Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ hình sao m520 – TM5

Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ hình sao M520 – TM5

LỜI NÓI ĐẦU
Động cơ đốt trong ngày nay đang phát triển rất mạnh cả về số lượng và chất
lượng, nó đóng một vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực kinh tế, xã hội, khoa học
công nghệ...Mặc dù hiện nay khoa học công nghệ đã đạt được những thành tựu
đáng kể về động cơ đốt trong nhưng tất cả đều dựa trên nguyên lý cơ bản của động
cơ cổ điển, nó là nền tảng cơ sở để chúng ta tiếp tục nghiên cứu, sáng tạo, phát triển
và hoàn thiện hơn nữa động cơ đốt trong.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP đóng một vai trò rất quan trọng đối với mỗi sinh viên
khoa cơ khí giao thông ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG.ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP giúp
cho sinh viên tổng hợp các kiến thức đã học và tập trung nguyên cứu sâu hơn về đề
tài của mình.Đề tài tốt nghiệp được thầy giao cho em là KHẢO SÁT CƠ CẤU
PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ HÌNH SAO M520 – TM5. Đây là một đề tài quen
thuộc đối với sinh viên nhưng mục đích của đề tài rất thiết thực, nó không những
giúp cho sinh viên có điều kiện để ôn lại các kiến thức đã học ở trường mà còn có
thể biết thêm nhiều kiến thức mới lạ mà chỉ khi tiếp xúc với thực tế mới biết được.
Do đó việc khảo sát động cơ này thật sự đã đem đến cho em nhiều điều thú vị và bổ
ích.
Mặc dù em đã rất cố gắng để hoàn thành đề tài được giao một cách tốt nhất
nhưng do động cơ hình sao M520 – TM5 là động cơ của tàu quân sự nên khó được
tiếp xúc trực tiệp để khảo sát được, chỉ dược trên tài liệu kỹ thuật do đó khó tránh
khỏi những thiết sót. Em mong các thầy cô góp ý và chỉ bảo thêm để kiến thức của
em ngày càng được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo hướng dẫn
“NGUYỄN QUANG TRUNG”cùng các thầy cô trong khoa cơ khí giao thông và
các bạn đã nhiệt tình giúp đỡ để em có thể hoàn thành đồ án này.
Đà nẵng, ngày….tháng….năm 2011
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Quý

1


Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ hình sao M520 – TM5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ TRONG ĐỘNG
CƠ ĐỐT TRONG
1.1. Giới thiệu sơ lược về cơ cấu phân phối khí trong động cơ đốt trong
Hầu hết động cơ đốt trong đều cần có cơ cấu phân phối khí. Nó là một bộ
phận rất quan trọng trong động cơ ôtô.
Nhiệm vụ: cơ cấu phân phối khí có nhiệm vụ đóng mở các cửa hút và cửa xả
đúng lúc để hút đầy không khí (động cơ diezel) hoặc hỗn hợp xăng. không khí
(động cơ xăng) vào xilanh động cơ và xả sạch khí thải ra ngoài.
1.2. Phân loại và yêu cầu
1.2.1. Phân loại
Cơ cấu phân phối khí bao gồm các loại sau:
Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp (đối với động cơ 4 kỳ).Cơ cấu phân phối
khí dùng van trượt.( động cơ 2 kỳ). Cơ cấu phân phối khí phối hợp(hỗn hợp). Động
cơ 2 kỳ dùng cửa quét và xupáp thải.
1.2.2. Yêu cầu
- Đóng mở xupáp đúng thời gian qui định.
- Độ mở lớn để dòng khí dễ lưu thông
- Đóng kín và không được hở ( tì chặt lên đế xupáp). Tránh gây lọt khí sẽ
làm giảm áp suất trong hành trình nén làm giảm công suất của động cơ.
- Ít mòn và ít ồn ào ( do va đập).
- Dễ điều chỉnh, sửa chữa, giá thành hạ.
- Đóng mở các cửa nạp và cửa thải theo đúng qui luật pha phối khí động cơ.

2

Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ hình sao M520 – TM5

1.3. Đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của các dạng cơ cấu phân phối khí
trong động cơ đốt trong
1.3.1. Cơ cấu phân phối khí dùng trên động cơ 4 kỳ:
1.3.1.1. Cơ cấu phân phối khí xupáp đặt:

