Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ mtu 12v396 tc14

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ HỆ THỐNG TĂNG ÁP CỦA ĐỘNG CƠ
MTU 12V396 - TC14

Sinh viên thực hiện:

Đoàn Đức Việt

Mã sinh viên:

1951110376

Lớp:

K64 – CTO

Giảng viên hướng dẫn: Lê Thái Hà

Hà Nội, tháng 5 năm 2023


LỜI CẢM ƠN
Qua một thời gian làm việc và khẩn trương và nghiêm túc đến nay em đã
hoàn thành đề tài“Thiết kế hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 –
TC14”. Đề tài được hoàn thành với sự cố gắng nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ
nhiệt tình của thầy cơ trong Khoa Cơ điện và Cơng trình. Nhân dịp này cho phép em
được bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới:

Thầy giáo ThS. Lê Thái Hà đã trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo em tận tình
trong suốt q trình làm khóa luận.
Tập thể cán bộ, giáo viên Khoa Cơ điện và Cơng trình đã giúp đỡ em rất
nhiều trong suốt quá trình học tập và làm khóa luận tốt nghiệp.
Cuối cùng em xin trân thành cảm ơn thầy cô cùng các bạn sinh viên đã đóng
góp ý kiến q báu giúp em hồn thành tốt bản khóa luận này.
Em xin trân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 24 tháng 05 năm 2023
Sinh viên
Đoàn Đức Việt

i


MỤC LỤC

NỘI DUNG KHÓA LUẬN ..................................................................................1
1.Đặt vấn đề...........................................................................................................1
2.Mục tiêu..............................................................................................................1
3.Phương pháp nghiên cứu....................................................................................2
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................3
1.1. Mục đích ý nghĩa của đề tài ...........................................................................3
1.2. Các phương pháp tăng công suất cho động cơ đốt trong ...............................3
1.3. Giới thiệu chung về động cơ và các hệ thống chính trong động cơ MTU
12V-396-TC14 ......................................................................................................5
1.3.1. Giới thiệu chung về động cơ MTU 12V-396-TC14 ...................................5
1.3.2. Các hệ thống chính trong động cơ MTU 12V-396-TC14...........................6
CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP TĂNG ÁP VÀ TÍNH TỐN NHIỆT
ĐỘNG CƠ MTU 12V-396-TC14 .......................................................................18

2.1.Biện pháp tăng áp có máy nén ......................................................................18
2.2. Biện pháp tăng áp khơng có máy nén ..........................................................24
2.3. thơng số kĩ thuật của động cơ MTU 12V-396-TC14 . .................................29
2.4. Tính tốn các thơng số của chu trình cơng tác .............................................30
2.4.1. Q trình nạp : ...........................................................................................30
2.4.2. Q trình nén. ............................................................................................31
2.5. Các thơng số chỉ thị: .....................................................................................36
2.6. Các thơng số có ích : ....................................................................................36
2.7. Xây dựng đồ thị công. ..................................................................................37
2.7.2. Xây dựng đường cong áp suất trên đường giãn nở. ..................................38
2.7.3. Lập bảng xác định đường nén và đường giãn nở. .....................................38
2.7.4. Xác định các điểm đặc biệt. ......................................................................40
2.7.5. Hiệu chỉnh đồ thị công. .............................................................................40
CHƯƠNG III:. TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TĂNG ÁP CỦA
ĐỘNG CƠ MTU 12V-396-TC14 . .....................................................................43
ii


3.1. Chọn tua bin khí : .........................................................................................43
3.1.1.bộ tua bin tăng áp hướng kính ...................................................................43
3.1.2. bộ tua bin tăng áp hướng trục . .................................................................44
3.2. Chọn máy nén khí : ......................................................................................45
3.2.1. Máy nén khí pittơng : ................................................................................45
3.2.2. Máy nén khí roto : .....................................................................................45
3.2.3. máy nén khí hướng trục ............................................................................47
3.2.4. máy nén khí ly tâm : ..................................................................................48
3.3. Lắp đặt hệ thống tăng áp trên động cơ mtu..................................................50
3.4. Tính tốn các thơng số làm việc trong TB-MN. ..........................................52
3.4.1. các số liệu biết trước và thơng số chọn : ...................................................52
3.4.2. tính tốn các thơng số làm việc trong TB-MN. ........................................52

3.5. Tính chọn máy nén ly tâm ............................................................................55
3.5.1. Tính chọn các thơng số làm việc của máy nén .........................................55
3.5.2. tính chọn các bộ phận của máy nén ..........................................................67
3.6. Tính chọn tua bin hướng trục : .....................................................................72
3.6.1. Tính chọn các thơng số làm việc của tua bin ............................................72
3.6.2. tính chọn các bộ phận của tuabin hướng trục : .........................................80
CHƯƠNG IV: MỘT SỐ VẤN ĐỀ LƯU Ý KHI SỬ DỤNG ............................84
HỆ THỐNG TĂNG ÁP. .....................................................................................84
4.1. Xác định các hư hỏng và biện pháp khắc phục. ...........................................84
4.1.1. Động cơ khó tăng tốc, giảm cơng suất hoặc tiêu hao nhiên liệu lớn. .......84
4.1.2. Có tiếng ồn bất thường. .............................................................................85
4.1.3. Tiêu hao dầu lớn và khói xanh. .................................................................85
4.2. Phân tích các hư hỏng của hệ thống tăng áp. ...............................................86
4.2.1. Thiếu dầu. ..................................................................................................86
4.2.2. Vật lạ rơi vào TB. ......................................................................................86
4.2.3. Dầu bẩn. ....................................................................................................86
4.3. Phương pháp tháo lắp và kiểm tra hệ thống tăng áp của động cơ. ..............86
iii


