,893.0,03 = 0,057 (dm3) Ph­¬ng ph¸p lËp b¶ng dùa vµo ph­¬ng tr×nh cña qu¸ tr×nh nÐn vµ d·n në ®a biÕn. Víi qu¸ tr×nh nÐn ®a biÕn, ta cã: Víi qu¸ tr×nh d·n në ®a biÕn, ta cã: Trong ®ã: pn, pd, Vn vµ Vd lµ c¸c gi¸ trÞ biÕn thiªn cña ¸p suÊt vµ thÓ tÝch trªn ®­êng nÐn vµ d·n në. Ta cã thÓ ®­a c¸c ph­¬ng tr×nh trªn vÒ d¹ng: pn = paen1 vµ pd = pben2 Trong ®ã: ; lµ nh÷ng tû sè biÕn thiªn (tû sè nÐn tøc thêi). *C¸c ®iÓm trªn ®­êng nÐn: TT e1 Vn =Va/e1 pn =pa.e 1 1.000 0.589 0.123 2 2.840 0.207 0.499 3 4.680 0.126 0.974 4 6.520 0.090 1.520 5 8.360 0.070 2.120 6 10.200 0.058 2.768 7 12.040 0.049 3.457 8 13.880 0.042 4.182 9 15.720 0.037 4.941 10 17.560 0.034 5.732 11 19.400 0.030 6.550 * C¸c ®iÓm trªn ®­êng gi·n në: TT e2 Vd =Va/e2 pd =pb.e 1 1.000 0.589 0.489 2 2.032 0.290 1.146 3 3.064 0.192 1.876 4 4.097 0.144 2.657 5 5.129 0.115 3.480 6 6.161 0.096 4.336 7 7.193 0.082 5.222 8 8.225 0.072 6.134 9 9.258 0.064 7.069 10 10.290 0.057 8.025 11 11.322 0.052 9.000 * §å thÞ c«ng chØ thÞ lý thuyÕt: H×nh 2.1:§å thÞ c«ng chØ thÞ lý thuyÕt 2.4.3.HiÖu chØnh ®å thÞ c«ng chØ thÞ lý thuyÕt thµnh ®å thÞ c«ng chØ thÞ thùc tÕ: H×nh 2.2:§å thÞ c«ng chØ thÞ p - V 2.5.Dùng ®Æc tÝnh ngoµi cña ®éng c¬: 2.5.1.Kh¸i qu¸t: §Æc tÝnh ngoµi lµ ®å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc cña c¸c chØ tiªu nh­ c«ng suÊt cã Ých Ne, m« men xo¾n cã Ých Me, l­îng tiªu hao nhiªn liÖu trong mét giê Gnl vµ suÊt tiªu hao nhiªn liÖu cã Ých ge vµo sè vßng quay cña trôc khuûu n(v/ph). 2.5.2.Dùng c¸c ®­êng ®Æc tÝnh: §èi víi ®éng c¬ diesel: [KW] [Nm] [g/KWh] [kg/h] Trong ®ã: Ne®m: c«ng suÊt ®Þnh møc n®m : sè vßng quay øng víi c«ng suÊt ®Þnh møc (v/ph) : m« men xo¾n cã Ých [Nm] vµ suÊt tiªu hao nhiªn liÖu cã Ých [g/KWh] ë n®m. Víi sè vßng quay cña trôc khuûu ®éng c¬ tõ 800 ®Õn 4000 ta cã b¶ng gi¸ trÞ sau: n Me ge Gnl 800 130.498 230.464 2.520 1200 147.669 211.559 3.926 1600 161.406 196.255 5.307 2000 171.708 184.551 6.637 2400 178.576 176.449 7.919 2800 182.010 171.948 9.177 3200 182.010 171.048 10.433 3600 178.576 173.748 11.697 4000 171.708 180.050 12.950 Dùng ®­êng ®Æc tÝnh ngoµi cña ®éng c¬ ZMZ-514: H×nh 2.3:§­êng ®Æc tÝnh ngoµi cña ®éng c¬ B. tÝnh to¸n ®éng lùc häc. 2.1. Môc ®Ých vµ néi dung: 2.1.1.Môc ®Ých: PhÇn tÝnh to¸n ®éng lùc häc cña ®å ¸n nh»m x¸c ®Þnh quy luËt biÕn thiªn cña lùc khÝ thÓ, lùc qu¸n tÝnh vµ hîp lùc t¸c dông lªn pÝt t«ng còng nh­ c¸c lùc tiÕp tuyÕn vµ ph¸p tuyÕn t¸c dông lªn bÒ mÆt cæ khuûu. Trªn c¬ së ®ã sÏ x©y dùng ®å thÞ vÐc t¬ lùc (phô t¶i) t¸c dông lªn bÒ mÆt cæ khuûu, cæ trôc vµ b¹c ®Çu to thanh truyÒn còng nh­ ®å thÞ mµi mßn bÒ mÆt. Tõ c¸c ®å thÞ vÐc t¬ phô t¶i ta biÕt ®­îc mét c¸ch ®Þnh tÝnh t×nh tr¹ng chÞu lùc cña bÒ mÆt vµ møc ®é ®ét biÕn cña t¶i th«ng qua hÖ sè va ®Ëp. 2.1.2.Néi dung: a- TriÓn khai ®å thÞ c«ng chØ thÞ thµnh ®å thÞ lùc khÝ thÓ t¸c dông lªn ®Ønh pÝt t«ng. b- X©y dùng ®å thÞ lùc qu¸n tÝnh cña c¸c khèi l­îng tham gia chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn. c- X¸c ®Þnh ®å thÞ hîp lùc cña lùc khÝ thÓ vµ lùc qu¸n tÝnh chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn. d- Ph©n tÝch hîp lùc ra c¸c lùc thµnh phÇn nh­ lùc ngang N, lùc tiÕp tuyÕn T, lùc ph¸p tuyÕn Z. e- X¸c ®Þnh c¸c lùc qu¸n tÝnh ly t©m Pr2 vµ Pr. f- X©y dùng ®å thÞ vÐc t¬ phô t¶i (®tvtpt) cæ khuûu. g- TriÓn khai ®tvtpt cæ khuûu thµnh ®å thÞ d¹ng Qck-α vµ x¸c ®Þnh hÖ sè va ®Ëp. i- X©y dùng ®å thÞ mµi mßn cæ khuûu. 2.2.TriÓn khai ®å thÞ c«ng chØ thÞ P-V thµnh ®å thÞ lùc khÝ thÓ Pk t¸c dông lªn pÝt t«ng theo gãc quay α: §å thÞ c«ng chØ thÞ thÓ hiÖn sù biÕn thiªn ¸p suÊt tuyÖt ®èi bªn trong xi lanh theo sù thay ®æi thÓ tÝch cña xi lanh trong suèt mét chu tr×nh c«ng t¸c (hai vßng quay cña trôc khuûu- t­¬ng øng víi 4 hµnh tr×nh cña pÝt t«ng ®èi víi ®éng c¬ 4 kú). Lùc khÝ thÓ ®­îc t¹o bëi sù chªnh ¸p gi÷a mÆt trªn vµ mÆt d­íi ®Ønh pÝt t«ng vµ ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: Pk = (p - po) [MN] Trong ®ã: p - ¸p suÊt khÝ thÓ trong xi lanh [MPa]; po- ¸p suÊt phÝa d­íi ®Ønh pÝt t«ng [MPa]; D - §­êng kÝnh danh nghÜa cña pÝtt«ng [m] §èi víi ®éng c¬ 4 kú ta th­êng chän po lµ ¸p suÊt m«i tr­êng (po=0,103 MPa). Lùc Pk ®­îc coi nh­ tËp trung thµnh mét vÐc t¬ t¸c dông däc theo ph­¬ng ®­êng t©m xi lanh vµ c¾t ®­êng t©m chèt pÝt t«ng (bá qua hÖ sè lÖch t©m k ®Ó ®¬n gi¶n ho¸ viÖc tÝnh to¸n). §Ó thuËn tiÖn cho viÖc triÓn khai ®å thÞ c«ng thµnh ®å thÞ lùc khÝ thÓ theo gãc quay α cña khuûu trôc th× ph¶i lµm nh­ sau: - Dùng trôc hoµnh (trôc gãc quay α) ngang b»ng víi ®­êng n»m ngang thÓ hiÖn ¸p suÊt po cña m«i tr­êng trªn ®å thÞ c«ng. - Trôc tung thÓ hiÖn lùc Pk víi tØ lÖ xÝch mP = mp. [MN/mm] Trong ®ã: mp [MPa/mm] lµ tØ lÖ xÝch ¸p suÊt trªn ®å thÞ c«ng. ViÖc x¸c ®Þnh quan hÖ gi÷a chuyÓn vÞ pÝt t«ng vµ gãc quay α cã thÓ thùc hiÖn b»ng ph­¬ng ph¸p vßng trßn BrÝch, c¸c b­íc nh­ sau: - VÒ phÝa d­íi trôc hoµnh ®å thÞ c«ng P-V