Hình 1.1. Kết cấu cơ cấu phân phối khí xupáp đặt
1-xuppáp; 2-ống dẫn hướng; 3-lò xo; 4-đĩa lò xo; 5-ốc điều chỉnh; 6-đai ốc điều
chỉnh; 7-con đội; 8-cam; 9-bánh răng trục cam; 10-bánh răng trục cơ
- Nguyên lý làm việc :
Khi động cơ làm việc thông qua dẫn động từ bánh răng trục khuỷu 10 làm
cho trục cam 8 quay, khi trục cam quay vấu cam sẽ tác động lên con đội 7 làm cho
con đội chuyển động đi lên và tác dụng vào đuôi xupáp 1 làm cho xupáp chuyển
động đi lên lúc này lò xo 3 bị nén lại. Khi xupáp chuyển động đi lên sẽ mở thông
cửa nạp với bên trong xi lanh (nếu ở xupáp hút) ở bên trong xi lanh với cửa xả(nếu
ở xupáp xả). Khi vấu cam 8 không tác động vào con đội nữa lúc này lò xo 3 dãn ra
và làm cho xupáp đóng lại, kết thúc quá trình hút hoặc quá trình thải của động cơ.
- Ưu điểm:
Chiều cao động cơ giảm, kết cấu nắp xi lanh đơn giản, dẫn động xupáp
dễ dàng thuận tiện. Số chi tiết của cơ cấu ít nên lực quán tính của cơ cấu nhỏ, bề
mặt cam và con đội ít bi mòn.
3


Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ hình sao M520 – TM5

-

Nhược điểm:
Buồng cháy không gọn (Vc tăng) làm cho tỉ số nén giảm dẫn đến động cơ có

tỉ số nén thấp.Diện tích làm mát lớn dẫn tới tổn thất nhiệt nhiều, dẫn đến ηt giảm.
Tăng tổn thất khí động, do có nhiều hạnchế nên người ta chỉ sử dung phương
ánnày cho các loại động cơ xăng có tỉ số nén thấp (<7,5) và số vòng quay không cao
lắm.
1.3.1.2. Cơ cấu phân phối khí xupáp treo
4

5

6

3
2
1

8
7
9
10

Hình 1.2. Kết cấu Cơ cấu phân phối khí xupáp treo
1-ống dẫn hướng; 2-lò xo xupáp; 3-đĩa lò xo; 4-móng hãm; 5-xupáp; 6-đòn
bẩy; 7- đũa đẩy; 8-đế xupáp;9-con đội; 10- cam
- Nguyên lý làm việc :
Khi động cơ làm việc nhờ sự dẫn động từ trục cơ làm cho trục cam quay.Khi
bề mặt làm việc của vấu cam 10 tác động vào con đội 9 làm cho con đội chuyển

động đi lên, dẫn đến đũa đẩy cũng chuyển động đi lên, khi đũa đẩy chuyển động đi
lên thì sẽ tác động vào đuôi đòn bẩy 6 làm cho đuôi đòn bẩy 6 chuyển động đi lên
và xoay xung quanh trục của nó dẫn đến đầu đòn bẩy 6 chuyển động đi xuống tác
động vào đuôi xupáp 5 làm cho xupáp chuyển động đi xuống lúc này lò xo 2 bị nén
lại. Khi xupáp chuyển động đi xuống sẽ mở thông cửa nạp với bên trong xi lanh
(nếu ở xupáp hút) ở bên trong xi lanh với cửa xả (nếu ở xupáp xả). Khi vấu cam 11
không tác động vào con đội nữa lúc này lò xo 2 dãn ra và làm cho xupáp 5 đóng lại,
4


Khảo sát cơ cấu phân phối khí động cơ hình sao M520 – TM5

kết thúc quá trình hút hoặc quá trình thải của động cơ. Quá trình này diễn ra liên tục
trong suốt quá trình làm việc của động cơ.
- Ưu điểm:
• Buồng cháy nhỏ gọn, diện tích truyền nhiệt nhỏ, giảm được tổn thất nhiệt
• Dễ tăng tỷ số nén, đường nạp đường thải thông thoáng, tăng hệ số nạp, giảm
hệ số khí sót. đảm bảo góc phối khí chính xác hơn. Đối với động cơ xăng có
thể tăng tỉ số nén mà không kích nổ
- Nhược điểm:
• Dẫn động xupáp phức tạp
• Tăng chiều cao động cơ
• Kết cấu nắp xi lanh phức tạp, khó chế tao
• Độ tin cậy thấp hơn phương án bố trí xupáp đặt
1.3.1.3. Cơ cấu phân phối khí xupáp treo dẫn động xupáp trực tiếp nhờ trục cam

6
5
4

7

3
2

8

1

Hình 1.3. Kết cấu xupáp treo dẫn động trực tiếp
1-xupáp; 2-ống dẫn hướng; 3-lò xo xupáp;4-đĩa lò xo;5-con đội; 6-cam; 7móng hãm; 8-đế xupáp

5


-

Nguyên lý làm việc:
Khi động cơ làm việc thông qua cơ cấu truyền động đến trục cam 6 làm cho
trục cam 6 quay. Khi bề mặt làm việc của cam 6 tác động vào con đội 5 làm cho nó
chuyển động đi xuống, tác động vào đuôi xupáp 1 làm cho xupáp 1 chuyển động đi
xuống dẫn đến mở thông cửa nạp với bên trong xi lanh nếu như ở xupáp nạp và bên
trong xi lanh với bên ngoài cửa xả nếu như ở xupáp xả, lúc này lò xo 3 bị nén
lại.Khi bề mặt làm việc của cam 6 không tác động vào con đội 5 lúc này nhờ lực
đẩy lò xo 3 làm cho xupáp 1 chuyển động đi lên và đóng kín không cho thông giữa
bên trong xi lanh với bên ngoài cửa nạp hoặc cửa xả.
- Ưu điểm:
• Kết cấu gọn
• Làm việc ít tiếng ồn, có độ chính xác cao.
-

