meomeo158
Tài xế O-H
ĐỒ ÁN: Công Nghệ và Các hệ thống oto 1
Nhiệm vụ thiết kế: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong
Số liệu:
Đặc tính ký thuật ZIL130
Loại động cơ Xăng
Số kỳ 4
Số xilanh 8 (v)
Đường kính xilanh (mm) 100
Hành trình pitong(mm) 95
Dung tích làm việc(l) 6
Tí số nén 6,5
Công suất cực đại (hP) 150 ở 3200 vòng/phút
Momen xoắn lớn nhất(kG.m) 41 ở 1600 đến 1800 vòng/phút
Áp suất xilanh(kG/cm^3)
Số xecmang khí trên 1 pitong 3
Số xecmang dầu trên 1 pitong 1
Họ và tên: Đoàn Văn Sơn
MSSV: 0254166 lớp: KOC1
Nhóm: thầy Trần Đức Hiếu
Thứ tự Ngày thông đồ án Nội dung Ký tên
1
2
3
4
5
TRÌNH BÀY
1, Điều kiện làm việc của Xécmăng
Trong quá trình làm việc, Xéc măng khí có nhiệm vụ bao kín buồng cháy, Xéc măng dầu có nhiệm vụ ngăn dầu nhờn sục lên buồng cháy. Xéc măng nhất là xéc măng làm việc trong điều kiện xấu: chịu nhiệt độ cao, va đập lớn, mài mòn nhiều do ma sát khô rất nhiều dầu bôi trơn.
1.1, trạng thái làm việc của xéc măng:
Trong quá trình làm việc, Xéc măng trực tiếp tiếp xúc với khí cháy có nhiệt độ cao, bản thân xéc măng lại đóng vai trò cầu truyền nhiệt từ đầu Pitong qua vách Xilanh, hơn nữa do ma sát khô sinh nhiệt nên trạng thái nhiệt của xéc mănng thường rất cao.
Xéc măng khí thứ nhất: 623^0÷ 723^0K
Xéc măng khí khác: 473^0÷ 523^0K
Xéc măng dầu: 373^0÷ 423^0K
Do nhiệt độ cao, sức bền cơ học giảm, xéc măng dễ bị mất độ đàn hồi nên bị liệt, bó
1.2, Trạng thái va đập:
Khi làm việc, do pitong đổi chiều chuyển động và do lực tác dụng luôn thay đổi chiều và trị số nên xéc măng va đập với rãnh xéc măng rất mạnh, gây nên hao mòn rãnh và mặt dày xéc măng.
1.3, Trạng thái mài mòn:
Do xéc măng làm việc trong điều kiện ma sát khô, áp suất tiếp xúc khá lơn (nhất là xéc măng dầu) nên mặt lưng xéc măng mòn rất nhanh. Công ma sát do xéc măng tạo ra chiếm đến 50÷ 60% toàn bộ tổn thất cơ giới của động cơ.
2, Vật liệu chết tạo Xéc măng:
Do điều kiện làm việc của xéc măng rất xấu nên vật liệu dùng để chết tạo xéc măng phải có tính chất cơ lý sau đây:
Chịu mòn tốt ở điều kiện ma sát khô, hệ số ma sát nhỏ;
Có độ bền và độ đàn hồi cao, độ bền nhiệt lớn;
Dễ rà khít với mặt trong xilanh:
Ngày nay, hầu hết các nước đều dùng làm xám hợp kim để chế tạo xéc măng. Thành phần hợp kim rất đa dạng nhưng thường dùng các nguyên tố như: Niken, molifenam, Crom, Photpho, Titan, đồng,…. Pha chế với vi lượng khác nhau để cải thiện tính năng cơ lý của gang. Công nghệ chế tạo Xéc măng rất phức tạp, các nước đều có tiêu chuẩn riêng(TOTC, DIN, SAE) nhưng nói chung đều theo hai phương án: Phối đơn chiếc và phối ống định hình theo dạng Xéc măng ở trạng thái tự do. Sau khi gia công Xéc măng còn được xử lý theo nhiều bước công nghệ khác như mạ Crôm, mạ phủ Molipden, phun phủ cácbít vv…. Để nâng cao độ chịu mòn và chất lượng bề mặt của xéc măng khí.
1, Mặt đáy
2, Mặt lưng(mặt làm việc)
3, Mặt bụng
4, Phần miệng
5,Khe hở miệng(fo)
Xéc măng dầu ngày nay thường là Xéc măng dầu tổ hợp nên vật liệu chế tạo Xéc măng dầu thường là thép tấm có độ đàn hồi cao. Xéc măng dầu được chế tạo theo công nghệ dập hoặc cán dây được nhiệt luyện như đối với thép lò xo
3, Kết cấu xéc măng
3.1, Xéc măng khí:
Xéc măng khí có kết cấu rất đơn giản. Nó có dạng một vòng kim loại hở miệng(hình 3.1). Nhưng xác định kích thước hình dạng của xéc măng ở trạng thái tự do thì hết sức phức tạp. Chính nhờ ở dạng tự do này mà quy luật phân bố áp suất trên các điểm của bề mặt xéc măng khi lắp xilanh thay đổi. kết cấu của xéc măng thường khác nhau ở tiết diện ngang.