vÏ nöa d­íi vßng trßn BrÝch (®Ó tiÕt kiÖm diÖn tÝch) ®­êng kÝnh AB b»ng kho¶ng c¸ch tõ §CT tíi §CD trªn ®å thÞ P-V, t©m 0, ®­êng kÝnh AB nµy t­¬ng øng víi S = 2R cña ®éng c¬ thùc), A t­¬ng øng víi §CT. - VÒ phÝa §CD, x¸c ®Þnh ®iÓm 0’ sao cho 00’ = - Tõ 0’ dùng tia t¹o gãc α víi 0’A, tia nµy c¾t vßng trßn BrÝch t¹i mét ®iÓm. Tõ ®iÓm ®ã dùng ®­êng song song víi trôc ¸p suÊt, c¾t ®å thÞ c«ng t¹i ®iÓm t­¬ng øng (víi qu¸ tr×nh n¹p, nÐn, d·n në hoÆc th¶i). Tõ giao ®iÓm ®ã giãng ngang sang ®å thÞ lùc khÝ thÓ vµ c¾t ®­êng th¼ng ®øng t­¬ng øng giãng tõ trôc α lªn. Giao ®iÓm ®ã chÝnh lµ ®é lín cña lùc khÝ thÓ t¹i gãc α t­¬ng øng trªn ®å thÞ lùc khÝ thÓ Pk-α. - LÇn l­ît dùng gãc α lín dÇn (vÝ dô α = 0˚, 15˚, 30˚, 45˚, ..., 720°) vµ tiÕn hµnh t­¬ng tù nh­ trªn ta ®­îc tËp hîp c¸c giao ®iÓm trªn ®å thÞ Pk-α. - Nèi c¸c giao ®iÓm nhËn ®­îc b»ng ®­êng cong liªn tôc ta ®­îc ®å thÞ biÕn thiªn cña lùc khÝ thÓ theo gãc quay α cña trôc khuûu trong mét chu tr×nh c«ng t¸c cña xi lanh. - §èi víi ®éng c¬ 4 kú, trôc hoµnh thÓ hiÖn gãc α tõ 0˚ ®Õn 720˚. H×nh 2.4:TriÓn khai ®å thÞ P-V thµnh ®å thÞ Pk 2.3. Quy dÉn khèi l­îng chuyÓn ®éng: 2.3.1.Khèi l­îng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn mj: Khèi l­îng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn mj ®­îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: mj = mP + mx + mc + m1 [kg] Trong ®ã: mP: Khèi l­îng toµn bé pÝt t«ng; mP = 0,722 [kg] mx: Khèi l­îng c¸c xÐc m¨ng; mx = 0,06 [kg] mc: Khèi l­îng chèt pÝt t«ng; mc = 0,106 [kg] m1: Khèi l­îng thanh truyÒn quy dÉn vÒ ®­êng t©m chèt pÝt t«ng; m1= 0,277 [kg] mj = 0,722 + 0,06 + 0,106 + 0,277 = 1,165 [kg] Khèi l­îng mj coi nh­ ®­îc tËp trung t¹i giao ®iÓm t©m chèt pÝt t«ng víi ®­êng t©m thanh truyÒn, vµ do ta coi CCTKTT lµ c¬ cÊu giao t©m nªn ®­êng t©m chèt pÝt t«ng còng c¾t ®­êng t©m xi lanh. Nh­ vËy khèi l­îng mj sÏ chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn qua l¹i däc theo ®­êng t©m xi lanh víi chuyÓn vÞ, vËn tèc vµ gia tèc nh­ cña pÝt t«ng. 2.3.2.Khèi l­îng thanh truyÒn vµ trôc khuûu. * Toµn bé khèi l­îng thanh truyÒn ®­îc quy dÉn vÒ ®­êng t©m ®Çu nhá (tham gia chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn) vµ vÒ ®­êng t©m ®Çu to (tham gia chuyÓn ®éng quay) theo nguyªn lý sau: mth = m1 + m2 m1l1= m2l2 Trong ®ã: m1 = 0,277 [kg]; m2 = 0,744 [kg] PhÇn khèi l­îng quy dÉn m2 coi nh­ tËp trung t¹i t©m cæ khuûu, quay xung quanh trôc khuûu víi vËn tèc , b¸n kÝnh R g©y nªn lùc Pr2. * Khèi l­îng khuûu trôc: PhÇn khèi l­îng kh«ng c©n b»ng cña hai m¸ khuûu vµ cæ khuûu (sau khi trõ bá phÇn khèi l­îng g©y lùc qu¸n tÝnh t­¬ng ®­¬ng víi c¸c ®èi träng) ®­îc quy dÉn vÒ ®­êng t©m cæ khuûu vµ ký hiÖu lµ mkh, mkh còng quay quanh ®­êng t©m trôc khuûu víi vËn tèc gãc vµ b¸n kÝnh quay R g©y nªn lùc qu¸n tÝnh ly t©m Prk nh­ng chØ t¸c dông lªn c¸c b¹c cæ trôc. Trong khi ®ã Pr2 võa t¸c dông lªn bÒ mÆt cæ khuûu võa t¸c dông lªn b¹c cæ trôc. 2.4.Lùc qu¸n tÝnh vµ tæng lùc, lùc tiÕp tuyÕn vµ ph¸p tuyÕn. Lùc qu¸n tÝnh do khèi l­îng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn mj g©y nªn th­êng ®­îc gäi t¾t lµ lùc qu¸n tÝnh chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn vµ ký hiÖu lµ Pj. Pj = -mj.R.(cos + cos2).10-6 [MN] Trong ®ã: mj _ Khèi l­îng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn [kg]; R _ B¸n kÝnh quay cña trôc khuûu [m]; R= 0,044 [m] _ VËn tèc gãc trôc khuûu [1/s]; = [1/s] _ HÖ sè kÕt cÊu cña ®éng c¬. = 0,28 Lùc Pj thay ®æi trong suèt chu tr×nh c«ng t¸c cña ®éng c¬ vµ ®­îc coi nh­ cã ph­¬ng t¸c dông trïng víi ph­¬ng cña lùc khÝ thÓ Pk. DÊu (-) cã ý nghÜa t­îng tr­ng vÒ sù ng­îc chiÒu gi÷a gia tèc vµ lùc qu¸n tÝnh. Lùc qu¸n tÝnh chuyÓn ®éng quay Pr do c¸c khèi l­îng chuyÓn ®éng quay víi vËn tèc gãc , b¸n kÝnh R g©y nªn. Ta cã: Pr2 = m2.R. 2.10-6 [MN] Prk = mkh.R. 2.10-6 [MN] Pr = Pr2 + Prk [MN] mkh gåm cã khèi l­îng mck vµ khèi l­îng quy dÉn cña m¸ khuûu m. mkh = mck + m [kg] m = 2mm. [kg] 2mm: PhÇn khèi l­îng kh«ng c©n b»ng cña hai m¸ khuûu coi nh­ ®­îc tËp trung t¹i träng t©m c¸ch ®­êng t©m trôc khuûu víi b¸n kÝnh . Tuy Pr2, Prk cã gi¸ trÞ kh«ng ®æi khi ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é =const nh­ng ph­¬ng t¸c dông l¹i quay víi vËn tèc vµ lu«n trïng víi ph­¬ng ®­êng t©m c¸c m¸ khuûu (nãi chÝnh x¸c lµ ph­¬ng cña b¸n kÝnh quay). Tæng lùc khÝ thÓ vµ lùc qu¸n tÝnh chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn: P= Pk + Pj [MN] §Ó thuËn tiÖn ta lËp b¶ng biÕn thiªn sau: a [GGTK] pk [MPa] Pk [NM] Pj [NM] På [NM] T [MN] Z [MN] Qck [MN] 0° 10° Pr2 = m2.R.w2.10-6 = 0,744.0,044..10-6 = 5,74.10-3 [MN] H×nh 2.5: §å thÞ lùc khÝ thÓ lùc qu¸n tÝnh vµ tæng lùc §èi víi lùc qu¸n tÝnh Pj, Pr2 vµ Prk do ¸p dông c¸c thø nguyªn [kg] cho khèi l­îng, [1/s] cho w nªn ph¶i nh©n thªm víi 10-6 ®Ó ®æi thµnh [MN]. Dùa trªn kÕt qu¶ tÝnh lùc Pj, ta x©y dùng ®­êng cong biÕn thiªn lùc Pj trªn ®å thÞ P- a víi cïng tØ lÖ xÝch nh­ ®èi víi lùc khÝ thÓ. Sau ®ã céng trùc tiÕp hai ®å thÞ Pk vµ Pj hoÆc dùa vµo b¶ng biÕn thiªn PS ®Ó x©y dùng ®å thÞ lùc PS (víi cïng tØ lÖ xÝch). Sau khi cã PS ta tra b¶ng l­îng gi¸c trong phÇn phô lôc ®Ó x¸c ®Þnh c¸c trÞ sè cña hµm vµ , råi ®iÒn vµo b¶ng trªn. H×nh 2.6: S¬ ®å t¸c dông cña c¸c lùc vµ m« men lªn CCKTTT Sau khi cã kÕt qu¶ c¸c hµm l­îng gi¸c, ta x¸c ®Þnh c¸c trÞ sè tøc thêi cña lùc tiÕp tuyÕn T vµ lùc ph¸p tuyÕn Z vµ ®iÒn vµo b¶ng theo c¸c biÓu thøc sau: T = PS. [MN] Z = PS. [MN] Dùa vµo b¶ng biÕn thiªn ta x©y dùng ®å thÞ biÕn thiªn cña lùc tiÕp tuyÕn T vµ lùc ph¸p tuyÕn Z: H×nh 2.7: §å thÞ lùc ph¸p tuyÕn vµ tiÕp tuyÕn 2.5.