Nhược điểm:

• Cơ cấu dẫn động trục cam phức tạp
• Yêu cầu độ chính xác chế tạo và lắp ghép cao.
1.3.2. Cơ cấu phối khí dùng trên động cơ 2 kỳ
1.3.2.1. Cơ cấu phối khí động cơ hai kỳ dùng các te tạo khí quét
8
7
6
5
4
3
2
1

9

10
11
12

Hình 1.4. Cơ cấu phối khí động cơ 2 kỳ quét vòng dùng các te tạo khí quét
1-không gian các te; 2-thanh truyên; 3- thân máy; 4-píttông; 5-đường dẫn
khí quét; 6-Cửa quét; 7-Xi lanh; 8- nắp xi lanh; 9-cửa xả; 10-Bộ chế hòa khí; 11cửa hút; 12-trục khuỷu


-

Nguyên lý làm việc:

Khi động cơ làm việc píttông có nhiệm vụ đóng mở cửa nạp và cửa thải.
Khi píttông 4 đi từ điểm chết dưới lên điểm chết trên lúc này làm tăng không gian
bên dưới píttông 4 khiến cho áp suất ở trong các te thấp hơn áp suất khí trời (có
độ chân không) khi píttông 4 chạy qua cửa hút 11 lúc này không khí ngoài môi
trường (ở động cơ điêzel) được hút vào trong các te 1 hoặc qua bộ chế hòa khí
(ở động cơ xăng) đi vào không gian các te 1. Khi píttông 4 chạy từ điểm chết trên
xuống điểm chết dưới lúc này píttông 4 nén môi chất mới trong các te 1 trước khi
mở cửa quét, sau khi cửa quét mở thì môi chất mới được đẩy vào xi lanh thực hiện
quá trình quét và nạp đầy xi lanh.
- Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, gọn làm việc êm, không phải điều chỉnh trong
quá trình sử dụng, chiều cao động cơ thấp
- Nhược điểm: Tổn thất nhiều môi chất mới đi ra theo đường thải
1.3.2.2. Cơ cấu phối khí động cơ hai kỳ quét vòng đặt ngang phức tạp

2
3
1
Hình 1.5. Cơ cấu phối khí động cơ hai kỳ quét vòng đặt ngang phức tạp
1-cửa quét; 2-cửa xả; 3-píttông
- Nguyên lý làm việc:
Khi píttông 3 mở cửa quét 1 lúc này khí quét đi vào và men theo xi lanh đi
lên trên đến khi chạm vào nắp xi lanh lúc này dòng khí quay đổi chiều và đi xuống
đẩy sản vật cháy ra khỏi xi lanh động cơ.
- Ưu điểm: Nạp thêm được nhiều môi chất mới vào xi lanh
- Nhược điểm:
Chiều cao các cửa thải và cửa quét tương đối lớn nên làm tăng phần tổn thất
hành trình píttông. Hệ thông tương đối phức tạp do có nhiều van tự động.


1.3.2.3. Cơ cấu phối khí động cơ hai kỳ quét vòng đặt một bên

1

2
3

Hình 1.6. Cơ cấu phối khí động cơ hai kỳ quét vòng đặt một bên
1-cửa quét; 2-cửa xả; 3-pít tông
- Nguyên lý làm việc:
Khi píttông mở cửa xả 2 lúc này do chênh lệch áp suất bên trong xi lanh và
bên ngoài cửa xả 2 nên sản vật cháy được thải ra ngoài qua cửa xả 2 một phần nhỏ.
Đến khi píttông 3 mở cửa quét 1 lúc này khí quét đi vào và lướt qua đỉnh píttông và
đi lên trên gặp nắp xi lanh rồi đảo chiều đi xuông và đẩy sản vật cháy đi ra ngoài
qua cửa xả 2.
- Ưu điểm: Tạo ra sự hòa trộn nhiên liệu và không khí tốt
- Nhược điểm: Hệ số khí sót tương đối lớn, tổn thất nhiều môi chất
1.3.2.4. Cơ cấu phối khí động cơ hai kỳ quét thẳng qua xupáp xả

Hình 1.7. Kết cấu cơ cấu phối khí quét thẳng qua xupáp thải
1- ống hút; 2- bơm khí quét; 3- ống thải; 4- xupáp xả;5- lò xo xupáp; 6-đĩa lò
xo; 7- đòn bẩy; 8-đũa đẩy; 9-con đội; 10-trục cam; 11- cửa quét; 12 -không gian
chứa khí quét; 13- píttông


