Slide tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu diesel common rail động cơ lắp trên xe ford transit

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG – BỘ MƠN MÁY ĐỘNG LỰC

******

Đề tài:
TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
COMMON RAIL ĐỘNG CƠ DURATORQ 2.4L TRÊN XE
FORD TRANSIT

GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN NAM
GVD : PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG
SVTH : LÊ QUANG CƯỜNG
EBOOKBKMT


CÁC NỘI DUNG CHÍNH

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI
CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
CÁC THƠNG SỐ ĐỘNG CƠ DURATORQ 2.4L
TÍNH TỐN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
KẾT LUẬN


1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI

Động cơ Diesel phát triển vào năm 1897 nhờ Rudolf Diesel

hoạt động theo nguyên lý tự cháy. Ở gần cuối quá trình nén, nhiên
liệu được phun vào buồng cháy động cơ để hình thành hịa khí rồi tự
bốc cháy.
Khí thải động cơ Diesel là một trong những thủ phạm gây nên
ơ nhiễm mơi trường.
Động cơ diesel vẫn cịn những hạn chế trong q trình sử
dụng như:
•Thải khói đen khá lớn khi tăng tốc.
•Tiêu hao nhiên liệu cao
•Tiếng ồn lớn.
•Vận hành không êm dịu…
Hệ thống Common Rail Diesel ra đời góp phần cải thiện
nhiều cho tính năng động cơ và tính kinh tế nhiên liệu mà lâu nay
người sử dụng cũng như các nhà bảo vệ môi trường mong đợi.


2. CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
2.1 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL SỬ DỤNG BƠM CAO ÁP BOSCH

13
12
7

11

10
8

9

4

6
5
2
3
1

4


2.2 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL DIESEL
NE
G

PCM

Cm biãú
n
khạc

8

4

11

12

9

5
3

2
7

6

10
1


3. CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ DURATORQ 2.4L


BẢNG 1: CÁC THƠNG SỐ ĐỘNG CƠ DURATORQ 2.4L
Thơng số
Số kỳ
Số xi lanh
Thứ tự làm việc

Giá trị

Đơn vị

4
4 xếp thẳng hàng
1-3-4-2

Hành trình piston

94.6

[mm]

Đường kính xi lanh

89.9

[mm]

Tổng dung tích

2402

[cm3]

Kiểu buồng cháy
Tỉ số nén

Buồng cháy thống nhất
17.5:1

Công suất cực đại

74[kW]/3500[v/ph]

Momen xoắn cực đại

285[Nm]/1600[v/ph]

Góc phun sớm

210/ĐCT


4. TÍNH TỐN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
4.1 BẢNG CÁC THƠNG SỐ CHỌN BAN ĐẦU
Tên thơng số

Kí hiệu

Giá trị

Thứ ngun

Áp suất khí nạp

Pk

0.157

MN/m2

Nhiệt độ khí nạp

Tk

303

K

Hệ số dư lượng khơng khí



1.66

Áp suất cuối q trình nạp

Pa

0.151

MN/m2

Áp suất khí sót

Pr

0.11

MN/m2

Nhiệt độ khí sót

Tr

700

K

Độ sấy nóng khí nạp mới

T

30

K

Chỉ số giản nở đoạn nhiệt

m

1.5

Hệ số lợi dụng nhiệt tại z

z

0.8

Hệ số lợi dụng nhiệt tại b

b

0.85

Tỉ số tăng áp



1.68

Hệ số nạp thêm

1

1.05

Hệ số quét buồng cháy

2

1

Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt

t

1.1


Tên thơng số

Cơng thức tính

Áp suất cực đại của chu trình lý
thuyết pz
pz = pc.

Tỷ số giãn nở sớm
Tỷ số giãn nở sau
Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở
Áp suất cuối quá trình giãn nở
Áp suất chỉ thị trung bình lý
thuyết
Áp suất chỉ thị trung bình thực
tế
Hiệu suất chỉ thị  i



 z Tz
.
 Tc

 =/
Tb 

Tz

Giá trị

Thứ
nguyên

12.704

[MN/m2]

1.276
13.715
1031.045

K

0.469

[MN/m2]

1.267

[MN/m2]

pi = đ. pi’

1.229

[MN/m2]

M .p .T
η 8,314. 1 i k
i
Q .η .p
H v k

0.411

 n2 - 1

pb 

pz
 n2

p i'


Tên thơng số

Cơng thức tính

Áp suất cực đại của chu trình lý
thuyết pz
pz = pc.
Tỷ số giãn nở sớm
Tỷ số giãn nở sau
Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở
Áp suất cuối quá trình giãn nở
Áp suất chỉ thị trung bình lý
thuyết
Áp suất chỉ thị trung bình thực
tế
Hiệu suất chỉ thị  i



 z Tz
.
 Tc

 =/
Tb 

Tz

Giá trị

Thứ
nguyên

12.704

[MN/m2]

1.276
13.715
1031.045

K

0.469

[MN/m2]