§å thÞ vÐc t¬ phô t¶i t¸c dông lªn bÒ mÆt cæ khuûu. §å thÞ vÐc t¬ phô t¶i (®tvtpt) t¸c dông lªn bÒ mÆt cæ khuûu hoÆc chèt khuûu (nÕu chÕ t¹o rêi) gäi t¾t lµ ®tvtpt cæ khuûu. §å thÞ nµy ph¶n ¸nh sù t¸c dông cña lùc T, Z vµ Pr2 lªn bÒ mÆt cæ khuûu th«ng qua b¹c trong mét chu tr×nh c«ng t¸c cña xi lanh. Ta cã: [MN] CÇn ph¶i chän tØ lÖ xÝch c¸c lùc cho phï hîp, nh­ng b¾t buéc . Dùng hÖ trôc vu«ng gãc TOZ; OT lµ trôc tung h­íng sang ph¶i, OZ lµ trôc hoµnh h­íng xuèng phÝa d­íi. Dùa theo kÕt qu¶ tÝnh ë b¶ng biÕn thiªn x¸c ®Þnh c¸c giao ®iÓm øng víi vÐc t¬ . Nèi c¸c giao ®iÓm ®ã b»ng mét ®­êng cong, ta ®­îc ®å thÞ lùc thanh truyÒn Pth trong hÖ to¹ ®é mµ trôc khuûu ®øng yªn, cßn thanh truyÒn quay t­¬ng ®èi goc so víi trôc khuûu vÒ phÝa tr¸i. Tõ O, vÒ phÝa chiÒu d­¬ng OZ, x¸c ®Þnh ®iÓm O1 sao cho: VÏ vßng trßn b¸n kÝnh bÊt kú t­îng tr­ng cho bÒ mÆt cæ khuûu, vÏ kÐo dµi m¸ khuûu t­îng tr­ng vÒ phÝa chiÒu d­¬ng trôc OZ. §å thÞ nhËn ®­îc øng víi gãc O1 chÝnh lµ ®tvtpt cæ khuûu víi tØ lÖ xÝch . Ta thÊy phÇn ®u«i ®å thÞ nµy (øng víi vïng 360°380° GQTK) ë chÕ ®é m« men sÏ dµi h¬n so víi chÕ ®é c«ng suÊt bëi hai lý do: - Lùc qu¸n tÝnh nhá h¬n. - ¸p suÊt cùc ®¹i trong xi lanh lín h¬n. H×nh 2.8: §å thÞ vÐc t¬ phô t¶i cæ khuûu øng víi trÞ sè gãc a cô thÓ trªn trôc hoµnh ta x¸c ®Þnh trÞ sè t­¬ng øng cña vÐc t¬ Qck trªn ®tvtpt cæ khuûu vµ th«ng qua tØ lÖ xÝch mQ (chän thÝch hîp cho ®å thi Qck- a) ta x¸c ®Þnh ®­îc mét ®iÓm nhÊt ®Þnh trªn ®å thÞ Qck. LÇn l­ît tiÕn hµnh t­¬ng tù ®èi víi c¸c trÞ sè tiÕp theo cña gãc a ta ®­îc tËp hîp c¸c giao ®iÓm. Nèi chóng l¹i b»ng mét ®­êng cong liªn tôc ta ®­îc ®å thÞ Qck - a. * X¸c ®Þnh trÞ sè t¶i trong trung b×nh t¸c dung lªn bÒ mÆt cæ khuûu: [MN] §Ó t¨ng ®é chÝnh x¸c ng­êi ta dïng ph­¬ng ph¸p tÝch ph©n ®­êng cong ®Ó t×m diÖn tÝch. Sau ®ã lÊy diÖn tÝch chia cho chiÒu dµi sÏ ®­îc chiÒu cao cña h×nh ch÷ nhËt t­¬ng øng. ChiÒu cao ®ã, th«ng qua tû lÖ xÝch mQ, chÝnh lµ trÞ sè vÐc t¬ t¶i träng trung b×nh QckTB, ta kÎ mét ®­êng song song víi trôc hoµnh thÓ hiÖn QckTB (tû lÖ xÝch mQ) lªn ®å thÞ Qck - a. * HÖ sè va ®Ëp c: T×m trªn ®å thÞ Qckmax vµ tÝnh c = * X¸c ®Þnh t¶i träng riªng: qc = [MN/m2] Trong ®ã: lC – chiÒu dµi tiÕp xóc vµ dC lµ ®­êng kÝnh cña cæ khuûu [m]. * VÞ trÝ khoan lç dÇu b«i tr¬n. VÞ trÝ khoan lç dÇu b«i tr¬n tèi ­u cho chÕ ®é ®­îc tÝnh to¸n vµ vÏ ®tvtpt cæ khuûu cã thÓ x¸c ®Þnh trªn c¬ së ®å thÞ mµi mßn t­îng tr­ng hoÆc cã thÓ x¸c ®Þnh trùc tiÕp trªn ®tvtpt cæ khuûu. C¸ch tiÕn hµnh nh­ sau: - Tõ t©m O1 vÏ c¸c vßng trßn ®ång t©m t­îng tr­ng cho bÒ mÆt cæ khuûu rçng. NÕu cæ khuûu ®Æc th× chØ cÇn mét vßng trßn. - VÏ t­îng tr­ng m¸ khuûu vÒ phÝa chiÒu d­¬ng OZ. - Tõ O1 kÎ hai ®­êng tiÕp tuyÕn víi ®å thÞ. - §­êng ph©n gi¸c víi gãc t¹o bëi hai tiÕp tuyÕn chÝnh lµ ph­¬ng khoan lç dÇu b«i tr¬n. - C¸ch vÏ nh­ ®· nªu chØ phï hîp cho tr­êng hîp ®tvtpt cæ khuûu ®i qua phÝa bªn tr¸i ®iÓm t©m O1. Tr­êng hîp ®tvtpt cæ khuûu ®i qua phÝa bªn tr¸i ®iÓm O th× x¸c ®Þnh ®iÓm B nµo ®ã n»m trªn ®o¹n ®å thÞ ®i qua phÝa bªn tr¸i ®iÓm O1 sao cho kho¶ng c¸ch O1B lµ nhá nhÊt. Nèi BO1 vµ kÐo dµi tíi khi c¾t vßng trßn t­îng tr­ng cho bÒ mÆt cæ khuûu, ®ã chÝnh lµ vÞ trÝ khoan lç dÇu b«i tr¬n hîp lý nhÊt cho chÕ ®é ta ®ang tÝnh to¸n. * Ngoµi ph­¬ng ph¸p x©y dùng ®å thÞ vÐc t¬ phô t¶i nh­ ®· tr×nh bµy, ta cã thÓ tÝnh vµ lËp b¶ng biÕn thiªn lùc t¸c dông däc theo thanh truyÒn: Pth = Sau ®ã dïng ph­¬ng ph¸p hai vßng trßn lÖch t©m (vßng trßn lín h¬n t©m O cã b¸n kÝnh b»ng chiÒu dµi l cña thanh truyÒn, vßng trßn nhá t©m O’ cã b¸n kÝnh bÊt kú, co t©m O’ c¸ch t©m O cña vßng trßn lín mét kho¶ng OO’ = R, chó ý lµ tû lÖ xÝch cña R vµ l nh­ nhau). H×nh 2.9: §å thÞ vÐc t¬ cæ khuûu triÓn khai 2.6.§å thÞ mµi mßn cæ khuûu: §å thÞ mµi mßn thÓ hiÖn mét c¸ch t­îng tr­ng møc ®é mµi mßn bÒ mÆt cæ khuûu sau mét chu tr×nh t¸c dông cña lùc. §Ó cã thÓ x©y dùng ®­îc ®å thÞ mµi mßn, ph¶i cã ®tvtpt cæ khuûu. Ph­¬ng ph¸p gåm c¸c b­íc sau: - Trªn ®tvtpt cæ khuûu, vÏ vßng trßn t­îng tr­ng cho bÒ mÆt vµ chia vßng trßn thµnh 2n phÇn b»ng nhau, vÝ dô chia thµnh 24 phÇn vµ ®¸nh sè: 0, 1, 2,..., 2n. - TÝnh hîp lùc SQ’ cña tÊt c¶ c¸c lùc t¸c dông lÇn l­ît lªn c¸c ®iÓm 0, 1, 2... ký hiÖu t­¬ng øng lµ SQ, SQ, SQ, ...ghi trÞ sè lùc vµ ph¹m vi t¸c dông lªn b¶ng sau víi gi¶ thiÕt lµ lùc åQ’ t¸c dông ®Òu lªn tÊt c¶ c¸c ®iÓm trong ph¹ vi 120°, tøc lµ vÒ mçi phÝa cña ®iÓm chia lµ 60°. 