-

Nguyên lý làm việc:
Kỳ giãn nở tương ứng với píttông chuyển động từ ĐCT xuống ĐCD, khi
píttông sắp mở cửa quét 11 thì xupáp xả 4 được mở trước, sản vật cháy bắt đầu từ xi
lanh thoát ra ống thải 3. Lúc này áp xuất trong xi lanh tụt nhanh. Píttông mở cửa

quét muộn hơn khi áp suất môi chất trong xi lanh xấp xỉ bằng áp suất khí quét trong
không gian 12 không khí quét qua cửa quét đi vào xi lanh, tiếp tục đẩy sản vật cháy
còn lại qua xupáp xả 4 ra đường ống thải và thay thế khí xả nạp đầy xi lanh.
Kỳ nén píttông chuyển động từ ĐCD lên ĐCT đầu kỳ này tiếp tục quá trình
quét và nạp đầy môi chất mới vào xi lanh.Thời điểm đóng kín cửa quét có thể đóng
đồng thời hoặc muộn hơn so với xupáp xả, từ lúc kết thúc quá trình thải và đóng kín
cửa quét sẽ bắt đầu quá trình nén.Trước khi píttông tới điểm chết trên khoảng 10 0
đến 300 góc quay trục khuỷu nhiên liệu được phun vào xi lanh động cơ và sinh
công. Quá trình này diễn ra liên tục khi động cơ làm việc.
- Ưu điểm: Khí thải được đẩy ra ngoài tương đối sạch, ít bị tổn thất khí quét,
hệ số khí sót nhỏ, áp suất dòng khí nạp lớn
- Nhược điểm: Kết cấu phúc tạp, làm việc có nhiều tiếng ồn
1.3.2.5. Cơ cấu phối khí quét thẳng qua cửa xả dùng pittông đối đỉnh

4

3

2

1
Hình 1.8 Kết cấu cơ cấu phối khí dùng píttông đối đỉnh
1-pít tông cửa quét;2-cửa quét;3- cửa xả; 4- pít tông
- Nguyên lý làm việc:
Kỳ giãn nở lúc này cả hai píttông 1 và 4 chuyển động từ trong ra.Píttông 4 sẽ
mở cửa xả 3 trước khi píttông 1 mở cửa quét. Khi pittông 4 mở cửa xả 3 lúc này sản
vật cháy trong xi lanh bắt đầu được thải ra ngoài. Khi píttông 1 mở cửa quét 2 thì
lúc này khí quét sẽ đi vào xi lanh và tiếp tục đẩy sản vật cháy ra khỏi xi lanh và thay
thế khí xả nạp đầy xi lanh.

Kỳ nén: Píttông 1 và 4 bắt đầu chuyển động vào trong giữa xi lanh. Đầu kỳ
này tiếp tục quá trình quét và nạp đầy môi chất mới vào xi lanh. Thời điểm đóng
kín cửa quét 2 có thể đóng đồng thời hoặc muộn hơn so với cửa xả 4.
Từ lúc kết thúc quá trìnhthải và đóng kíncửa xảcửa quét 2 sẽ bắt đầu quá
trình nén. Trước khi píttông tới điểm chết trên khoảng 10 0đến 300 góc quay trục
khuỷu nhiên liệu được phun vào xi lanh động cơ và sinh công.Quá trình này diễn ra
liên tục khi động cơ làm việc.
- Ưu điểm:
• Đạt chất lượng cao về thay đổi môi chất
• Làm việc êm
• Không phải điều chỉnh bảo dưỡng trong quá trình sử dụng
• Trên động cơ không có các chi tiết phức tạp như nắp xilanh, phần động lực
học được cân bằng tốt
- Nhược điểm:
• Kết cấu trục khuỷu phức tạp
• Hệ thống truyền lực giữa hai trục khuỷu phức tạp
• Píttông cửa thải hay bị hư hỏng do phải hoạt động trong điều kiện nhiệt độ
cao khó bôi trơn
1.3.3. Phương án dẫn động trục cam:
Bộ truyền bánh răng. Bánh răng trụ, bánh răng nghiêng( ăn khớp trực
tiếp).bánh răng trung gian (một hoặc nhiều ), bánh răng nón..
Ưu điểm: Làm việc lâu. Khoảng cách trục nhỏ, chịu lực lớn, giá thành rẻ .
Nhược điểm: ồn ào , nặng , phức tạp, bôi trơn khó khăn.