Một vài tiết diện thường dùng( hình 3.2)
Trong đó loại tiết diện hình chữ thập là loại phổ biến thông dụng có kết cấu đơn giản nhất. Các loại khác phụ thuộc theo yêu cấu tăng áp suất tiếp xúc mà thay đổi hình dạng tiết diện…
Kích thước tiêu chuẩn của các loại Xéc măng khí đều được tiêu chuẩn hóa. Tỷ lệ D/t của các loại động cơ thường như sau:
Đối với loại động cơ có đường kính xilanh từ D = 60 → 120mm thì D/t = 20 → 25
Loại động cơ có D > 120 thì có D/t = 26 → 30
Xéc măng động cơ xăng thường có D/t lớn hơn động cơ diesel. Để xéc măng mòn đều và chống kết muội than trong rãnh xéc măng, trong quá trinh làm việc xéc măng phải quay tự do quanh đường tâm xilanh.
Nhưng trọng động cơ 2 kỳ thì xéc măng không được quay để tránh hiện tượng miệng xéc măng bung ra vấp vào lỗ nạp, thải làm gãy xéc măng. Vì vậy miệng của xéc măng dầu thường phay bậc đêr định vị với chốt xoay trên rãnh xéc măng như hình 3.3. Miệng của xéc măng khí có thể cắt theo nhiều kiểu khác nhau như trên hình 3.4.
Loại miệng cắt thẳng như hình a, tuy công nghệ gia công đơn giản nhưng dễ lọt khí. Cắt miệng bậc như hình d thì khó gia công nhưng bao khí tốt.
1hình3.3, miệng xéc măng khí của động cơ hai kỳ
2)hình 3.4, Miệng xéc măng khí
Tốc độ động cơ càng cao thì khả năng lọt khí càng ít nên có thể cắt miệng xéc măng theo hình a, b, c.
Động cơ tốc độ thấp phải cắt miệng xéc măng theo các kiểu c và d.
Trước đây người ta cho rằng áp suất của xéc măng nén trên bề mặt xilanh phải phân bố đều mới tốt. nhưng qua thực nghiệm lại xéc măng này khi mòn chóng bị hở vùng miệng ( như đường cong áp suất trên hình 3.5) vì vậy nên ngày nay người ta áp dụng công nghệ tiên tiến để đảm bảo áp suất xéc măng phân bố không đẳng áp mà có dạng quả lê như hình 3.5. Loại xéc măng không đẳng áp này khi bị mòn áp suất ở vùng miệng tuy có giảm sút nhưng vẫn còn đủ để bao kín.
Áp suất vùng miệng so với áp suất trung bình thường lơn hơn khoảng 2 đến 3 lần.
1, pittong
2, xillanh
3, xec măng
3hình 3.6, tác dụng bơm dầu của xéc măng khí
3.2, Xéc măng dầu:
Trong quá trình làm việc dù xéc măng khí có bao kín rất tốt nhưng vẫn không ngăn được dầu nhờn sục lên buồng cháy. Đó là do hiện tượng được gọi là “ bơm dầu của xéc măng khí”. Sơ đồ nguyên lý của tác dụng “bơm dầu” giới thiệu trên hình 3.6.
Khi píttong đi xuống xéc măng tiép xúc với mặt trên của rãnh, dầu được vét vào rãnh như hình a. khi pitong đổi chiều đi lên, xéc măng tiếp xúc với mặt dưới, dầu trong rãnh bị ép trào lên phía trên(hình b). Cứ như thế dầu nhờn được “bơm” vào buồng cháy. Để tránh hiện tượng này, người ta dùng xéc măng dầu để gạt đầu trên vách xilanh chảy qua lố thoát dầu trên rãnh xéc măng để về cácte. Ngoài ra, khi gạt dầu về cácte, xéc măng dầu cũng phân bố dầu bắm trên mặt xilanh (hình 3.7).
Kết cấu của xéc măng dầu rất đa dang, từ loại đơn(hình 3.8), còn thường gặp các xéc măng dầu tổ hợp bằng thép lò xo như trên ( 3.9). Còn các tầm xéc măng thường mỏng nên áp suất tiếp xúc cao, tác dụng nạo vết dầu rất tốt. Các xéc măng dầu tổ hợp thường chỉ khác nhau ở các tấm lò xo đệm giữa hai tấm xéc măng mặt trên mặt dưới.