0 1 2 3 ... 21 22 23 SQ SQ ... SQ SQo SQ1 SQ2 SQ3 ... SQ21 SQ22 SQ23 - X¸c ®Þnh tæng lùc t­¬ng ®­¬ng SQi cña tÊt c¶ c¸c hîp lùc SQ’ t¸c dông lªn ®iÓm thø i vµ ghi vµo c¸c « hµng d­íi cïng. - Trªn ®å thÞ, vÏ vßng trßn t­îng tr­ng vµ m¸ khuûu, vµ còng chia thµnh 2n phÇn b»ng nhau t­¬ng øng, ®¸nh sè tõ 0 ®Õn 2n-1. Chän mét tû lÖ xÝch lùc thÝch hîp, ®Æt c¸c ®o¹n th¼ng t­¬ng øng víi SQi tõ vßng trßn theo h­íng kÝnh vµo phÝa t©m. - Nèi c¸c ®iÓm cuèi cña c¸c ®o¹n th¼ng Êy b»ng mét ®­êng cong liªn tôc råi g¹ch nghiªng phÇn diÖn tÝch n»m gi÷a vßng trßn vµ ®­êng cong liªn tôc khÐp kÝn võa nhËn ®­îc, ta ®­îc ®å thÞ mµ phÇn g¹ch nghiªng ®­îc coi nh­ tû lÖ thuËn víi møc ®é mßn cña bÒ mÆt sau mét chu tr×nh t¸c dông cña lùc. Tõ ®å thÞ nµy, ta chän vÞ trÝ mßn Ýt nhÊt ®Ó khoan lç dÇu b«i tr¬n. H×nh 2.10: §å thÞ mµi mßn cæ khuûu 2.7.§å thÞ tæng lùc tiÕp tuyÕn vµ m« men tæng: Ta biÕt r»ng lùc tiÕp tuyÕn g©y nªn c¸c m« men lµm quay c¸c khuûu cña trôc khuûu vµ truyÒn ra ngoµi mµ ta quen gäi lµ m« men xo¾n Me, ta cã: Me = Mi..mco = T.R. mco §èi víi ®éng c¬ nhiÒu xi lanh th× ph¶i x¸c ®Þnh mét chu tr×nh biÕn thiªn cña lùc TS dùa trªn thø tù c«ng t¸c vµ s¬ ®å c¬ cÊu khuûu trôc thanh truyÒn. NÕu ®éng c¬ chØ cã mét trÞ sè gãc lÖch pha c«ng t¸c, tøc lµ:d = Th× chu tr×nh biÕn thiªn cña lùc TS còng lµ d. §éng c¬ ZMZ-514 lµ ®éng c¬ 4 kú cã 4 xi lanh nªn ta cã: d = = Cßn víi ®éng c¬ cã tõ hai trÞ sè gãc lÖch pha c«ng t¸c trë lªn th× viÖc x¸c ®Þnh chu tr×nh biÕn thiªn cña lùc TS sÏ phøc t¹p h¬n. Nh­ ®· gi¶ thiÕt ta cã T do c¸c xi lanh g©y nªn lµ nh­ nhau vµ ta tÝnh ®­îc TS. Trôc hoµnh ®å thÞ TS - a kÐo dµi tõ 0° tíi d° (Tõ 0° ®Õn 180°), cßn trôc tung th× ph¶i dïng tû lÖ xÝch mTS phï hîp ®Ó thÓ hiÖn TS. Ta tiÕn hµnh theo ph­¬ng ph¸p lËp b¶ng tÝnh TS cho mét chu kú biÕn thiªn cña nã, råi chän mTS phï hîp ®Ó vÏ. ViÖc lËp b¶ng ®­îc tiÕn hµnh dùa trªn b¶ng biÕn thiªn lùc tiÕp tuyÕn T cña mét xi lanh mµ ta ®· lËp ë trªn vµ thø tù c«ng t¸c cña ®éng c¬. H×nh 2.11: §å thÞ tæng lùc tiÕp tuyÕn Ch­¬ng 3 Ph¢n tÝch ®Æc ®iÓm kÕt cÊu cña hÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu trªn ®éng c¬ 3.1.HÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu cña ®éng c¬ diesel: 3.1.1.Chøc n¨ng, ph©n lo¹i: a.Chøc n¨ng: ë ®éng c¬ diesel nhiªn liÖu tr­íc khi ch¸y ph¶i ®­îc bay h¬i vµ hoµ trén víi kh«ng khÝ ®Ó t¹o thµnh hçn hîp ch¸y. §Ó thùc hiÖn ®iÒu ®ã nhiªn liÖu ph¶i ®­îc phun thµnh tõng h¹t nhá víi kÝch th­íc x¸c ®Þnh vµ ph©n bè ®Òu trong thÓ tÝch buång ch¸y. §é phun t¬i vµ phun s©u cÇn thiÕt cña chïm tia nhiªn liÖu ë ®éng c¬ diesel ®¹t ®­îc nhê b¬m cao ¸p vµ vßi phun. NhiÖt ®é trong xilanh cuèi kú nÐn lín h¬n nhiÖt ®é tù bèc ch¸y cña hçn hîp nhiªn liÖu kh«ng khÝ, do ®ã thêi ®iÓm bèc ch¸y cña hçn hîp cã thÓ ®­îc ®iÒu chØnh b»ng c¸ch thay ®æi gãc b¾t ®Çu phun nhiªn liÖu vµo xilanh. §Ó ®iÒu chØnh chÕ ®é lµm viÖc cña ®éng c¬ diesel cÇn thiÕt ph¶i ®Þnh l­îng, l­îng nhiªn liÖu cung cÊp vµo xi lanh tuú thuéc vµo chÕ ®é lµm viÖc ®· cho cña ®éng c¬. ë ®éng c¬ nhiÒu xi lanh, ngoµi viÖc cung cÊp mét l­îng nhiªn liÖu gièng nhau cho tÊt c¶ c¸c xi lanh vµo mét thêi ®iÓm x¸c ®Þnh cña chu tr×nh c«ng t¸c cßn ph¶i ®¶m b¶o thêi gian phun tÝnh theo gãc quay trôc cam b¬m cao ¸p lµ nh­ nhau. §iÒu ®ã ®­îc ®¶m b¶o nhê kÕt cÊu cña thiÕt bÞ cung cÊp nhiªn liÖu cña ®éng c¬. ë ®éng c¬ diesel ng­êi ta sö dông ph­¬ng ph¸p t¹o hçn hîp thÓ tÝch, ph­¬ng ph¸p t¹o hçn hîp kiÓu mµng vµ ph­¬ng ph¸p t¹o hçn hîp kÕt hîp. Ph­¬ng ph¸p t¹o hçn hîp thÓ tÝch ®Æc tr­ng cho ®éng c¬ diesel cã buång ch¸y thèng nhÊt. Sù bay h¬i cña nhiªn liÖu x¶y ra trong toµn bé thÓ tÝch buång ch¸y. Trong tr­êng hîp t¹o hçn hîp kiÓu mµng ë c¸c ®éng c¬ cã buång ch¸y b¸n ph©n chia, nhiªn liÖu bay h¬i tõ bÒ mÆt cña chïm tia tr¸ng trªn bÒ mÆt buång ch¸y khi phun nhiªn liÖu. Ph­¬ng ph¸p t¹o hçn hîp kÕt hîp ®­îc sö dông trong buång ch¸y ph©n chia. Nhiªn liÖu tõ trong thïng chøa ®­îc b¬m cÊp nhiªn liÖu hót qua bÇu läc th«, qua b¬m cÊp nhiªn liÖu, sau b¬m cÊp nhiªn liÖu cã ¸p suÊt nhÊt ®Þnh ®­îc dÉn qua bÇu läc tinh, sau khi nhiªn liÖu ®· ®­îc läc s¹ch cÆn bÈn ®­îc ®­a ®Õn b¬m cao ¸p. B¬m cao ¸p cã nhiÖm vô t¨ng ¸p suÊt nhiªn liÖu vµ ph©n phèi nhiªn liÖu ®Õn c¸c vßi phun cña c¸c xilanh ®éng c¬, ®¶m b¶o ®óng chu kú, ®óng xi lanh vµ ®ñ vÒ l­îng nhiªn liÖu còng nh­ ®ñ ¸p suÊt ®Ó vßi phun lµm viÖc, phun nhiªn liÖu vµo trong buång ®èt. Nhiªn liÖu d­ thõa trong b¬m cao ¸p ®i qua van trµn trë vÒ cöa hót cña b¬m cÊp nhiªn liÖu. Kh«ng khÝ tõ ngoµi trêi qua bÇu läc khÝ vµo èng n¹p, qua xu p¸p n¹p ®i vµo buång ®èt ®éng c¬. Cuèi qu¸ tr×nh nÐn, nhiªn liÖu ®­îc phun vµo dßng khÝ nÐn, ®­îc xÐ nhá, sÊy nãng, bay h¬i vµ hoµ trén ®Òu víi kh«ng