(a)

(b)

(c)

(d)

Hình 1.3: Các phương án dẫn động trục cam


a. Dẫn động trục cam bằng cặp bánh rang côn, b.Dẫn động trục cam dùng bánh răng
trung gian, c. Dẫn động trục camdung bánh rang trụ, d. Dẫn động trục cam dung xích.
CHƯƠNG 2.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ M520 – TM5

Hình 2.1. Mặt cắt ngang động cơ M520 – TM5
Động cơ M520 - TM5 là loại động cơ diezen thuộc họ động cơ hình sao.
Động cơ này được lắp trên tàu chiến của hải quân.
Động cơ M520 - TM5 là loại động cơ diezen cao tốc, nhiều xilanh, 4 thì,
hình sao, làm mát bằng nước và có tuabin hơi tăng áp.
Động cơ M520 - TM5 này có hai loại: Quay phải và quay trái, phụ thuộc vào
chiều quay của trục tách công suất. Điều khác nhau chính giữa loại động cơ quay
trái so với quay phải là động cơ quay trái có thêm một bánh răng ở hộp số để tạo
nên chiều quay ngược lại ở trục tách công suất.
Hướng quay của động cơ được xác định từ hướng trục tách công suất. Nếu
trục tách công suất quay theo chiều kim đồng hồ thì động cơ quay phải, nếu ngược


chiều kim đồng hồ thì động cơ quay trái. Trục khuỷu của cả hai loại động cơ điều
quay ngược chiều kim đồng hồ.
Động cơ quay trái khác với động cơ quay phải ở việc bố trí bơm nuớc biển,
bình khí điều khiển khớp đảo chiều và bộ ngưng tụ hơi nhớt. Bơm nước biển nếu
nhìn từ phía khớp đảo chiều sẽ nằm bên phải của động cơ quay trái, cùng ở bên
phải có các bình khí nén điều khiển đảo chiều, hệ thống lọc hơi nhớt nằm ở phía
ngược lại.Sự phân bố các cụm đó ở động cơ quay phải đối xứng với động cơ quay

trái.
Động cơ M520 - TM5 có 56 xilanh ở 7 blốc phân bố hình sao, mỗi blốc có 8
xilanh. Góc lệch giữa các blốc là: 51025’43” ,có một blốc nằm thẳng đứng. Blốc
xilanh được đúc liền từ hợp kim nhôm, gồm có áo xilanh đúc liền với đầu xilanh,
xilanh thép ép vào blốc và có vành cao su làm kín với phần dưới blốc
Blốc xilanh gắn với cat-te nhờ các bu lông lực vặn vào các ngăn của cát-te.
Cat-te gồm có 9 ngăn bằng thép nối với nhau bằng bu lông .
Trục khuỷu có 8 cổ biên, các cổ biên nối với nhau bằng các má, đồng thời là
các ổ đỡ trục khuỷu. Trục khuỷu đặt trong cát-te trên chín lỗ bi, một trong chín ỗ đở
sẽ chặn trục theo hướng tâm trục.
Cơ cấu biên của mỗi hình sao 7 xilanh bao gồm một thanh truyền chính và
sáu thanh truyền phụ lắp trên tay biên chính.
Piston được dập bằng nhôm, piston lắp trên thanh truyền chính khác so
pisston lắp trên các thanh truyền phụ.Trên piston có các rãnh để lắp các xéc măng
có hai rãnh xéc măng khí và hai rãnh xéc măng dầu.
Xéc măng khí có mặt cắt hình thang còn xéc măng dầu có mặt cắt hình nón.
Trục cam được dẫn động từ trục khuỷu qua bộ truyền bánh răng và lò xo.
Khí xả từ mỗi blốc được gom lại vào ống gom khí xả được làm mát bằng nước và
sau đó theo ống dẫn đến tuốc bin khí.
Tuabin máy nén nằm ở phần trước của động cơ và đồng tâm với động cơ,
dùng để tăng công suất của động cơ bằng cách nén vào các xilanh không khí có độ
đặc hơn (đã được nén rồi) và để sử dụng năng lượng của khí xả. Tuabin máy nén
bao gồm máy nén khí li tâm một cấp và tuabin khí đồng trục một cấp.Cùng gắn trên
một trục. Roto tuabin máy nén nối với trục khuỷu qua hộp số bánh răng hai cấp và
khớp thủy lực. Trục khuỷu và Roto tuabin nén khí có cùng một chiều quay.
Hệ thống nhiên liệu của động cơ M520 - TM5 bao gồm : bộ lọc lưới thô
được lắp riêng, bơm nhiên liệu, bộ lọc tinh lưới kép, bơm cao áp và kim phun .


Bơm nhiên liệu cao áp là các bơm phân đọan 1 piston riêng rẽ. Bơm được

lắp trong cat-te blốc bơm chung cho 8 xilanh của mỗi blốc. Kim phun dang kín lắp
trong blốc nghiêng một góc với đường tâm xilanh.
Điều khiển bơm nhiên liệu được thực hiện bởi bộ điều tốc qua các tay gạt và
cơ cấu trung tâm được bố trí trong bộ chuyển tiếp. Bộ điều tốc mọi chế độ của
diezel được lắp trên thân bộ dẫn động.
Trong đông cơ M520 - TM5 có khớp đảo chiều, bộ phận này có tác dụng :
- Truyền chuyển động quay từ trục khuỷu của động cơ qua bộ điều chỉnh tới
trục chân vịt mà không thay đổi chiều quay ở hành trình tiến;
- Ngắt trục chân vịt khỏi động cơ ở hành trình không tải;
- Truyền chuyển động quay của trục khuỷu động cơ qua hộp số tới trục chân
vịt đồng thời thay đổi chiều quay ngược lại ở hành trình lùi.
2.1. Các thông số chính của động cơ M520-TM5
Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật động cơ M520 – TM5
Các thông số
Ký hiệu
Ký hiệu động cơ của nhà máy sản
xuất
Kiểu động cơ