4.3.1. Kiểm tra hệ thống nạp khơng khí. .............................................................86
4.3.2. Kiểm tra hệ thống thải. ..............................................................................86
4.4. Quy trình kiểm tra bộ tuabin tăng áp lắp trên động cơ MTU12V396TC14. .............................................................................................................87
4.5. Các chú ý khi sử dụng hệ thống tăng áp. .....................................................87
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................................89
1.Kết luận ............................................................................................................89
2.Kiến nghị ..........................................................................................................89
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................90

iv

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1- 1.Mặt cắt ngang động cơ MTU 12V-396-TC14 ............................................... 6
Hình 1- 2.Trục khuỷu. .................................................................................................... 7
Hình 1- 3. Thanh truyền. ................................................................................................ 7
Hình 1- 4. Piston. ........................................................................................................... 8
Hình 1- 5. Nắp máy. ....................................................................................................... 9
Hình 1-6. Cơ cấu phối khí. ........................................................................................... 10
Hình 1- 7. Sơ đồ hệ thống làm mát. ............................................................................. 11
Hình 1- 8. Hệ thống bơi trơn động cơ. ......................................................................... 12
Hình 1-9. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ MTU 12V. ........................................... 14
Hình 1-10. Sơ đồ hệ thống khởi động .......................................................................... 15
Hình 1-11.. Hệ thống nạp khí. ...................................................................................... 16
Hình 1- 12.Hệ thống khí thải........................................................................................ 17
Hình 2 - 1. Sơ đồ các phương pháp tăng áp. ................................................................ 18
Hình 2 - 2. Sơ đồ tăng áp cơ giới ................................................................................. 19
Hình 2- 3 Kết cấu và sơ đồ nguyên lý của tăng áp tuabin ........................................... 20
Hình 2 - 4 Tăng áp bằng TB khí liên hệ khí thể........................................................... 21
Hình 2 - 5 Tăng áp TB khí có liên hệ thuỷ lực ............................................................ 22
Hình 2 - 6. Sơ đồ hệ thống tăng áp hỗn hợp cho động cơ ............................................ 23
Hình 2 - 7. Sơ đồ nguyên lý tăng áp cộng hưởng. ....................................................... 24
Hình 2 - 8.Sơ đồ hệ thống tăng áp bằng sóng khí ........................................................ 25
Hình 2 - 9. Sơ đồ nguyên lý tăng áp 2 cấp ................................................................... 26
Hình 2 - 10. Sơ đồ nguyên lý của biện pháp tăng áp siêu cao ..................................... 28
Hình 2 - 11. Đồ thị cơng của động cơ MTU 12V-396TC14 ........................................ 42
Hình 3- 1. Kết cấu của bộ tuabin tăng áp. .................................................................... 43
Hình 3- 2: Sơ đồ cấu tạo máy nén khí pittơng ............................................................. 45
Hình 3- 3: Sơ đồ cấu tạo máy nén khí kiểu roto .......................................................... 46
Hình 3- 4 : Nguyên lý họat động máy nén khí kiểu ren vít.......................................... 47

Hình 3- 5 : Sơ đồ cấu tạo máy nén khí hướng trục ...................................................... 48
Hình 3- 6 : Giản đồ máy nén ly tâm ............................................................................. 49
Hình 3- 7. Sơ đồ hệ thống tăng áp động cơ MTU 12V-396TC14 ............................... 51
Hình 3- 8: Sơ đồ tính tốn máy nén tăng áp ................................................................ 55
v


Hình 3- 9. Kết cấu máy nén ......................................................................................... 69
Hình 3- 10. Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy nén. ................................................... 69
Hình 3- 11. Dạng đặc tính làm việc của máy nén trên động cơ MTU. ........................ 70
Hình 3- 12. Sơ đồ tính tốn tua bin .............................................................................. 72
Hình 3- 13. Cách lắp ghép giữa cánh và đĩa của bánh công tác .................................. 81
Hình 3- 14.Dạng đường đặc tính tuabin động cơ MTU. .............................................. 82

vi


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Đường nén và đường giãn nở. ..................................................................... 39
Bảng 3-1:Thơng số chính của bộ tua bin tăng áp hướng kính ..................................... 44
Bảng 3-2:Thơng số chính của bộ tua bin tăng áp hướng trục ...................................... 44
1- Roto ; 2- Stato ; 3,5,6 – Cánh hướng dòng .............................................................. 48
4 – Cánh bánh xe cơng tác ; 7- Khe zíc zắc ; 8 – Khoang thông áp ............................ 48