khÝ t¹o ra hoµ khÝ vµ tù bèc ch¸y. b.Ph©n lo¹i hÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu: HÖ thèng nhiªn liÖu trªn c¸c ®éng c¬ diesel «t«, xe qu©n sù vµ tÇu thuû cã nh÷ng ®Æc ®iÓm rÊt kh¸c nhau vÒ cÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc. Sù kh¸c biÖt ®ã thÓ hiÖn ë ®Æc ®iÓm cÊu t¹o, ph­¬ng ph¸p liªn hÖ gi÷a b¬m cao ¸p vµ vßi phun, ph­¬ng ph¸p dÉn ®éng b¬m cao ¸p,... HÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu trªn c¸c ®éng c¬ diesel cã thÓ chia lµm bèn lo¹i dùa theo cÊu t¹o b¬m vµ ph­¬ng ph¸p liªn hÖ gi÷a b¬m cao ¸p vµ vßi phun: - HÖ thèng nhiªn liÖu cã b¬m cao ¸p gåm nhiÒu ph©n b¬m: §©y lµ lo¹i phæ biÕn nhÊt. Trôc cam cña b¬m cao ¸p ®­îc dÉn ®éng tõ trôc khuûu cña ®éng c¬ vµ sè ph©n b¬m cña b¬m cao ¸p b»ng sè xi lanh cña ®éng c¬. C¸c ph©n b¬m cã thÓ bè trÝ mét d·y hoÆc hai d·y h×nh ch÷ V. - HÖ thèng nhiªn liÖu cã b¬m cao ¸p kiÓu ph©n phèi: Tuú theo sè xi lanh cña ®éng c¬ ng­êi ta cã thÓ sö dông mét hoÆc hai ph©n b¬m, mçi ph©n b¬m cao ¸p cã nhiÖm vô ph©n phèi nhiªn liÖu cho hai ®Õn bèn xi lanh. Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, pÝt t«ng thùc hiÖn hai chÕ ®é chuyÓn ®éng lµ lªn xuèng ®Ó cung cÊp vµ xoay trßn ®Ó ph©n phèi nhiªn liÖu cho c¸c xi lanh. - HÖ thèng nhiªn liÖu cã b¬m- vßi phun kÕt hîp riªng biÖt cho tõng xi lanh: ViÖc dïng b¬m- vßi phun kÕt hîp cã ­u ®iÓm lµ gi¶m ®­îc thÓ tÝch nhiªn liÖu bÞ nÐn trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cña hÖ thèng v× kh«ng cã ®­êng èng cao ¸p nªn tr¸nh ®­îc ¶nh h­ëng cña hiÖn t­îng dao ®éng ¸p suÊt tíi qu¸ tr×nh phun vµ ®ång thêi t¹o ®­îc ¸p suÊt cao trong qu¸ tr×nh phun ®­îc ®¶m b¶o chÝnh x¸c vµ thêi gian phun rÊt ng¾n. Nh­îc ®iÓm cña b¬m- vßi phun kÕt hîp lµ khã ®iÒu chØnh trong qu¸ tr×nh sö dông - HÖ thèng nhiªn liÖu cã c¸c b¬m cao ¸p riªng biÖt cho tõng xi lanh cña ®éng c¬: ¦u ®iÓm cña hÖ thèng nµy lµ ®­êng èng cao ¸p ng¾n nh­ng trôc cam cña b¬m dµi vµ viÖc ®iÒu khiÓn thanh r¨ng cña b¬m phøc t¹p, ®Æc biÖt lµ ë nh÷ng ®éng c¬ lín. 3.1.2.Nh÷ng yªu cÇu ®èi víi hÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu trªn ®éng c¬ diesel: - Cung cÊp nhiªn liÖu ®óng liÒu l­îng phï hîp víi c¸c chÕ ®é tèc ®é vµ phô t¶i cña ®éng c¬. - §¶m b¶o phun t¬i nhiªn liÖu vµ ph©n bè ®Òu kh¾p kh«ng gian buång ch¸y cña ®éng c¬. - Cã quy luËt cung cÊp nhiªn liÖu tèt nhÊt ë mäi chÕ ®é lµm viÖc cña ®éng c¬. - L­îng nhiªn liÖu cung cÊp cho mét chu tr×nh ë c¸c xi lanh ph¶i ®Òu nhau. - §¶m b¶o lµm viÖc l©u dµi kh«ng cÇn ®iÒu chØnh, tuæi thä cña c¸c chi tiÕt b¬m cao ¸p vµ vßi phun kh«ng ®­îc nhá h¬n tuæi thä cña ®éng c¬. 3.1.3.Mét sè ®Æc ®iÓm b¬m cao ¸p, vßi phun dïng trªn ®éng c¬ diesel: B¬m cao ¸p nÐn dÇu diesel víi ¸p suÊt cao ®Ó cung cÊp cho c¸c vßi phun, phun vµo buång ch¸y ®éng c¬ ë cuèi qu¸ tr×nh nÐn ®¶m b¶o: - Nhiªn liÖu cã ¸p suÊt cao, t¹o chªnh ¸p lín tr­íc vµ sau lç phun. - Cung cÊp nhiªn liÖu ®óng thêi ®iÓm vµ theo quy luËt mong muèn. - Cung cÊp nhiªn liÖu ®ång ®Òu vµo c¸c xi lanh ®éng c¬. - DÔ dµng vµ nhanh chãng thay ®æi l­îng nhiªn liÖu cung cÊp cho chu tr×nh phï hîp víi chÕ ®é lµm viÖc cña ®éng c¬. a.B¬m cao ¸p kiÓu Bosch: PhÇn chÝnh cña b¬m lµ cÆp bé ®«i siªu chÝnh x¸c pÝt t«ng – xi lanh b¬m cao ¸p, l¾p kÝn khÝt nhau. PÝt t«ng 10 ®­îc cam 19 ®Èy lªn qua con ®éi 17 vµ vÝt ®iÒu chØnh 16. Hµnh tr×nh ®i xuèng cña pÝt t«ng lµ nhê lß xo 4 vµ ®Üa lß xo 15. Ng¹nh ch÷ thËp ë phÇn ®u«i pÝt t«ng 10 ®­îc ngµm trong r·nh däc cña èng xoay 12. Vµnh r¨ng 2 b¾t chÆt trªn ®Çu èng xoay 12, ¨n khíp víi thanh r¨ng 1. Khi dÞch chuyÓn thanh r¨ng 1 sÏ lµm xoay pÝt t«ng 10. PhÇn ®Çu pÝt t«ng sÎ mét r·nh nghiªng, kh«ng gian bªn d­íi r·nh nghiªng th«ng víi kh«ng gian phÝa trªn ®Ønh pÝt t«ng lµ nhê r·nh däc. * Nguyªn t¾c ho¹t ®éng: PÝt t«ng ®i xuèng nhê lùc ®Èy cña lß xo 14, van 5 ®ãng kÝn, nhê ®é ch©n kh«ng ®­îc t¹o ra trong kh«ng gian phÝa trªn pÝt t«ng, khi më c¸c lç a, b nhiªn liÖu ®­îc n¹p ®Çy vµo kh«ng gian nµy cho tíi khi pÝt t«ng n»m ë vÞ trÝ thÊp nhÊt. H×nh 3.1:B¬m kiÓu Bosch a)CÊu t¹o mét tæ b¬m; b)Qu¸ tr×nh cung cÊp nhiªn liÖu c)Thay ®æi l­îng nhiªn liÖu cÊp cho chu tr×nh. 1-Thanh r¨ng; 2-Vµnh r¨ng; 3-§Çu èng nèi; 4-Lß xo van cao ¸p; 5-Van cao ¸p; 6-§Õ van cao ¸p; 7-Xi lanh; 8-Gê x¶ nhiªn liÖu; 9 vµ 11-VÝt; 10-PÝt t«ng ;12-èng xoay; 13-§Üa trªn cña lß xo; 14-Lß xo b¬m cao ¸p; 15-§Üa d­íi cña lß xo; 16-Bu l«ng con ®éi; 17-Con ®éi; 18-Con l¨n; 19-Cam PÝt t«ng ®i lªn nhê cam 19, lóc ®Çu nhiªn liÖu bÞ ®Èy qua c¸c lç a vµ b ra ngoµi, khi ®Ønh pÝt t«ng che kÝn hai lç a vµ b, th× kh«ng gian phÝa trªn pÝt t«ng 10 bÞ Ðp, ¸p suÊt t¨ng lªn, ®Èy më van cao ¸p 5, nhiªn liÖu ®i vµo ®­êng cao ¸p tíi vßi phun. Qu¸ tr×nh cÊp nhiªn liÖu ®­îc tiÕp diÔn tíi khi r·nh nghiªng trªn ®Çu pÝt t«ng më lç x¶ b, thêi ®iÓm kÕt thóc cÊp nhiªn liÖu, khi ®ã nhiªn liÖu tõ kh«ng gian phÝa trªn pÝt t«ng qua r·nh däc tho¸t qua lç b ra ngoµi khiÕn ¸p suÊt