-

Số lượng các xylanh
Bố trí các xylanh

i
-

Đường kính xylanh (mm)
Hành trình piston (mm)
Công suất tối đa (Cv)/ Tốc độ định

mức (vòng/ phút)
Tỷ số nén
Thể tich công tác của các xilanh (lit)
Suất tiêu hao nhiên liệu (g/kwh)
Suất tiêu hao dầu nhơn (g/kwh)
Trọng lương động cơ quay phải
(động cơ quay trái)(kg)
Bộ tăng áp
Hệ thống bôi trơn kiểu
Áp suất dầu bôi trơn khi tốc
độ trục khuỷu ở chế độ quay vòng ổn
định nhỏ nhất. (N/m2 )

D
S
Nemax/
n
ε
Vh
Ge
-

Giá trị
M520 - TM5
Bốn kỳ có tăng áp bằng tupbin máy
nén, được làm mát bằng nước.
56
Theo kiểu hình sao 7 nhánh
160
170

4800/2000
13
196,1
238
8,15
7200, (7250)
Kiểu tupbin máy nén được dẫn động
trược tiếp từ trục khuỷu qua các khớp
nối thủy lực và các bánh răng.
Các te khô
Lớn hơn 4.105


Áp suất dầu bôi trơn ở hệ
thống bôi trơn khi tốc độ trục khuỷu
lơn hơn 1200 v/ph. ( N/m2 )
Thời hạn thay dầu ở toàn bộ hệ
thống bôi trơn(giờ)
Nhiệt độ của dầu trên đường
vào động cơ (0c)
Độ chênh nhiệt độ trên đường
vào và ra.(0c)
Hệ thống làm mát kiểu
Nhiệt độ nước trên đường ra.
c

(0 )
Độ chênh lệch nhiệt độ nước
trên đường vào và đường ra.(0c)
Bộ điều tốc

Hệ thống khởi động động cơ

-

(9 - 12).105

-

100
650 -750

-

Không quá 450
Hai vòng tuần hoàn (một vòng
tuần hoàn của nước ngọt và một vòng
tuần hoàn của nước biển)

-

Nhỏ hơn 900

-

Không quá 150

-

Kiểu đa chế độ
Bằng không khí nén với áp

suất khí 100 - 150 kg/ cm2

2.2. Đặc điểm kết cấu các cụm chi tiết hệ thống chính trong động cơ M520 –
TM5
2.2.1. Nhóm piston
Do việc bố trí hình sao của động cơ nên lực ngang của piston thanh truyền
chính lớn hơn nhiều so với piston và thanh truyền phụ. Vì điều này nên có hai loại
piston trên một động cơ. Nhóm piston có các chi tiết sau: piston, secmăng khí,
xecmăng nhớt, chốt, ắc piston có các nút kín.
Nhóm piston được chọn theo trọng lượng sao cho chênh lệch trọng lượng
trong một bộ trên một blôc không quá 10g, trên toàn máy không quá 20g.
Piston:
Piston 1 được dập liền từ hợp kim nhôm, đầu piston là một phần của buồng
đốt nên có dạng đặc biệt, để tạo được hỗn hợp và sự cháy nhiên liệu được hiệu quả
nhất. Để bảo đảm được khe hơ cần thiết giữa piston và xi lanh trong thời gian hoạt
động của động cơ, thân piston có hình trụ, còn đầu piston có hình côn vì tính đến
vùng nhiệt độ cao của piston.Piston của thanh truyền phụ khác với piston của thanh
truyền chính vì có dạng ôvan của mặt hông và một sợi xéc măng chặn dầu ở phân
đuôi piston.
Đỉnh piston:


Trên đỉnh piston ở vành biên có bốn chỗ lõm để ngăn sự va chạm với xuppap
khi pistôn ở điểm chết trên. Bề mặt ngoài của piston có kích thước khác nhau trên
thân để nhằm mục đích bù trừ sự giãn nở nhiệt của piston trong quá trình làm việc.
Bên trong piston ở vùng giữa có hai bệ chốt piston.Trên bệ chốt có khoan lỗ
để dẫn dầu vung té tới bôi trơn chốt piston.
Ở phân đầu piston có xẻ bốn rãnh để lắp xéc măng, ở rãnh dưới cùng và
vùng xung quanh nó có khoan các lỗ thoát dầu.

5
4
3

78

6

2

52

1

Hình: 2.2. Piston lắp trên thanh truyền phụ
1- piston; 2- nút; 3- chốt piston; 4,5- xéc măng dầu; 6- xéc măng khi.