Nhiệm vụ thiết kế: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong
Số liệu:
Đặc tính ký thuật ZIL130
Loại động cơ Xăng
Số kỳ 4
Số xilanh 8 (v)
Đường kính xilanh (mm) 100
Hành trình pitong(mm) 95
Dung tích làm việc(l) 6
Tí số nén 6,5
Công suất cực đại (hP) 150 ở 3200 vòng/phút
Momen xoắn lớn nhất(kG.m) 41 ở 1600 đến 1800 vòng/phút
Áp suất xilanh(kG/cm^3)
Số xecmang khí trên 1 pitong 3
Số xecmang dầu trên 1 pitong 1
Họ và tên: Đoàn Văn Sơn
MSSV: 0254166 lớp: KOC1
Nhóm: thầy Trần Đức Hiếu
Thứ tự Ngày thông đồ án Nội dung Ký tên
1
2
3
4
5
TRÌNH BÀY
1, Điều kiện làm việc của Xécmăng
Trong quá trình làm việc, Xéc măng khí có nhiệm vụ bao kín buồng cháy, Xéc măng dầu có nhiệm vụ ngăn dầu nhờn sục lên buồng cháy. Xéc măng nhất là xéc măng làm việc trong điều kiện xấu: chịu nhiệt độ cao, va đập lớn, mài mòn nhiều do ma sát khô rất nhiều dầu bôi trơn.
1.1, trạng thái làm việc của xéc măng:
Trong quá trình làm việc, Xéc măng trực tiếp tiếp xúc với khí cháy có nhiệt độ cao, bản thân xéc măng lại đóng vai trò cầu truyền nhiệt từ đầu Pitong qua vách Xilanh, hơn nữa do ma sát khô sinh nhiệt nên trạng thái nhiệt của xéc mănng thường rất cao.
Xéc măng khí thứ nhất: 623^0÷ 723^0K
Xéc măng khí khác: 473^0÷ 523^0K
Xéc măng dầu: 373^0÷ 423^0K
Do nhiệt độ cao, sức bền cơ học giảm, xéc măng dễ bị mất độ đàn hồi nên bị liệt, bó
1.2, Trạng thái va đập:
Khi làm việc, do pitong đổi chiều chuyển động và do lực tác dụng luôn thay đổi chiều và trị số nên xéc măng va đập với rãnh xéc măng rất mạnh, gây nên hao mòn rãnh và mặt dày xéc măng.
1.3, Trạng thái mài mòn:
Do xéc măng làm việc trong điều kiện ma sát khô, áp suất tiếp xúc khá lơn (nhất là xéc măng dầu) nên mặt lưng xéc măng mòn rất nhanh. Công ma sát do xéc măng tạo ra chiếm đến 50÷ 60% toàn bộ tổn thất cơ giới của động cơ.
2, Vật liệu chết tạo Xéc măng:
Do điều kiện làm việc của xéc măng rất xấu nên vật liệu dùng để chết tạo xéc măng phải có tính chất cơ lý sau đây:
Chịu mòn tốt ở điều kiện ma sát khô, hệ số ma sát nhỏ;
Có độ bền và độ đàn hồi cao, độ bền nhiệt lớn;
Dễ rà khít với mặt trong xilanh:
Ngày nay, hầu hết các nước đều dùng làm xám hợp kim để chế tạo xéc măng. Thành phần hợp kim rất đa dạng nhưng thường dùng các nguyên tố như: Niken, molifenam, Crom, Photpho, Titan, đồng,…. Pha chế với vi lượng khác nhau để cải thiện tính năng cơ lý của gang. Công nghệ chế tạo Xéc măng rất phức tạp, các nước đều có tiêu chuẩn riêng(TOTC, DIN, SAE) nhưng nói chung đều theo hai phương án: Phối đơn chiếc và phối ống định hình theo dạng Xéc măng ở trạng thái tự do. Sau khi gia công Xéc măng còn được xử lý theo nhiều bước công nghệ khác như mạ Crôm, mạ phủ Molipden, phun phủ cácbít vv…. Để nâng cao độ chịu mòn và chất lượng bề mặt của xéc măng khí.
1, Mặt đáy
2, Mặt lưng(mặt làm việc)
3, Mặt bụng
4, Phần miệng
5,Khe hở miệng(fo)
Xéc măng dầu ngày nay thường là Xéc măng dầu tổ hợp nên vật liệu chế tạo Xéc măng dầu thường là thép tấm có độ đàn hồi cao. Xéc măng dầu được chế tạo theo công nghệ dập hoặc cán dây được nhiệt luyện như đối với thép lò xo
3, Kết cấu xéc măng
3.1, Xéc măng khí:
Xéc măng khí có kết cấu rất đơn giản. Nó có dạng một vòng kim loại hở miệng(hình 3.1). Nhưng xác định kích thước hình dạng của xéc măng ở trạng thái tự do thì hết sức phức tạp. Chính nhờ ở dạng tự do này mà quy luật phân bố áp suất trên các điểm của bề mặt xéc măng khi lắp xilanh thay đổi. kết cấu của xéc măng thường khác nhau ở tiết diện ngang.