trong xi lanh gi¶m ®ét ngét vµ van cao ¸p ®­îc ®ãng l¹i d­íi t¸c dông cña lß xo 4 vµ ¸p suÊt d­ cña ®­êng cao ¸p. Thay ®æi l­îng nhiªn liÖu cÊp cho chu tr×nh ®­îc diÔn t¶ trªn ®å thÞ khai triÓn (c). Hµnh tr×nh b¬m cña pÝt t«ng t­¬ng ®­¬ng víi viÖc chuyÓn dÞch lç b ch¹y mét hµnh tr×nh toµn bé Stb tõ trªn xuèng khi pÝt t«ng ®øng yªn. VÞ trÝ mµ mÐp trªn cña ®Ønh pÝt t«ng che kÝn lç b (vßng trßn b tiÕp tuyÕn víi ®Ønh) thÓ hiÖn thêi ®iÓm b¾t ®Çu cÊp nhiªn liÖu, cßn vÞ trÝ mµ mÐp cña r·nh chÐo më lç b, thÓ hiÖn thêi ®iÓm kÕt thóc cÊp nhiªn liÖu (vßng trßn b tiÕp tuyÕn víi r·nh chÐo), kho¶ng c¸ch t©m cña hai vßng trßn trªn thÓ hiÖn hµnh tr×nh cã Ých Se cña pÝt t«ng. Ba vÞ trÝ A, B, C cña lç b t­¬ng øng víi ba vÞ trÝ kh¸c nhau cña thanh r¨ng b¬m cao ¸p, vÞ trÝ A cho hµnh tr×nh cã Ých Se lín nhÊt, vÞ trÝ B cho Se nhá h¬n, cßn vÞ trÝ C cho Se = 0. Nh­ v©y cho lç b trªn ®å thÞ khai triÓn chuyÓn dÇn sang ph¶i (tøc lµ cho pÝt t«ng b¬m cao ¸p xoay theo chiÒu kim ®ång hå nÕu nh×n tõ trªn xuèng) sÏ lµm t¨ng hµnh tr×nh cã Ých Se. MÐp trªn cña ®Çu pÝt t«ng quyÕt ®Þnh thêi ®iÓm b¾t ®Çu cÊp nhiªn liÖu, cßn mÐp chÐo phÝa d­íi cña ®Çu pÝt t«ng quyÕt ®Þnh thêi ®iÓm kÕt thóc cÊp nhiªn liÖu. * §Æc ®iÓm cÊu t¹o c¸c côm chÝnh cña b¬m Bosch: a) Bé ®«i pÝt t«ng vµ xi lanh b¬m cao ¸p (béi ®«i siªu chÝnh x¸c): §Ó cã thÓ t¹o ¸p suÊt cao vµ ho¹t ®éng l©u bÒn, pÝt t«ng vµ xi lanh b¬m cao ¸p ph¶i ®­îc chÕ t¹o chÝnh x¸c vµ dïng vËt liÖu cã ®é chèng mßn tèt. §iÒu kiÖn kü thuËt cña bé ®«i pÝt t«ng xi lanh b¬m cao ¸p nh­ sau: - §é bang c¸c mÆt ma s¸t, mÆt ®Çu xi lanh cao. - C¸c mÐp gê ®Ønh, gê r·nh nghiªng trªn pÝt t«ng vµ gê c¸c lç tho¸t, lç hót cña xi lanh ph¶i s¾c c¹nh. - Sai lÖch h×nh d¹ng h×nh häc ®èi víi ®Ønh vµ gê x¶ cña pÝt t«ng kh«ng qu¸ 0,02 trªn chiÒu dµi lµm viÖc. - §é c«n cña pÝt t«ng vµ xi lanh kh«ng qu¸ 0,0006mm trªn chiÒu dµi 20mm mÆt lµm viÖc. - §é « van kh«ng qu¸ 0,0005mm. - Kh«ng cã c¸c vÕt x­íc trªn bÒ mÆt lµm viÖc cña bé ®«i. - Khe hë bé ®«i ®­îc x¸c ®Þnh trªn thiÕt bÞ thuû lùc ®o ®é kÝn. - Khi háng ph¶it hay c¶ cÆp bé ®«i. b) Bé ®«i van cao ¸p vµ ®Õ van: Van cao ¸p vµ ®Õ van lµ cÆp chi tiÕt chÝnh x¸c thø hai cña b¬m cao ¸p: - VËt liÖu chÕ t¹o: dïng hîp kim X15, XBG. - §é cøng sau nhiÖt luyÖn: mÆt van ®¹t HRC 5662, ®Õ van ®¹t 6064. - Van vµ ®Õ van ph¶i mµi rµ víi nhau. - KiÓm tra ®é kÝn khÝt cña van, th­êng dïng khÝ nÐn cã ¸p suÊt d­ 0,40,5 MPa nhóng vµo thïng dÇu ho¶ kh«ng ®­îc sñi bät khÝ. - Khi háng ph¶it hay c¶ cÆp. b.B¬m cao ¸p kiÓu ph©n phèi: B¬m cao ¸p kiÓu ph©n phèi lµ lo¹i b¬m chØ dïng mét hoÆc hai cÆp pÝt t«ng – xi lanh ®ång thêi dïng c¸ch ph©n phèi vµ ®Þnh l­îng thÝch hîp ®Ó ®­a nhiªn liÖu cao ¸p tíi c¸c xi lanh cña ®éng c¬ nhiÒu xi lanh. §Æc ®iÓm chÝnh cña b¬m ph©n phèi lµ dïng mét bé ®«i ®Þnh l­îng duy nhÊt chung cho mäi xi lanh ®éng c¬, mét cÆp pÝt t«ng- xi lanh chÝnh x¸c ®Ó t¹o nhiªn liÖu cao ¸p vµ mét hÖ thèng lç ®­îc phèi hîp vµ chÕ t¹o chÝnh x¸c ®Ó ph©n phèi nhiªn liÖu, nhê ®ã cã thÓ ®¶m b¶o ®é ®ång ®Òu vµ chÝnh x¸c vÒ sè l­îng, thêi ®iÓm vµ quy luËt cung cÊp nhiªn liÖu vµo c¸c xi lanh ®éng c¬. Hinh 3.2a: B¬m ph©n phèi 1-Trôc dÉn ®éng b¬m; 2-Con l¨n; 3-§Üa cam; 4-Lß xo; 5-PÝtt«ng; 6-Qu¶ ga; 7-Cöa tho¸t; 8-Nh¸nh ph©n phèi; 9-Van mét chiÒu; 10-§­êng cao ¸p ®Õn c¸c vßi phun; 11-§­êng nhiªn liÖu håi; 12-Cöa n¹p; 13-Xilanh; 14-CÇn ®iÒu khiÓn; 15-Lç tho¸t kÕt thóc phun; 16-§­êng nhiªn liÖu tõ b¬m chuyÓn vµo b¬m cao ¸p. H×nh trªn tr×nh bµy mét d¹ng b¬m ph©n phèi cña ®éng c¬ 4 xi lanh rÊt phæ biÕn trong thùc tÕ. Trôc 1 ®­îc dÉn ®éng tõ trôc khuûu ®éng c¬. §Üa cam 3 l¾p b»ng khíp ch÷ thËp víi trôc 1 nªn khi quay d­íi t¸c dông cña lß xo 4, c¸c vÊu cam lu«n lu«n t× xuèng c¸c con l¨n 2. Do ®ã, ®Üa cam võa quay võa chuyÓn ®éng lªn xuèng. §u«i pÝt t«ng 5 l¾p víi ®Üa cam nªn pÝt t«ng còng cã hai chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn vµ quay. ChuyÓn ®éng tÞnh tiÕn xuèng- lªn t¹o ra qu¸ tr×nh hót- b¬m, cßn chuyÓn ®éng quay nh»m ph©n phèi nhiªn liÖu ®Õn c¸c xi lanh theo thø tù lµm viÖc cña ®éng c¬. Hinh 3.2b: S¬ ®å lµm viÖc cña mét chu tr×nh b¬m Qu¸ tr×nh hót, nÐn nhiªn liÖu Qu¸ tr×nh b¬m nhiªn liÖu KÕt thóc b¬m nhiªn liÖu Qu¸ tr×nh lµm viÖc cña b¬m: Khi pÝtt«ng 5 ®i xuèng nhiªn liÖu qua cöa n¹p 12 ®iÒn ®Çy vµo kh«ng gian phÝa trªn pÝt t«ng. Khi pÝt t«ng 5 ®i lªn kh«ng gian phÝa trªn pÝt t«ng chøa ®Çy nhiªn liÖu víi ¸p suÊt thÊp do b¬m chuyÓn nhiªn liÖu t¹o ra, cho ®Õn khi pÝt t«ng ®ãng cña n¹p 12 trªn thµnh xi lanh, nhiªn liÖu sÏ bÞ Ðp, ¸p suÊt t¨ng vät. Do pÝt t«ng quay, cöa tho¸t 7 trªn pÝt t«ng trïng víi mét nh¸nh ph©n phèi 8. Khi ¸p lùc cña nhiªn liÖu th¾ng søc c¨ng lß xo cña van mét chiÒu 9, nhiªn liÖu sÏ tho¸t ra ®­êng cao ¸p 10 dÉn ®Õn vßi phun vµ phun vµo buång ch¸y ®éng c¬. Khi qu¶ ga 6 më c¸c lç tho¸t 15, kh«ng gian bªn trªn pÝt t«ng th«ng víi ®­êng nhiªn liÖu ¸p suÊt thÊp nªn ¸p suÊt tôt xuèng ®ét