Bảng 2.2.Thông số kỹ thuật piston phụ
Tên
Đường kính đỉnh
Chiều dài thân piston
Đường kính lỗ chốt piston

Kích thước [mm]
160
131
48
Ø160

1

Hình: 2.3. Piston lắp trên thanh truyền chính
1- xéc măng chặn dầu.
Piston lắp trên thanh truyền chính có thông số kĩ thuật hoàn toàn giống như
piston lắp trên thanh truyền phụ, chỉ khác ở chỗ trên piston lắp trên thanh truyền
chính có thêm rãnh xécmăng chặn dầu 1
Xéc măng:
Trên piston có lắp 4 xéc măng, hai cái trên là xéc măng khí, hai cái dưới là
xéc măng gạt nhớt.
Xéc măng khí được chế tạo từ thép kết cấu, xéc măng khí có tiết diện hình
thang và bề mặt làm việc được mạ crôm xốp. Xéc măng dầu được chế tạo bằng
gang có tiết diện hình nón, đáy hình nón hướng về phía trục khuỷu.
Kết cấu xéc măng khí.
Xéc măng khí được chế tạo tư thép hợp kim và bề mặt làm việc được mạ
crom để tăng khả năng làm việc của xéc măng. Mệng xéc măng khí được cắt
nghiêng góc 300, miệng xéc măng nhớt cắt nghiêng góc 45 0 để giảm bởt sự lọt khí
trong quá trình làm việc.
Khi lắp ráp pistong xéc măng vào trong xi lamh động cơ thì người ta thường
bố trí các miệng xéc măng lệch nhau một góc 120o.
Chốt piston :
Chốt piston 1 được chế tạo rỗng, từ thép hợp kim và quay trơn tự do. Hai đầu
chốt có lắp hai nút bằng hợp kim nhôm để tránh xước thành xi lanh do cọ xát với


chốt. Ở các nút có khoan các lỗ thoát khí bên trong chốt. Các chốt cũng được chọn
theo trọng lượng chốt bằng cách tiện bớt kim loại hai bên đầu chốt.
Bảng 2.3. Thông số kỹ thuật của chốt piston
Tên
Kích thước [mm]

Đường kính chốt
48
Chiều dài chốt
146
Đường kính lỗ lắp nút chốt piston
24
Đường kính lỗ chốt
21,6
2.2.2. Nhóm thanh truyền
Cơ cấu thanh truyền của mỗi dãy ngang các xilanh (mỗi hình sao) gồm một
thanh truyền chính và 6 thanh truyền phụ.Các thanh truyền chính lắp trong blốc
III.Thanh truyền phụ được lắp trên các blốc còn lại.

Hình : 2.5. Thanh truyền.
1,5- bạc; 2,6 hãm; 3- nắp; 4- thanh truyền chính; 7- chốt khóa; 8,17 đệm; 9thanh truyền phụ; 10,11,14- nút- 12,15- chốt; 13- vòng; 16,18- chốt định vị; 19
-bulong;20- đai ốc; 21,22- bạc thanh truyền.


Bảng 2.4. Thông số kỹ thuật thanh truyền chính
Tên
Kích thước [mm]
Đường kính lỗ đầu nhỏ
53
Đường kính lỗ đầu to
111
Khoảng cách tâm lỗ đầu to và lỗ đầu nhỏ
362
Thanh truyền chính:
Thanh truyền chính được dập từ thép hợp kim có mặt cắt hình chữ I, tháo rời
được. Đầu nhỏ của thanh truyền có ép bạc đồng . Đầu to là chỗ lắp bạc thanh truyền

và có sáu tai và các chốt được ép vào tai đó để lắp thanh truyền phụ.
Đầu nhỏ của thanh truyền chính được bôi trơn bằng cách bắn tóe nhớt được
truyền qua bốn lỗ ở phần đầu trên thanh truyền. Mặt trong của bạc 5 được phủ một
lớp mỏng hợp kim thiếc chì để tăng khả năng làm việc. Nắp thanh truyền chính
được ghép với đầu dưới bơi rãnh nối và cố định bằng bốn chốt 18. Để chống dính
cứng giữa nắp và thanh truyền có đặt đệm thép 8 được phủ lớp đồng mỏng.
Để đảm bảo lắp ghép tốt theo bốn mặt phẳng rãnh nối đầu dưới thanh truyền
với nắp và tăng diện tích mối ghép, ở giữa nắp và thanh truyền có lắp thêm hai đệm
thép tráng đồng 17. Mặt ngòai của thanh truyền chính và nắp được xử lý biến cứng
nguội để tăng độ bền.
Kiểm tra độ siết đều của các đai ốc bu lông biên bằng cách đo độ nhô lên của
bu lông.
Bạc lót thanh truyền có hai nửa 21 và 22. Mặt trong của bạc thanh truyền có
tráng hỗn hợp đồng, thiếc, chì. Để tăng khả năng làm việc và tính chất chống ăn
mòn của hỗn hợp đồng, thiếc, chì, trên bề mặt bạc có phủ một lớp dày 20µm hổn
hợp chì. Để phân bổ đều áp suất riêng theo chiều dài bạc, khi thanh truyền chịu uốn,
bề mặt bạc được doa hình hyperbol. Mặt ngoài bạc tráng đồng để chống dính cứng.
Thanh truyền phụ:
Thanh truyền phụ được dập từ thép hợp kim, có mặt cắt hình I. Đầu nhỏ
thanh truyền phụ về kết cấu không có gì khác thanh truyền chính. Đầu to thanh
truyền phụ (hình 3-8) có ép bạc đồng 3. Bạc lót này được định vị bằng hai chốt hãm
đồng 2. Để tăng khả năng làm kín khít khi ép bạc vào thanh truyền mặt ngoài của
bạc 3 được phủ một lớp mỏng hợp kim thiếc chì. Mặt ngoài của thanh truyền phụ
được phun bi để tăng độ bền. Các thanh truyền phụ được liên kết với thanh truyền
chính bằng các chốt thanh truyền phụ.
Bảng 2.5. Thông số kỹ thuật thanh truyền phụ
Tên

