khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ 490zl

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHẢO SÁT HỆ THỐNG TĂNG ÁP
TRÊN ĐỘNG CƠ 490ZL
Đề tài:
SVTH : Nguyễn Đức Hùng
Lớp : 04C4B
GVHD : TS.Dương Việt Dũng
GVD : KS.Nguyễn Quang Trung
Đà nẵng, 2009
MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA ĐỀ TÀI

Sự phát triển của ngành động cơ đốt trong

Vấn đề về ô nhiễm môi trường và cạn kiệt nguồn nhiên liệu

Mục đích của hệ thống tăng áp
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
NỘI DUNG CỦA ĐỒ ÁN
1. Giới thiệu về động cơ 490ZL.
2. Tổng quan về hệ thống tăng áp.
3. Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ 490ZL
4. Tính toán kiểm nghiệm bộ tuabin tăng áp.
5. Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục

1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ 490ZL
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
Bảng thông số kỹ thuật của động cơ 490ZL
STT Thông số Ký hiệu
Đơn vị Giá trị
1 Công suất có ích định mức Ne
kW 60
2 Tỉ số nén
ε
17
3 Số vòng quay định mức n
vòng/phút 3200
4 Đường kính xi lanh D
mm 89,5
5 Hành trình pistông S
mm 89,5
6 Số xi lanh i
4
7 Momen cực đại của động cơ Memax
N.m 205
8 Góc mở sớm xupap nạp
ϕ
1
độ 12
10 Góc đóng muộn xupap nạp

ϕ
2
độ 38
11 Góc mở sớm xupap thải
ϕ
3
độ 50
12
Góc đóng muộn xupap thải
ϕ
4
độ 14
13
Dài x Rộng x Cao L x W x H mm 692 x 566 x 672
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
7
6
4

3
1
5
2
8
672
89.5
692
MẶT CẮT DỌC CỦA ĐỘNG CƠ 490ZL
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TĂNG ÁP
CÓ MÁY NÉN
TĂNG ÁP
KHÔNG CÓ MÁY NÉN
DẪN
ĐỘNG
CƠ
GIỚI
DẪN
ĐỘNG
TUABIN
KHÍ
DẪN
ĐỘNG
HỖN
HỢP
CÓ
LIÊN

HỆ
CƠ
KHÍ
CHỈ
LIÊN
HỆ
KHÍ
THỂ
CÓ
LIÊN
HỆ
THUỶ
LỰC
MẮC
SONG
SONG
MẮC
NỐI
TIẾP
DAO
ĐỘNG
VÀ
CỘNG
HƯỞNG
SÓNG
ÁP
SUẤT
TỐC
ĐỘ
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
SƠ ĐỒ TĂNG ÁP CÓ MÁY NÉN
1
P
K
P
T'
1
6
5
P
0
4
P
T'
7
P
T
P
K
P
T
1
25
P
T'
P
0
9

P
K
7
8
P
T
5
P
0,
T
0
6
Liên hệ cơ khí Liên hệ khí thể Liên hệ thủy lực
Sơ đồ nguyên lý tăng áp bằng tuabin khí
6
P
0,
T
0
7
P
K
1
P
T'
5
P
T
4
P

K
P
0,
T
0
7
P
T
7
2
1
P
T'
5
4
6
7
2
1
P
K
P
0
2
1
P
0,
T
0
P

K
1
P
T'
5
P
T
4
10
6
2
P
0,
T
0
3
P
K
2
P
0
P
T'
P
T
Không tận dụng năng
lượng khí xả
Có tận dụng năng
lượng khí xả
Ghép nối Ghép nối Ghép

tiếp thuận tiếp nghịch song song
Sơ đồ nguyên lý tăng áp
truyền động bằng cơ khí
Sơ đồ nguyên lý tăng áp hỗn hợp
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
11
12
11
14
12
13
13
Sơ đồ nguyên lý tăng áp dao động và cộng hưởng
C
16
17
1
F
u
V
2
IV
III
I
II
15
19
A

18
G
B
1
E
VI
VII
D
Sơ đồ nguyên lý tăng áp bằng sóng áp suất
SƠ ĐỒ TĂNG ÁP KHÔNG CÓ MÁY NÉN
Sơ đồ tăng áp bằng sóng khí
Đồ thị khai triển quá trình sóng áp suất
trong bộ tăng áp bằng sóng khí đơn giản
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
3. KHẢO SÁT HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN ĐỘNG CƠ 490ZL

Sơ đồ hệ thống tăng áp trên động cơ 490ZL

Sơ đồ nguyên lý làm việc của tuabin tăng áp.

Kết cấu của bộ tuabin tăng áp

Kết cấu các chi tiết trong tuabin tăng áp.