ngét, van mét chiÒu 9 ®ãng l¹i, qu¸ tr×nh phun kÕt thóc. PÝt t«ng tiÕp tôc ®i lªn, nhiªn liÖu tõ kh«ng gian bªn trªn pÝt t«ng håi trë l¹i ®­êng ¸p suÊt thÊp cho ®Õn khi pÝt t«ng ®Õn ®iÓm chÕt trªn. Nh­ vËy, muèn ®iÒu chØnh l­¬ng nhiªn liÖu cung cÊp cho mçi chu tr×nh t­¬ng øng phô t¶i cña ®éng c¬, chØ cÇn th«ng qua cÇn ®iÒu khiÓn 14 n©ng hay h¹ qu¶ ga 6 tøc thay ®æi thêi ®iÓm kÕt thóc phun. Do t¸c dông cña lß xo 4 ®Èy pÝt t«ng ®i xuèng, nhiªn liÖu l¹i ®­îc ®iÒn ®Çy vµo kh«ng gian bªn trªn pÝt t«ng cho ®Õn khi pÝt t«ng ®Õn ®iÓm chÕt d­íi. TiÕp theo, pÝt t«ng ®i lªn, qu¸ tr×nh ®­îc lÆp l¹i nh­ng cung cÊp nhiªn liÖu cho xi lanh kh¸c theo thø tù lµm viÖc cña ®éng c¬. Nh­ vËy, trong mçi vßng quay cña pÝt t«ng diÔn ra bèn lÇn b¬m cung cÊp nhiªn liÖu cho bèn xi lanh cña ®éng c¬. Còng gièng nh­ b¬m cao ¸p kiÓu Bos, ®Ó cung cÊp nhiªn liÖu víi ¸p suÊt cao, c¸c cÆp bé ®«i pÝt t«ng 5- xi lanh 13, van mét chiÒu 9, ®Õ van vµ qu¶ ga 6 ®Òu lµ c¸c bé phËn siªu chÝnh x¸c. c.Vßi phun: Vßi phun dïng ®Ó phun nhiªn liÖu vµo buång ch¸y ®éng c¬. Theo nguyªn t¾c kÕt cÊu, ng­êi ta chia vßi phun ra thµnh hai lo¹i: vßi phun kÝn vµ vßi phun hë. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y cßn xuÊt hiÖn lo¹i vßi phun ®­îc dÉn ®éng b»ng ®iÖn- thuû lùc. Nh÷ng vßi phun nµy sö dông trong hÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu ®iÒu khiÓn b»ng ®iÖn tö. Vßi phun ®­îc sö dông phæ biÕn hiÖn nay cho ®éng c¬ diesel lµ vßi phun cã kim vµ vßi phun cã chèt. Hai lo¹i vßi phun nµy chØ kh¸c nhau chñ yÕu ë phÇn kÕt cÊu kim phun vµ ®Õ kim phun. H×nh 3.3: Vßi phun 1-§Õ kim phun; 2-Kim phun; 3-§ai èc; 4-Thanh ®Èy; 5-Th©n vßi phun; 6-Lß xo; 7-èng lång; 8-Chèt ®ì lß xo; 9-VÝt ®iÒu chØnh; 10-N¾p che; 11-§Öm; 12-èng håi dÇu lät; 13-§Çu l¾p víi èng cao ¸p; 14-Khoang nhiªn liÖu; 15-Lç phun; 16-Chèt kim phun. Nhiªn liÖu cã ¸p suÊt cao tõ ®­êng èng cao ¸p ®­îc dÉn vµo ®Çu l¾p 13, theo ®­êng dÇu khoan trªn ®Õ kim phun 2 vµo khoang nhiªn liÖu 14. Kim phun 2 cã hai mÆt c«n. MÆt c«n trªn chÞu ¸p lùc cña nhiªn liÖu cßn mÆt c«n d­íi cã t¸c dông nh­ mét van ®ãng më ®­êng nhiªn liÖu vµo lç phun 15. Khi ¸p lùc cña nhiªn liÖu lªn mÆt c«n phÝa trªn cña kim phun th¾ng søc c¨ng lß xo 6, kim phun 2 n©ng lªn do ®ã nhiªn liÖu tõ khoang 14 qua c¸c lç phun 15 phun vµo buång ch¸y ®éng c¬. Khi b¬m cao ¸p kÕt thóc qu¸ tr×nh cung cÊp, ¸p suÊt nhiªn liÖu trong khoang 14 gi¶m ®ét ngét, lß xo 6 ®Èy kim phun ®i xuèng ®ãng ®­êng nhiªn liÖu tõ khoang 14 vµo lç phun 15, kÕt thóc qu¸ tr×nh phun. ¸p suÊt nhiªn liÖu trong qu¸ tr×nh phun cµng lín, nhiªn liÖu phun cµng t¬i. 3.2.B¬m cao ¸p kiÓu trªn ®éng c¬ ZMZ-514: HÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu ®éng c¬ ZMZ-514 sö dông b¬m cao ¸p kiÓu ph©n phèi víi mét cÆp pÝt t«ng-xi lanh cung cÊp nhiªn liÖu cao ¸p cho c¶ bèn vßi phun cña bèn xi lanh ®éng c¬. 3.2.1.KÕt cÊu b¬m cao ¸p kiÓu ph©n phèi trªn ®éng c¬ ZMZ-514: H×nh 3.4: B¬m cao ¸p trªn ®éng c¬ ZMZ-514 1-MÆt bÝch; 2-Con ®éi; 3-Con l¨n; 4-§Üa ®ì lß xo; 5-Lß xo; 6-Vßng bao kÝn; 7-B¸nh r¨ng; 8-Xi lanh; 9-B¹c ®Þnh l­înh; 10-PÝt t«ng; 11-§Öm; 12-§Çu xi lanh; 13-Van cao ¸p; 14-Chèt ®Þnh vÞ; 15,19-Trôc truyÒn ®éng; 16-Nót ren; 17-§òa ®Èy; 18-Th©n chøa trôc cam; 20,24-æ bi; 21-B¸nh r¨ng c«n; 22-Nót x¶ dÇu; 23-Cam; 24-Th©n ®éng c¬; 26,27-§Çu nèi èng; 28-èng tr­îc; 29-§Çu säc lÖch t©m; 30-VÝt h·m; 31-Nót ren PÝt t«ng cña b¬m nhiªn liÖu ®­îc dÉn ®éng tõ ngoµi. ChuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cña pÝt t«ng ®­îc ®¶m b¶o bëi cam 23, víi trôc cam ®­îc dÉn ®éng tõ trôc khuûu. Cam t¸c dông lªn pÝt t«ng nhê con l¨n 3 cña con ®éi 2, ®­îc nÐn bëi lß xo 5. Sù chuyÓn ®éng quay cña pÝt t«ng ®­îc ®¶m b¶o bëi b¸nh r¨ng c«n 21, trôc 15 vµ c¸c b¸nh r¨ng trô. H×nh d­íi thÓ hiÖn râ h¬n vÒ sù ho¹t ®éng cña c¸c chi tiÕt cña b¬m cao ¸p: H×nh 3.5: S¬ ®å dÉn ®éng pÝt t«ng 1-Trôc cam; 2-Cam; 3-Con l¨n vµ con ®éi; 4-Lß xo; 5-B¸nh r¨ng c«n; 6-Trôc dÉn ®éng; 7-B¸nh r¨ng trô; 8-B¸nh r¨ng bÞ ®éng; 10-PÝtt«ng; 11-Xi lanh; 12-Qu¶ ga. Trôc cam 1 ®­îc dÉn ®éng tõ trôc khuûu, qua con ®éi vµ con l¨n 3 g©y ra chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn xuèng-lªn ®Ó t¹o ra qu¸ tr×nh hót-b¬m cña pÝt t«ng 10. Nhê c¸c b¸nh r¨ng c«n 5, trôc truyÒn ®éng 6 vµ c¸c b¸nh r¨ng th¼ng 7 lµm pÝt t«ng quay, ®Ó ph©n phèi nhiªn liÖu ®Õn c¸c xi lanh theo thø tù lµm viÖc cña ®éng c¬. * Bé ®iÒu tèc cña b¬m cao ¸p: Trªn b¬m cao ¸p cã l¾p bé ®iÒu tèc ®a chÕ ®é. H×nh 3.6: Bé ®iÒu tèc cña b¬m cao ¸p 1-Lß xo khëi ®éng; 2-Tay ®ßn ®iÒu khiÓn bé ®Þnh l­îng; 3-Bé ®Þnh l­îng; 4-PÝt t«ng; 5-VÝt ®iÒu chØnh; 6-Tay ®ßn cña lß xo; 7-Lß xo; 8-Thanh ®iÒu khiÓn; 9-Tay ®ßn ®iÒu khiÓn; 10-Tay ®ßn ®iÒu khiÓn bé ®iÒu tèc; 11-GÝa tay ®ßn; 12-Khèi nÆng; 13-Khíp; 14-Lß xo gi¶m chÊn; 15-Trôc dÉn ®éng; 16-Thanh kÐo; 17-Th©n bé ®iÒu chØnh; 18-Lß xo ®iÒu chØnh; 19-Bu l«ng Bé ®iÒu tèc b¬m cao ¸p ®éng c¬ ZMZ-514 lµ bé ®iÒu