vii


NỘI DUNG KHĨA LUẬN
1.Đặt vấn đề
Tuy khơng cịn mới mẽ so với các ngành khoa học khác, nhưng cùng với sự

phát triển của nền khoa học công nghệ của nhân loại, ngành động cơ đốt trong đã
đóng góp một phần rất quan trọng trong sự phát triển đó. Cùng với những yêu cầu
ngày càng cao của nhu cầu cuộc sống, nó địi hỏi sự cải biến lớn trong tất cả các
lĩnh vực khoa học nói chung và đối với ngành động cơ đốt trong nói riêng cũng
khơng nằm ngồi qui luật phát triển đó. Tuy nhiên, sự cải biến đó của ngành động
cơ khơng có nghĩa là thay đổi một cách toàn diện về mặt nguyên lý và kết cấu mà
nó vẫn dựa trên nền tản của những nguyên lý và kết cấu đã có từ hàng trăm năm
trước, trên cơ sở cải tiến và hoàn thiện hơn.
Để cải tiến và hoàn thiện hơn cho động cơ, ngành động cơ đốt trong đã
nghiên cứu và chế tạo ra nhiều những loại động cơ với tính năng ưu việt, bằng cách
cải tiến và hoàn thiện những hệ thống trên động cơ như: hệ thống nhiên liệu (phun
xăng điện tử, phun dầu điện tử, hệ thống đánh lửa điện tử, sử dụng hệ thống tăng
áp..v..v.). Một trong những biện pháp hữu hiệu nhất để nâng cao công suất cho động
cơ diezel được sử dụng rộng rãi ngày nay đó chính là sử dụng hệ thống tăng áp bằng
turbo chạy bằng năng lượng khí thải của chính động cơ đó.
Sau bốn năm học tập tại trường Đại học Lâm Nghiệp nhằm đánh giá kết quả
học tập và bước đầu làm quen với các nghiên cứu khoa học và các vấn đề thực tế
của ngành công nghệ kỹ thuật ô tô. Được sự đồng ý của trường đại học Lâm Nghiệp
và khoa Cơ Điện và Cơng Trình em tiến hành nghiên cứu đề tài : “Thiết kế hệ
thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 – TC14”
2.Mục tiêu
Hiểu được nguyên lý và các phương pháp tăng áp trên động cơ
Xây dựng được quy trình tính tốn nhiệt và cách tính tốn thiết kế trên hệ
thống tăng áp
Hiểu và phân tích được các hư hỏng, những nguyên nhân, tác hại, sửa chữa
các chi tiết của hệ thống tăng áp đúng theo kỹ thuật
Nắm rõ được quy trình tháo lắp và kiểm tra sửa chữa các chi tiết của hệ
thống tăng áp trên động cơ

1

3.Phương pháp nghiên cứu
a.Phương pháp thu thập kế thừa tài liệu: Kế thừa các kết quả nghiên cứu về
hệ thống tăng áp
b.Phương pháp tính tốn lý thuyết: Vận dụng kiến thức của các môn học đã
học như: Nguyên lý động cơ đốt trong, tính tốn thiết kế động cơ đốt trong,... để tìm
hiểu và nghiên cứu hệ thống tăng áp của động cơ MTU 12V396 – TC14

2


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Mục đích ý nghĩa của đề tài
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật trong thời gian qua động cơ đốt
trong cũng khơng ngừng được cải tiến và hồn thiện.Nhờ những ưu điểm vượt trội
về nhiều mặt, đặc biệt là hiệu suất cao trong phạm vi công suất rộng, nhỏ gọn nên
động cơ đốt trong ngày nay chiếm ưu thế tuyệt đối trong mọi lĩnh vực như vận tải
đường bộ, đường thuỷ, phát điện dự phòng,....Với các cải thiện về mặt kỹ thuật
cũng như kết cấu đã làm cho công suất động cơ không ngừng tăng lên. Tuy nhiên,
khi thiết kế động cơ người ta phải cân nhắc giữa một bên là cơng suất lớn và một
bên là kích thước, trọng lượng nhỏ gọn. Có một cách thoả mãn hai yêu cầu trên là
sử dụng tua bin tăng áp hay máy nén tăng áp. Nó cho phép đốt cháy một lượng lớn
hơn nhiên liệu bằng một lượng khơng khí lớn hơn được nén vào, kết quả là tạo ra
một cơng suất lớn hơn cho động cơ có kích thước xác định.
Nhờ có bộ tua bin tăng áp làm tăng lượng khơng khí nạp cho một chu trình
của động cơ nên có thể :
- Tăng áp đối với khơng khí đưa vào xilanh có thể làm tăng cơng suất động
cơ
- Tăng tính năng động lực học của động cơ