Hệ thống làm mát và bôi trơn trong tuabin tăng áp
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN ĐỘNG CƠ 490ZL
6
1
7
3
5
4
2
Không khí
Ống thải
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
3
4
1
2
Không khí
vào máy nén
Khí nén
Vào xy lanh
Khí thải
vào tuabin
Khí thải
ra ngoài
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TUABIN TĂNG ÁP
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
1

2
3
4
5
6
7 8 9 10 12
13
15
17
19
18 16
11
  
  
 
  
 
 
     
KẾT CẤU BỘ TĂNG ÁP TUABIN KHÍ LẮP TRÊN ĐỘNG CƠ 490ZL
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY NÉN KHÍ
B
D
1
D
1m
D

0
a
D
4
D
3
D
2
3
3
4
1
2
a
1
2
4
2
3
b3
b2
b1
5(c) 5(c)
4
T
k
T
2
P
k

T
3
C
3
P
3
C
2
P
2
T
1
C
1
P
0
C
a
T
0
P
1
C
k
vaìo
baïnh caïnh
vaìo
maïy neïn
vaìo äúng
giaím täúc

vaìo voí
xoàõn äúc
ra khoíi
maïy neïn
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
KẾT CẤU CỦA MÁY NÉN KHÍ
A
A
A
A
60
R=3
67
58
78
65
Ø31
Ø19
Ø6
R=5
R=2
41
35
63
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TUABIN HƯỚNG KÍNH
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

D
2m
D
0
2
n
n
D
2
5
b
1
2
1
D
02
D
1
D
01
1
b
n
0
r
4
0
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

Ø78
A
A
A A
52
66
7255
62
R=2
Ø48
Ø39
29
Ø45
BUỒNG XOẮN CỦA TUABIN HƯỚNG KÍNH
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT TRONG TUABIN TĂNG ÁP
A
A
A A
 
 
  
R=1
 
R=1 R=2
  
  
 

  
9
37 45
12
8
4
R=4
  
  
8
18
R= 4
23
10
R= 5
A
A
A A
Cánh tuabin
Cánh máy nén
Trục tuabin
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
BÔI TRƠN VÀ LÀM MÁT TRONG TUABIN TĂNG ÁP
5
1 2 3
C
5
A

4
B
E
D
Khoang nước
làm mát
Từ vỏ van
Hằng nhiệt đến
Đến bơm
nước
Đến cacte
dầu
Khoang
dầu
Từ giá đỡ
lọc dầu đến
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
Thông số
Ký hiệu
Đơn vị
Khoảng thường
gặp
Giá trị chọn
Suất tiêu hao nhiên liệu có ích
g
e
g/kWh 200÷285 225
Áp suất tăng áp

P
K
MN/m
2
0,17
Áp suất môi trường xung quanh
P
0
MN/m
2
0,1
Nhiệt độ môi trường xung quanh
T
0
298
Hệ số dư lượng không khí
α
1,5÷1,8 1,7
Áp suất khí sót
Pr
MN/m
2
>P
th
0,14
Nhiệt độ khí sót
T
r
0
K (700÷900)

0
K 750
Áp suất cuối qúa trình nạp
Pa
MN/m
2
(0,9÷0,96)P
k
0,91.P
k
Hệ số quét khí
φ
k

≥1 1,05
Bảng các thông số chọn
4. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM BỘ TUABIN TĂNG ÁP
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN MÁY NÉN
Đường kính trong của miệng vào bánh công tác: D
0
19,11(mm)
Đường kính ngoài của miệng vào bánh công tác: D
1
63,7 (mm)
Đường kính trung bình của miệng vào bánh công tác: D
1m
47 (mm)

Đường kính ngoài của miệng ra bánh công tác: D
2
98 (mm)
Đường kính trong vành tăng áp: D
3
142,4 (mm)
Chiều rộng miệng ra của bánh công tác: b
2
8,75 (mm)
Chiều rộng miệng vào của vành tăng áp: b
3
3,79 (mm)
Mức độ tăng áp suất trong máy nén :π
k
17,511
Hiệu suất của máy nén:η
k
0,7656
Công suất dẫn động máy nén: N
K
0,1385 (Kw)
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
Lưu lượng khí qua tuabin: GT 0,1 (kg/s)
Vận tốc khí ở lối ra của ống nối: C1 312,2 (m/s)
Nhiệt độ ở lối ra của ống nối:T1 601,9 (oK)
Áp suất ở lối ra từ ống nối: P1 0,14725 (MN/m2)
Vận tốc tuyệt đối của khí ở lối ra của bánh công tác: C2 46,8 (m/s)
Nhiệt độ của khí ở lối ra của bánh công tác: T2 580,8 (oK)

Áp suất ở lối ra của bánh công tác: P2 0,102 (MN/m2)
Hiệu suất đoạn nhiệt của tuabin: ηT 0,7077
Công suất có ích của tuabin: NT 0,1332 (Kw)
BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN TUABIN

Xác định các hư hỏng và biện pháp khắc phục

Phân tích các hư hỏng và biện pháp khắc phục

Kiểm tra hệ thống tăng áp của động cơ

Các chú ý khi sử dụng hệ thống tăng áp

Tháo và lắp cụm tuabin máy nén
5. MỘT SỐ HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
KẾT LUẬN

Qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu để thực hiện đồ án ,
em thấy hệ thống tăng áp trên động cơ 490ZL phù hợp
với những tính năng ngày nay

Thông qua đề tài đã giúp em nâng cao được kiến thức
chuyên ngành động cơ .

Tìm hiểu sâu sắc hơn về các hệ thống tăng áp của động
cơ đốt trong. Đặc biệt là hệ thống tăng áp trên động cơ
490ZL

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN
QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN
ĐÃ QUAN TÂM THEO DÕI !