1.267

[MN/m2]

pi = đ. pi’

1.229

[MN/m2]

M .p .T
η 8,314. 1 i k
i
Q .η .p
H v k

0.411

 n2 - 1

pb 

pz
 n2

p i'


Tên thông số
Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị

Công thức tính
gi 

3600.10 3

Q H . i

Giá trị

Thứ guyên

200

[g/kw.h]

Áp suất tổn thất cơ giới trung bình

p­ m =a + b.cm + pr - pa

0.181

[MN/m2]

Áp suất có ích trung bình

pe = pi - pm

1.048

[MN/m2]

Hiệu suất cơ giới

m 

Suất tiêu hao nhiên liệu có ích

ge 

Thể tích cơng tác của xylanh
Đường kính xylanh
Hành trình của piston
Đường kính piston bơm cao áp
dpt
Đường kính lổ phun dlt

pe
pi

0.852

gi

m

Vh 
Dt 

30. .Ne
p e .i.n

4.Vh
 .S

S t  Dt .

S
D

4 K .vCT .6.nC
.
  P . C .C P
4.d1


241

[g/kw.h]

0.6

lít

89.98

[mm]

94.68

[mm]

7

[mm]

0.24

[mm]


5. THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
5.1 SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG
C
2
1

5
A

4
D

F

9

E
8
7

6

3

5.2 KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
5.2.1 BƠM CAO ÁP
A

3

A-A

I

6

4

II

30

32

48

2

A

10

9

1

I

II

Tèlãû
: 2:1

Tèlãû
: 2:1

1,5

4,5

11

8
12
14

5

III

Tèlãû
: 2:1

8

III
7


5.2.2 ỐNG PHÂN PHỐI- CẢM BIẾN ÁP SUẤT NHIÊN LIỆU- VAN AN TOÀNVAN ĐIỀU CHỈNH ÁP SUẤT

8 9 10 11

3

ÄÚ
NG PHÁN PHÄÚ
I

4

5 6

7

2

1

CM BIÃÚ
N ẠP SÚ
T NHIÃN LIÃÛ
U

12

13 14 15 16 17

VAN AN TON
VAN ÂIÃƯ
U CHÈNH ẠP SÚ
T


5.2.3 VỊI PHUN
Vịi phun được sử dụng là vịi phun kín- điện áp cấp cho solenoid V=12v

I

8
9

7

2

10

6
5

Tèlãû
: 2:1

14

1

11

230

4
3

12
3,2

2
1

13
I


5.2.4 BƠM TIẾP VẬN

8

9

6

7

5

3

4

2
1

10

12

13

14

15

16
17

3 läù10

11

2 läùM12

6 läùM8

5.2.5 BẦU LỌC NHIÊN LIỆU
74

2

1

3

110

200

4

5

6

7

8
110
120


5.2.6 CÁC CẢM BIẾN

CM BIÃÚ
N NHIÃÛ
T ÂÄÜNỈÅÏC
LM MẠT

CM BIÃÚ
N NHIÃÛ
T ÂÄÜ
KHÄNG KHÊ

CM BIÃÚ
N ẠP SÚ
T ÂỈÅÌNG
ÄÚ
NG NẢ
P

9

1

10

11

13

12

15

14

2
8

3
4

Tín hi?u THW

Tín hi?u THA
THA

VC
PIM

5V

THA

E2

E1

PCM
6

7

5V

THW

E2

C?m bi?n nhi?t d?
khí n?p

PCM

E2

5V

R

E1

E1

E2
5

E2

R

THW

C?m bi?n nhi?t d?
nu?c làm mát

PCM

16

17


CM BIÃÚ
N VËTRÊTRỦ
C CAM

CM BIÃÚ
N VËTRÊTRỦ
C KHUU
7

8

13

Så âäưâiãû
n
2

6

R

12 11 10

(v)

0

1

9

3
4

Tên hiãû
u âiãû
n

5
6

(t)

Tên hiãû
u âiãû
n
(v)
12
0
0

720

1440


5.2.7 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

ÂÃÚ
N GIÀÕ
C NGUÄÖ
N CUNG CÁÚ
P

1
2
3
4

11
12
13

1
2
3

5

4

16

14

15
1

2

3

6
7
8

ÂÃÚ
N GIÀÕ
C CHØ
N
ÂOẠN VCẠC
DÁY MẢ
NG

9

+
+

10

(-)

(+)

4

1. Cảm biến nhiệt độ dầu bơi trơn
2. Cảm biến nhiệt độ khí nạp
3. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
4. Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu
5. Vịi phun
6. Van EGR
7. Cảm biến vị trí bàn đạp ga
8. Relay chính
9. Cầu chì ắc quy
10. Ắc quy
11. Cảm biến vị trí trục khuỷu
12. Cảm biến vị trí trục cam
13. Cảm biến áp suất nhiên liệu
14. Cảm biến áp suất khí nạp
15. Bộ bugi xơng máy
16. Hộp PCM