- Giảm tiêu hao nhiên liệu cho động cơ, giảm được chất độc hại trong khí xả
nhờ hồn thiện hơn q trình cháy
* Tuy nhiên việc sử dụng hệ thống tăng áp cũng có những nhược điểm sau:
-Làm tăng phụ tải cơ khí cũng như phụ tải nhiệt của động cơ do đó phải đặt
ra yêu cầu khắt khe hơn khi chế tạo các chi tiết của nhóm piston, bạc trục, xupap…..
- Phải tạo ra hệ thống nhiên liệu mới với quy luật cấp nhiên liệu khắt khe
hơn, vịi phun có áp suất phun cao hơn,….
Vì vậy, khi nghiên cứu về đề tài này chúng ta có thể đưa ra lựa chọn phương
pháp tăng áp tốt nhất để nâng cao công suất động cơ đồng thời có cách khắc phục
các nhược điểm của nó.
1.2. Các phương pháp tăng cơng suất cho động cơ đốt trong
Nhằm mục đích tăng cơng suất cho động cơ đốt trong người ta phải tìm cách
tăng khối lượng nhiên liệu cháy ở một đơn vị dung tích xilanh trong một đơn vị thời
gian, tức là tăng khối lượng nhiệt phát ra trong một không gian và thời gian cho
3


trước. Vậy muốn tăng công suất người ta phải tăng khối lượng nhiên liệu đốt cháy
trong một đơn vị thời gian
Cơng suất động cơ được tính:
Ne =

Vh =

pe .i.Vh .n
30

 .D 2..S
4

Trong đó: Pe : Áp suất có áp trung bình (

M .N
)
m2

i : Số xi lanh
Vh : Dung tích xi lanh (l)
n : Số vòng quay trong một phút (v/phút)

 : Số kỳ xi lanh
Để tăng công suất Ne thì có các phương pháp sau :
- Các giải pháp về kết cấu :
+ Tăng số chu trình trong một đơn vị thời gian bằng cách tăng số vòng quay
n của động cơ. Hiện nay, giới hạn số vòng quay lớn nhất của động cơ đốt trong ở
khoảng 11000 vg/ph đến 12000 vg/ph, những giá trị số vịng quay thích hợp nhất
chỉ ở khoảng 5000 vg/ph đến 7000 vg/ph. Khi tăng số vòng quay của động cơ đốt
trong sẽ gây khó khăn cho việc thực hiện các q trình, đặc biệt là quá trình cháy.
Tác hại hơn nữa là làm cho tốc độ trượt trung bình của piston tăng dẫn đến làm tăng
tổn thất ma sát, mài mòn các chi tiết của nó và tăng lực qn tính.
+ Thay đổi số kỳ từ 4 kỳ thành 2 kỳ. Nhờ tỉ số của kỳ sinh cơng so với vịng
quay của động cơ 2 kỳ gấp đôi của động cơ 4 kỳ nên có thể tăng nhiệt lượng giải
phóng trong một đơn vị thời gian, nhưng thực tế công suất động cơ hai kỳ lớn hơn
động cơ 4 kỳ khoảng 50% đến 70%, song cho đến nay q trình thay đổi khí của
động cơ hai kỳ chưa hoàn chỉnh nên sinh ra tổn thất lớn và ơ nhiễm tăng.
+ Tăng dung tích công tác Vh hoặc số xi lanh i sẽ kéo theo kích thước, thể
tích, trọng lượng của động cơ tăng. Hiện nay, động cơ một hàng xi lanh có tới 12 xi
lanh, động cơ cao tốc chử V có tới 16 xi lanh và động cơ hình sao có tới 32 đến 56
xi lanh. Nếu tăng số xi lanh nhiều hơn nữa sẽ làm cho số chi tiết của động cơ tăng
4

lên quá nhiều (50.000 đến 100.000 chi tiết) làm giảm độ cứng vững của hệ trục
khuỷu. Do đó, một mặt làm giảm độ tin cậy và độ an toàn trong quá trình làm việc
của động cơ. Mặt khác, việc bảo dưỡng, sửa chữa và sử dụng thêm phức tạp.
Việc dùng các biện pháp cải tiến và điều chỉnh chính xác các thông số cấu
tạo và thông số điều chỉnh động cơ nhằm tăng hiệu suất chỉ thị, hiệu suất cơ giới và
hệ số nạp cũng chỉ có thể làm cho cơng suất có ích của động cơ tăng lên rất ít.
- Phương pháp tăng áp
+ Tăng khối lượng không khí nạp vào xi lanh bằng cách tăng khối lượng
riêng của khơng khí  K . Muốn vậy phải tiến hành nén môi chất nạp trước khi đưa
vào xi lanh, tức là tăng áp suất của môi chất nạp. Do khối lượng nạp vào xi lanh
tăng nên người ta có thể tăng thêm nhiên liệu để đốt cháy trong dung tích đó. Như
vậy, cho ta khả năng tăng lượng nhiệt phát ra trong dung tích cho trước. Biện pháp
làm tăng khối lượng riêng của môi chất trước khi nạp vào động cơ bằng cách tăng
áp suất của nó được gọi là tăng áp cho động cơ.
1.3. Giới thiệu chung về động cơ và các hệ thống chính trong động cơ MTU
12V-396-TC14
1.3.1. Giới thiệu chung về động cơ MTU 12V-396-TC14
Động cơ MTU12V-396-TC14 là động cơ dùng cho ngành đường sắt của
hãng Messrs Motoren Und Turbinen Union (MTU).
Động cơ được kí hiệu : 12V-396-TC14. Trong đó :
12 : Số xy lanh động cơ
V: Động cơ chữ V
396 : Số sêri động cơ
T: Tăng áp khí nạp bằng tuabin khí xả
C: Bộ làm mát khí nạp bên trong bằng nước làm mát động cơ
1 : Động cơ dùng cho đường sắt
4 : Số ký hiệu thiết kế