tèc c¬ khÝ, t¸c dông trùc tiÕp. Nã ®­îc l¾p trªn th©n cña b¬m nhiªn liÖu. Trôc truyÒn ®éng 15 ®­îc ®ì bëi hai æ bi. May ¬ cña khèi nÆng 12 ®­îc liªn kÕt víi trôc cña lß xo gi¶m chÊn 14. Mét ®Çu lß xo ®­îc b¾t chÆt víi trôc, ®Çu kia g¾n víi may ¬. Nh­ vËy, bé ®iÒu tèc sÏ ®­îc b¶o vÖ ®Ó gi¶m nhá ¶nh h­ëng cña sù giao ®éng khi ®éng c¬ vËn hµnh. Tr­êng hîp lß xo bÞ nøt, g·y khèi nÆng cña bé ®iÒu tèc sÏ ngõng ho¹t ®éng nhê khíp b¶o hiÓm vµ chèt. Khi khëi ®éng ®éng c¬, tay ®ßn ®iÒu khiÓn 10 sÏ x¸c lËp vÞ trÝ c©n b»ng. Lß xo khëi ®éng 1 th«ng qua tay ®ßn 11 th¾ng ®­îc lùc li t©m kh«ng ®¸ng kÓ cña c¸c khèi nÆng vµ di chuyÓn bé ®Þnh l­îng 3 däc theo pÝt t«ng 4 vÒ phÝa lµm t¨ng nhiªn liÖu (I). ë sè vßng quay cùc ®¹i, c¸c khèi nÆng ®Èy khíp ®iÒu khiÓn 13 lµm gi¸ tay ®ßn 11 ®i lªn. Bé ®Þnh l­îng 3 nhê thanh kÐo 16 vµ tay ®ßn 2 sÏ di chuyÓn xuèng, vÒ phÝa lµm gi¶m nhiªn liÖu cña chu tr×nh b¬m (II). Khi ®éng c¬ chÞu t¶i tèc ®é trôc khuûu gi¶m ®i vµ lùc ly t©m cña qu¶ v¨ng gi¶m theo. Khíp ®iÒu khiÓn 13 lµm gi¸ tay ®ßn 11 ®i xuèng. Bé ®Þnh l­îng 3 nhê thanh kÐo 16 vµ tay ®ßn 2 sÏ di chuyÓn vÒ phÝa lµm t¨ng l­îng nhiªn liÖu cña chu tr×nh b¬m (III). Tèc ®é trôc khuûu t¨ng lªn lµm t¨ng lùc ly t©m cña qu¶ v¨ng tíi tr¹ng th¸i c©n b»ng. NÕu t¶i cè ®Þnh th× tr¹ng th¸i c©n b»ng sÏ ®­îc duy tr× vµ tèc ®é trôc khuûu sÏ kh«ng ®æi. Khi thay ®æi t¶i, sù c©n b»ng bÞ ph¸ vì, l­îng nhiªn liÖu ®­a vµo ®éng c¬ sÏ t¨ng lªn hoÆc gi¶m ®i cho tíi khi thiÕt lËp ®­îc tr¹ng th¸i c©n b»ng míi. 3.2.2.C¸c ­u nh­îc ®iÓm: a) ¦u ®iÓm: So víi bé b¬m, b¬m cao ¸p kiÓu ph©n phèi cã ­u ®iÓm chÝnh lµ: nhá, nhÑ vµ Ýt ån. §èi víi ®éng c¬ nhiÒu xi lanh, bé b¬m ph¶i cã nhiÒu ph©n b¬m, mçi ph©n b¬m cung cÊp nhiªn liÖu cao ¸p cho vßi phun cña mét xi lanh, nªn côm b¬m th­êng kh¸ lín. §éng c¬ cµng nhiÒu xi lanh th× sè ph©n b¬m cµng nhiÒu, thÓ tÝch cña b¬m cµng lín. B¬m ph©n phèi víi mét bé ®«i pÝt t«ng xi lanh ®¶m b¶o cung cÊp nhiªn liÖu cao ¸p cho tõ hai ®Õn bèn xi lanh nªn kÕt cÊu kh¸ nhá gän. §éng c¬ bèn xi lanh sö dông mét bé ®«i duy nhÊt nªn nhiªn liÖu cung cÊp cho c¸c xi lanh rÊt ®ång ®Òu, bé b¬m gåm nhiÒu ph©n b¬m viÖc ®iÒu chØnh l­îng nhiªn liÖu cung cÊp cho c¸c xi lanh phøc t¹p h¬n. Cam cña b¬m kh¸ gän, víi ®éng c¬ bèn xi lanh chØ cã mét ®Õn hai cam, thuËn tiÖn cho viÖc bè trÝ vµ dÉn ®éng. b) Nh­îc ®iÓm: B¬m cao ¸p kiÓu ph©n phèi ph¶i gia c«ng c¸c ®­êng ph©n phèi trªn thµnh xi lanh nªn chÕ t¹o khã kh¨n h¬n. ViÖc chÕ t¹o qu¸ phøc t¹p nªn th«ng th­êng ng­êi ta chØ lµm mét b¬m cung cÊp nhiªn liÖu cao ¸p tèi ®a cho bèn xi lanh. MÆt kh¸c, trong mét chu tr×nh lµm viÖc cña ®éng c¬ bé ®«i pÝt t«ng – xi lanh ph¶i lµm viÖc nhiÒu h¬n. NÕu mét bé ®«i cung cÊp nhiªn liÖu cho bèn xi lanh ®éng c¬ th× cø mét chu tr×nh cña ®éng c¬ mét bé ®«i ph¶i b¬m bèn lÇn. Do ®ã, ®Ó ®¶m b¶o tuæi thä cho b¬m còng rÊt khã kh¨n, yªu cÇu ®èi víi vËt liÖu chÕ t¹o rÊt cao. Trôc cam cña b¬m cã bèn vÊu cam, yªu cÇu chÕ t¹o thËt ®Òu ®Ó c¸c chu tr×nh b¬m cã l­u l­îng ®Òu nhau vµ æn ®Þnh trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cña ®éng c¬ nªn chÕ t¹o rÊt khã. Bèn vÊu cam kh¸ xÝt nhau nªn trong qu¸ tr×nh lµm viÖc kh«ng thÓ tr¸nh khái hiÖn t­îng va ®Ëp, nhÊt lµ khi tèc ®é ®éng c¬ cao va ®Ëp cµng lín. kÕt luËn HiÖn nay trªn thÕ giíi nãi chung vµ n­íc ta nãi riªng, viÖc sö dông « t« lµm ph­¬ng tiÖn ®i l¹i, chuyªn chë,… lµ ph­¬ng tiÖn quan träng, kh«ng thÓ thiÕu trong nÒn kinh tÕ quèc d©n. V× thÕ, trong sù nghiÖp ®æi míi nh»m ®­a ®Êt n­íc ta trë thµnh mét n­íc cã nÒn c«ng nghiÖp hiÖn ®¹i, chóng ta cÇn ph¶i ph¸t triÓn nhiÒu ngµnh kinh tÕ mòi nhän ®Ó ®¸p øng nhu cÇu chung cña ®Êt n­íc, trong ®ã cã ngµnh c«ng nghiÖp « t«. Tuy nhiªn, víi c«ng nghÖ, kü thuËt l¹c hËu, tr×nh ®é cña c«ng nh©n, kü s­ cßn nhiÒu h¹n chÕ,… chóng ta ph¶i tËn dông tèi ®a kh¶ n¨ng hiÖn cã, khai th¸c tèt nhÊt cã thÓ nguån lùc còng nh­ ph­¬ng tiÖn trong n­íc. §Ó ®¶m b¶o ®­îc yªu cÇu trªn, trong ngµnh « t« chóng ta cÇn ph¶i t×m hiÓu, ®¸nh gi¸, kiÓm nghiÖm ®éng c¬, c¸c hÖ thèng, côm, c¬ cÊu cho xe, nh»m cã biÖn ph¸p khai th¸c sö dông xe mét c¸ch hîp lý vµ cã hiÖu qu¶ cao nhÊt. §å ¸n cña t«i nghiªn cøu vÒ ®Ò tµi: “Khai th¸c ®éng c¬ ZMZ-514 vµ tÝnh to¸n chu tr×nh c«ng t¸c, ®éng lùc häc ë chÕ ®é Ne®m, vµ t×m hiÓu, ph©n tÝch vÒ b¬m cao ¸p kiÓu ph©n phèi ®­îc sö dông trªn ®éng c¬ ZMZ-514”. Qua thêi gian thùc hiÖn ®å ¸n, t«i ®· nhËn ®­îc sù gióp ®ì tËn t×nh cña c¸c thÇy trong bé m«n ®éng c¬, khoa ®éng lùc. §Æc biÖt lµ sù h­íng dÉn tËn t×nh cña thÇy gi¸o PGS.TS. §µo Träng Th¾ng ®Ó t«i cã thÓ hoµn thµnh ®å ¸n nµy. Do tr×nh ®é vµ kinh nghiÖm cña b¶n th©n cßn nhiÒu h¹n chÕ, nªn qu¸ tr×nh thùc hiÖn khã tr¸nh khái sai sãt, t«i rÊt mong nhËn ®­îc sù ®ãng gãp cña c¸c thÇy vµ c¸c b¹n, ®Ó n©ng cao tr×nh ®é b¶n th©n phôc vô cho qu¸ tr×nh c«ng t¸c sau nµy. T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n. Häc viªn thùc hiÖn: TrÇn Quèc ChÊn.