Một vài tiết diện thường dùng( hình 3.2)
Trong đó loại tiết diện hình chữ thập là loại phổ biến thông dụng có kết cấu đơn giản nhất. Các loại khác phụ thuộc theo yêu cấu tăng áp suất tiếp xúc mà thay đổi hình dạng tiết diện…
Kích thước tiêu chuẩn của các loại Xéc măng khí đều được tiêu chuẩn hóa. Tỷ lệ D/t của các loại động cơ thường như sau:
Đối với loại động cơ có đường kính xilanh từ D = 60 → 120mm thì D/t = 20 → 25
Loại động cơ có D > 120 thì có D/t = 26 → 30
Xéc măng động cơ xăng thường có D/t lớn hơn động cơ diesel. Để xéc măng mòn đều và chống kết muội than trong rãnh xéc măng, trong quá trinh làm việc xéc măng phải quay tự do quanh đường tâm xilanh.
Nhưng trọng động cơ 2 kỳ thì xéc măng không được quay để tránh hiện tượng miệng xéc măng bung ra vấp vào lỗ nạp, thải làm gãy xéc măng. Vì vậy miệng của xéc măng dầu thường phay bậc đêr định vị với chốt xoay trên rãnh xéc măng như hình 3.3. Miệng của xéc măng khí có thể cắt theo nhiều kiểu khác nhau như trên hình 3.4.
Loại miệng cắt thẳng như hình a, tuy công nghệ gia công đơn giản nhưng dễ lọt khí. Cắt miệng bậc như hình d thì khó gia công nhưng bao khí tốt.
1hình3.3, miệng xéc măng khí của động cơ hai kỳ
2)hình 3.4, Miệng xéc măng khí
Tốc độ động cơ càng cao thì khả năng lọt khí càng ít nên có thể cắt miệng xéc măng theo hình a, b, c.
Động cơ tốc độ thấp phải cắt miệng xéc măng theo các kiểu c và d.
Trước đây người ta cho rằng áp suất của xéc măng nén trên bề mặt xilanh phải phân bố đều mới tốt. nhưng qua thực nghiệm lại xéc măng này khi mòn chóng bị hở vùng miệng ( như đường cong áp suất trên hình 3.5) vì vậy nên ngày nay người ta áp dụng công nghệ tiên tiến để đảm bảo áp suất xéc măng phân bố không đẳng áp mà có dạng quả lê như hình 3.5. Loại xéc măng không đẳng áp này khi bị mòn áp suất ở vùng miệng tuy có giảm sút nhưng vẫn còn đủ để bao kín.
Áp suất vùng miệng so với áp suất trung bình thường lơn hơn khoảng 2 đến 3 lần.
1, pittong
2, xillanh
3, xec măng
3hình 3.6, tác dụng bơm dầu của xéc măng khí
3.2, Xéc măng dầu:
Trong quá trình làm việc dù xéc măng khí có bao kín rất tốt nhưng vẫn không ngăn được dầu nhờn sục lên buồng cháy. Đó là do hiện tượng được gọi là “ bơm dầu của xéc măng khí”. Sơ đồ nguyên lý của tác dụng “bơm dầu” giới thiệu trên hình 3.6.
Khi píttong đi xuống xéc măng tiép xúc với mặt trên của rãnh, dầu được vét vào rãnh như hình a. khi pitong đổi chiều đi lên, xéc măng tiếp xúc với mặt dưới, dầu trong rãnh bị ép trào lên phía trên(hình b). Cứ như thế dầu nhờn được “bơm” vào buồng cháy. Để tránh hiện tượng này, người ta dùng xéc măng dầu để gạt đầu trên vách xilanh chảy qua lố thoát dầu trên rãnh xéc măng để về cácte. Ngoài ra, khi gạt dầu về cácte, xéc măng dầu cũng phân bố dầu bắm trên mặt xilanh (hình 3.7).
Kết cấu của xéc măng dầu rất đa dang, từ loại đơn(hình 3.8), còn thường gặp các xéc măng dầu tổ hợp bằng thép lò xo như trên ( 3.9). Còn các tầm xéc măng thường mỏng nên áp suất tiếp xúc cao, tác dụng nạo vết dầu rất tốt. Các xéc măng dầu tổ hợp thường chỉ khác nhau ở các tấm lò xo đệm giữa hai tấm xéc măng mặt trên mặt dưới.