5


1.3.2. Các hệ thống chính trong động cơ MTU 12V-396-TC14
12
11

13

10

14

9

15

8

16

7
17
18
19
6
5

20

4

21

22
3

23
24

2
1

25

Hình 1- 1.Mặt cắt ngang động cơ MTU 12V-396-TC14
1-Lưới lọc dầu bôi trơn ; 2 - Máy đề ; 3 - Trục khuỷu ; 4 - Thanh truyền ;
5 - Trục cam ; 6 - Con đội con lăn dẫn động cị mổ ; 7 - Ống dẫn khí xả
8 - Lò xo xupap ; 9 - Xupap xả ; 10 - Xupap nạp ; 11- Cò mổ
12 - Bộ khởi động lạnh ; 13 - Bơm cao áp ; 14 - Ống dẫn dầu cao áp
15 - Vòi phun ; 16 - Bọng nước làm mát nắp máy ; 17 - Chốt định vị
18 - Xéc măng ; 19 - Piston ; 20 - Chốt piston ; 21 - Đường nước làm mát xilanh
22- Bộ trao đổi nhiệt dầu ; 23 - Bầu lọc dầu bôi trơn ;
24 - Bơm dầu bôi trơn ; 25 - Vỏ hộp cácte
a) Trục khuỷu.
Trục khuỷu có nhiệm vụ chuyển đổi sự chuyển động tịnh tiến của piston
thành chuyển động quay. Trục khuỷu là một khối thép được rèn theo định dạng. Tất
cả các bề mặt đều được làm nhẵn. Các cổ trục và cổ khuỷu đều được đánh bóng và
tơi cứng. Trục khuỷu được lắp cùng với 7 bộ bạc trục và 1 vịng bi phía đối diện
bánh đà trong blốc động cơ.

6


Hình 1- 2.Trục khuỷu.
1- Bánh răng trục khuỷu; 2- Cổ khuỷu; 3- Đối trọng; 4- Cổ trục.
b) Thanh truyền (biên).
.

Hình 1- 3. Thanh truyền.
1- Thanh truyền; 2.Thân thanh truyền; 3- Nắp đầu to thanh truyền;
4- Bulông thanh truyền; 5- Bạc đầu nhỏ thanh truyền; 6- Chốt định vị;
7- Bạc đầu to thanh truyền.
Thanh truyền hai dãy xylanh đều giống nhau. Nó được rèn và làm nhẵn các
bề mặt. Thanh truyền của hai xylanh đối diện nhau được lắp gần nhau (liên tiếp)
trên trục khuỷu. Bạc lót thanh truyền có thể thay được và được định vị bởi chốt định
vị. Bạc được bơi trơn bằng dầu bơi trơn động cơ có áp lực được dẫn từ các lỗ khoan
trên trục khuỷu. Bạc đầu nhỏ thanh truyền được ép vào đầu nhỏ thanh truyền. Nắp
đầu to thanh truyền và thân thanh truyền được liên kết bằng bulông chịu lực gọi là
bulông thanh truyền
7


c) Piston.

Hình 1- 4. Piston.
1- Thân piston; 2- Đỉnh piston; 3- Bulông chịu lực; 4- Êcu sau cạnh;
5;6- Xéc măng khí; 7- Xéc măng dầu; 8- Chốt piston; 9- Vịng đệm;
10- Vịng chặn; 11- Chốt định vị; 12- Ống lót chốt định vị.
Piston tiếp nhận lực sinh ra do quá trình cháy nổ và truyền tới thanh truyền
qua chốt piston.

Piston được làm mát bằng dầu động cơ và gồm hai phần: Đỉnh và thân
piston
Thân piston được chế tạo từ hợp kim nhẹ và có lỗ chốt piston. Giữa thân và
đỉnh piston có lắp một xéc măng dầu. Trên thân piston có các lỗ khoan và đường
dẫn dầu đến và đi để làm mát đỉnh piston.
Đỉnh piston được chế tạo từ thép và được lắp ghép với thân piston bằng
những bulông chịu lực. Trong thân piston có bắt những êcu đặc biệt để nâng cao độ
cứng vững cho cho mối ghép này. Trên đầu piston có 2 rãnh để lắp xéc măng khí
làm kín khoang buồng cháy.
d) Nắp máy. (mặt quy lát)
Động cơ có các mặt quy lát đơn lẻ riêng biệt được đúc từ gang đặc biệt. Mặt
quy lát được bắt chặt với blốc động cơ bằng bulông và êcu chịu lực và đậy phía trên
8


khoang xylanh. Giữa blốc động cơ và nắp máy có một gioăng làm kín bề mặt lắp
ghép. Mỗi mặt quy lát có hai xupap nạp và hai xupap thải, chúng được bố trí đối
xứng xung quanh vịi phun. Gioăng làm kín xupap nạp có nhiệm vụ khơng cho dầu
bơi trơn chảy xuống buồng cháy. Các xupap có bộ phận xoay xupap.
Các xupap được lắp trong ống lót dẫn hướng và mỗi xupap có hai lị xo. Các
xupap xả có thân ngắn hơn xupap nạp. Đĩa van xupap nạp lớn hơn xupap xả.
Vịi phun được lắp từ phía trên của mặt quy lát và có gioăng làm kín để ngăn
cách khoang dầu bơi trơn trong mặt quy lát.

Hình 1- 5. Nắp máy.
1- Gioăng xupap; 2- Ống lót vịi phun; 3- Bulơng áp lực; 4- vòi phun; 5- Gioăng vòi
phun; 6- Đĩa lò xo; 7- Chốt giữ xupap; 8- Lò xo lớn xupap; 9- Lò xo nhỏ xupap; 10bộ phận làm xoay xupap; 11- Đế xupap xả; 12- Xupap xả; 13- Ống lót dẫn hướng
xupap; 14- Ống bảo vệ vịi phun; 15- Xupap nạp; 16- Đế xupap nạp; a- Nước làm
mát động cơ; b- Dầu động cơ; c- Khí xả; d- Khí nạp.
e) Cơ cấu phối khí.

Mỗi dãy xylanh có một trục cam riêng và được bố trí trong khoang chữ V của
blốc động cơ. Trục cam được định vị bởi các gối cam bắt chặt với blốc động cơ và
bánh răng dẫn động ở phía ngược chiều bánh đà. Trục cam được dẫn động từ trục
khuỷu thông qua hệ thống bánh răng truyền động và tác động lên con đội, đũa đẩy, cò
mổ tới các van xupap. Đũa đẩy được lắp trong các ống dẫn hướng và tỳ lên con đội.
9


Đũa đẩy truyền chuyển động từ con đội đến cò mổ. Mỗi cị mổ có hai nhánh và xoay
được nhờ bạc trượt. Cò mổ dài cho xupap xả, cò mổ ngắn cho xupap nạp.
Bulông điều chỉnh khe hở nhiệt cho phép điều chỉnh khe hở nhiệt của các
xupap.
Bôi trơn trục cam bằng dầu từ các lỗ khoan trên blốc máy. Đối với giàn cị
mổ dầu bơi trơn được phân nhánh từ các vị trí ắc cị mổ và các gối trục cam. Dầu
chảy từ giàn cò mổ về đũa đẩy sẽ bôi trơn cho con đội. Qua các lỗ khoan ở khoang
trục cam dầu chảy tự do về cacte động cơ. Dầu từ bạc cò mổ chảy ra mặt quy lát sẽ
qua các lỗ khoan trong mặt quy lát trở về cacte.

Hình 1-6. Cơ cấu phối khí.
1- Con đội; 2- Chốt định vị; 3- Tấm ghép chốt định vị; 4- Bánh răng truyền động;
5- Trục cam; 6- Đũa đẩy; 7- Chốt đũa đẩy; 8- Ắc giàn cò mổ; 9- Cò mổ xupap nạp;
10- Cị mổ xupap thải; 11- Bulơng điều chỉnh khe hở nhiiệt
1.3.2.1. Hệ thống làm mát.
Nước làm mát được bơm nước làm mát bơm khi động cơ hoạt động. Bơm
đẩy nước qua bộ trao đổi nhiệt vào các vị trí làm mát động cơ.
Ở bộ trao đổi nhiệt nước được phân nhánh và đưa tới két làm mát khí nạp.
Nước làm mát chảy xung quanh xylanh từ dưới lên trên qua các lỗ khoan tới mặt
10

quy lát. Trong mặt quy lát, các chi tiết đáy mặt quy lát, ống dẫn hướng xupap, vòi
phun và đường dẫn khí xả được làm mát.
Nước ra khỏi mặt quy lát được tập hợp lại tại ống tập hợp nước làm mát.
Nước từ ống tập hợp được chia thành hai hướng. Đường nước hướng về phía ngược
với bánh đà qua bộ hạn chế lưu lượng chảy vào ống về hai bên sườn động cơ.
Đường nước hướng về phía bánh đà sẽ kết hợp nước từ két làm mát khí nạp vào làm
mát vỏ tăng áp và ống xả. Nước từ vỏ tăng áp và ống xả và từ ống tập hợp nước về
sẽ được dẫn tới van hằng nhiệt.
Trên mỗi đường ống dẫn nước về từ vỏ ống xả đều có lắp một bộ lọc để kiểm
tra hỗn hợp nước làm mát thường xuyên. Để tránh áp lực thấp ở đầu vào của bơm
và tránh trường hợp cánh bơm quay khơng có nước, trên đường ống hút có lắp một
bộ phận để nâng áp lực nước. Bộ phận này nối liền với thùng chứa nước làm mát và
dẫn nước làm mát từ thùng chứa tới bơm bằng một đường ống riêng. Ở thùng chứa
nước làm mát có lắp một van đóng kín. Van này mở ra khi áp lực nước cao hoặc
thấp.

Hình 1- 7. Sơ đồ hệ thống làm mát.
1- Ống thơng hơi xả khí; 2- Ống tập hợp khí nạp và nước làm mát; 3- Vị trí kiểm
tra; 4- Ống tập hợp nước; 5- Tới két nước làm mát; 6- Lưới lọc; 7- Ống tập hợp
khí xả;

11


8- Từ két làm mát nước; 9- Bơm; 10- Ống nối; 11- Bơm nước; 12- Mặt quy
lát; 13- Bộ trao đổi nhiệt dầu; 14- Xylanh; 15- Tới dãy xylanh trái; 16- Két làm mát
khí nạp;
E- Khóa xả nước; M- Vị trí đo.
1.3.2.2. Hệ thống bơi trơn.

Hình 1- 8. Hệ thống bôi trơn động cơ.
1- Tăng áp; 2- Đường dẫn dầu bôi trơn xupap; 3- Đường dẫn dầu đến tăng áp phía
phải; 4- Điều tốc; 5- Điều khiển động cơ; 6- Đường dầu chính; 7- Truyền động tới
bơm cao áp; 8- Van; 9- Bơm cao áp; 10- Van điện từ ; 11- Khóa tắt máy; 12- Vị trí
đo; 13- Vị trí lấy dầu thử nghiệm; 14- Bầu lọc ly tâm; 15- Van khóa; 16- Bơm dầu;
17- Bầu lọc dầu; 18- Bộ trao đổi nhiệt; 19- Van an toàn 20- Đường dẫn dầu;
21- Van xả dầu; 22- Ổ bi; 23- Vòi phun; 24- Vị trí nối rắc co.
Bơm dầu động cơ hút dầu qua bộ lọc, từ thùng dầu và dẫn dầu vào bộ trao
đổi nhiệt dầu phía bên phải động cơ. Một van an toàn bảo vệ bơm dầu động cơ.
Dầu được cấp cho mỗi cổ trục khuỷu và từ đó qua đường dầu nằm trong trục
khuỷu tới cổ biên để bôi trơn các bạc biên.
Từ bộ trao đổi nhiệt dầu, dầu chảy vào bầu lọc dầu và sau dó chảy về đường
dầu chính. Từ các đường dầu chính này dầu chảy đến từng điểm bôi trơn riêng và
bộ phận phân phối dầu.
12


Dầu cũng được cấp cho từng bạc của trục khuỷu và từ đó qua các đường dẫn
tới từng nắp xylanh để bơi trơn cho bạc của cị mổ và các khớp cầu, dầu sẽ đi ra
khỏi có mổ chảy tự do về đũa đẩy bôi trơn con đội xupap.
Dầu được dẫn về vòi phun làm mát piston. Những vòi phun này phun tia dầu
vào piston.
Dầu cấp cho bộ dẫn động bơm cao áp được dẫn qua một rãnh hình vành
khuyên và các lỗ trong trục dẫn động của bộ điều chỉnh góc phun sớm, khớp nối
then bơm cao áp và tiếp tục tới bộ điều chỉnh góc phun sớm.
Dầu được dẫn đến cụm đo và hệ thống cô lập xylanh, từ nắp cuối của hộp số.
Dầu được dẫn từ cụm đo này đến bôi trơn bơm phun nhiên liệu và bộ dẫn động máy
phát xoay chiều.
Từ bộ phân phối dầu, dầu được cung cấp tới bộ tăng áp và tới bơm dầu để
bơi trơn cửa đóng của van. Dầu thừa quay về thùng dầu qua các đường dầu và ống

dẫn dầu.
1.3.2.3.Hệ thống nhiên liệu.
-Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu.
Bơm chuyển nhiên liệu (5) được dẫn động bằng trục cam bên trái của động
cơ. Nó hút nhiên liệu từ thùng chứa qua bầu lọc thô (3) và đẩy nhiên liệu qua ống
cung cấp vào bầu lọc kép (7). Nhiên liệu theo ống dẫn đến bơm cao áp (10).
Bầu lọc kép được thơng khí thường xun. Nhiên liệu lẫn khơng khí nếu có
sẽ bị dẫn quay trở lại đường hồi nhiên liệu qua van một chiều được điều chỉnh mở ở
áp lực 0,5 bar đến bộ hạn chế lưu lượng (bộ tập hợp nhiên liệu). Bầu lọc kép có thể
thay thế lõi lọc ngay cả khi động cơ đang hoạt động nhờ một van ba ngả được lắp
trên bầu lọc.
Bơm cao áp cung cấp một lượng nhiên liệu định trước qua đường ống cao áp
đến vòi phun (16), vòi phun phun nhiên liệu trực tiếp vào xylanh động cơ theo chế
độ làm việc của động cơ.
Đường hồi nhiên liệu từ bơm cao áp dẫn nhiên liệu thừa về thùng nhiên liệu.
Trên đường hồi nhiên liệu này có lắp van một chiều (mở tại áp lực 2 bar) để đảm
bảo duy trì thường xuyên áp suất cấp nhiên liệu nhỏ nhất và để bơm cao áp làm việc
hiệu quả.
Nhiên liệu thừa cùng với nhiên liệu rò rỉ từ các vòi phun cũng được dẫn về
thùng nhiên liệu. Trên mỗi đường hồi dầu từ vịi phun đều có lắp 1 van một chiều
(mở tại áp lực 0,5 bar).
13


Hình 1-9. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ MTU 12V.
1- Đường dầu về thùng chứa; 2- Dầu từ thùng chứa lên; 3- Lọc thô nhiên liệu;
4- Van một chiều; 5- Bơm chuyển nhiên liệu; 6- Chỗ nối ống xả khơng khí bầu lọc;
7- Bầu lọc kép nhiên liệu; 8- Van tam thông; 9- Đường dầu tới bơm cao áp;
10- Trục dẫn động; 11- Thanh răng nhiên liệu;12- Đầu nối ống cao áp;
13- Đường dầu về từ vòi phun; 14- Đường dầu cao áp tới vòi phun;

15- Đường dầu về từ bơm cao áp; 16- Hộp tập hợp nhiên liệu; 17- Vòi phun;
18- Đầu nối ống dầu về hộp góp; 19- Bơm xả khơng khí nhiên liệu;
20- Van an tồn.
Ngồi bơm chuyển nhiên liệu chính trên hệ thống cịn lắp một bơm xả khơng
khí nhiên liệu dự phịng đặc biệt dẫn động bằng điện để bơm mồi và thông khí cho
hệ thống khi động cơ khơng hoạt động hay chưa hoạt động. Nó hút nhiên liệu từ
thùng chứa nhiên liệu và đẩy qua van một chiều vào đường cấp của bơm chuyển

14


nhiên liệu chính, van một chiều này giữ cho nhiên liệu không bị chảy ngược trở về
khi động cơ đang hoạt động.
Trong q trình bơm mồi và thơng khí hệ thống nhiên liệu được bảo vệ bởi
một van an toàn (mở tại áp lực 4 bar)
Hệ thống nhiên liệu cũng được bảo vệ nhờ một van một chiều (mở tại áp lực
6,5 bar) được lắp trong bơm chuyển nhiên liệu chính.
Ngồi ra để đề phịng trở ngại trong q trình bảo dưỡng và sửa chữa hệ
thống nhiên liệu động cơ MTU 12V cịn trang bị một bơm tay. Nó dùng để xả khí
trong đường ống nhiên liệu khi bảo dưỡng và sửa chữa.
1.3.2.4. Hệ thống khởi động.

Hình 1-10. Sơ đồ hệ thống khởi động
1- Êcu ép; 2- Khớp nối; 3- Vịng đệm; 4- Đĩa lị xo; 5- Rơ to; 6- Chổi than; 7- Giá
đỡ chổi than; 8- Lị xo đóng bánh răng; 9- Rơle điều khiển; 10- Rơle đóng bánh
răng;
11- Lị xo mở khớp nối; 12- Cổ góp; 13- Cuộn dây kích từ; 14- Lõi sắt; 15- Then
nghiêng; 16- Cuộn dây hãm; 17- Cuộn dây từ chính; 18- Chốt khóa; 19- Rơle đóng;
20- Cơng tắc điện; 21- Rơle điều khiển; 22- Rô to; E- Cuộn dây hút;
G- Cuộn dây đẩy; H- Cuộn dây giữ.

15


Máy đề gồm có một mơ tơ điện, bánh răng cùng một khớp nối. Máy đề có
nhiệm vụ tạo ra một mômen lớn cần thiết để làm khởi động động cơ và đưa động cơ
vào làm việc.
Bánh răng của máy đề, khi khởi động sẽ ăn khớp với bánh răng lớn của trục
khuỷu động cơ. Tỷ lệ truyền giữa hai bánh răng này phải đảm bảo phù hợp được
mômen truyền cần thiết cho động cơ và tính chất kinh tế, hiệu quả và kích thước
của máy đề. Thời gian cấp điện cho mô tơ điện là 10 giây, trong khoảng thời gian
đó nó thực hiện chức năng khởi động.
1.3.2.5. Hệ thống nạp thải .
- Hệ thống nạp: Động cơ có hai tăng áp và một két làm mát khí nạp.Ở nắp
đầu ra của két làm mát có lắp khố ngắt khí nạp. Khi động cơ bị siêu tốc thì khí nạp
bị đóng lại và động cơ bị tắt máy. Ống dẫn khí nạp đồng thời là ống tập hợp khí nạp
và ống làm mát

Hình 1-11.. Hệ thống nạp khí.
1:Tăng áp,2:Két làm mát khí nạp
3:Khố ngắt khí nạp,4:Ống tập hợp khí nạp
-Hệ thống khí thải: Khí xả của động cơ được dẫn qua ống xả có lớp vỏ làm
mát được bố trí bên ngồi động cơ, để tới tăng áp khí xả từ tăng áp sẽ qua ống tập
hợp khí xả lên ống khí ra ngồi

16


Hình 1- 12.Hệ thống khí thải.
1:Tăng áp, 2:vỏ làm mát, 3:vỏ ống xả

17