Kích thước [mm]

Đường kính lỗ lắp với chốt piston
Đường kính lỗ lắp với chốt thanh truyền

53

Khoảng cách tâm 2 lỗ

269

46

chính

Chốt thanh truyền phụ:
Chốt thanh truyền phụ làm bằng thép hợp kim được thấm carbon mặt ngoài.
Khi lắp ghép các chốt được ép và đầu to thanh truyền chính.
Về kết cấu, thanh chốt thanh truyền phụ được phân làm hai loại :
- Loại có hai lỗ và bu lông biên đi qua hai lỗ đó để hãm chốt xoay ;
- Loại được hãm bằng chốt, ép vào nắp của đầu dưới thanh truyền
Tất cả các chốt đều rỗng, bề mặt lắp ghép của chốt được phủ lớp mỏng đồng đỏ.
Kết cấu chốt thanh truyền phụ có hai lỗ cho bulong thanh truyền xuyên qua :
Bảng 2.5. Thông số kỹ thuật thanh truyền phụ
Tên

Kích thước [mm]

Đường kính chốt

42

Chiều dài chốt

110

Kết cấu chốt thanh truyền phụ có chốt hãm định vi.
Chốt này có hai nút bằng hợp kim nhôm nút ở hai đầu và băng chốt chống
xoay ép vào nắp đầu to thanh truyền.
2

Ø 42

1

110

Hình: 2.6. Kết cấu chốt thanh truyền phụ.
1- chốt thanh truyền ; 2 – nút hợp kim nhôm.
Bảng 2.6. Thông số kỹ thuật của chốt thanh truyền phụ
Tên
Đường kính đầu to chốt

Kích
[mm]
42

thước


Đường kính đầu nhỏ chốt

Chiêu dài chốt

41
110

2.2.3. Nhóm trục khuỷu:
Bảng 2.7. Thông số kỹ thuật của trục khuỷu
Tên

Kích thước

Trục
khuỷu 22
[mm]
Chiều dài trục khuỷu
1770
được chế
tạo
từ
thép hợp
kim, được
Đường kính ổ bi cổ khuỷu
325
thấm nitơ
để tăng
Chiều dài chốt
100
độ
bền
chống

Đường kính chốt khuỷu
105
mòn. Trục
khuỷu có
Đường kính cổ khuỷu
230
8 cổ biên,
các
má
Khoảng cách giữa hai tâm
205
trục đồng
thời là cổ
chốt khuỷu
trục (ổ đỡ),
trên đó có
Khoảng cách giữa hai tâm cổ
195
lắp
các khuỷu
vành
trong của ổ bi đũa.
Các khủyu trục phân bổ theo góc 1800 , theo từng cặp; ở mặt phẳng đứng là
cặp 1; 2 và 7; 8 cách nhau khoảng 1800, ở mặt phẳng ngang là cặp 3; 4; và 5; 6 cách
nhau1800.


Hình: 2.7. Trục khuỷu
1,45- đầu nối ống; 2,8,12,13,25,32,48,58,62,64,76,77- vòng; 3,4,28,50,66- chốt; 5vành ngoài; 6- con lăn(bi trụ); 7- vành trong; 9,14,16,54,65,72,38,53,69,71- đai
ốc; 11,33,70,75- nút;15,20,37, 39, 43, 52, 59, 61, 63, 67- vòng

đệm;17,27,38,53,69,71- đai ốc ; 18,19,26,40,68,73-bulong ; 21,30- đầu trục ;
23,34- vành ; 24- đĩa ; 31- ống vào của đường nhớt ; 35,36- đối trọng ; 41,49,78đường dẫn nhớt ; 42- vỏ ; 44- bi ; 46- lò xo ; 47- ống ; 51- thanh ; 55- lõi ; 56- nắp
chụp ; 57- con trượt ; 60- lò xo đĩa ; 74- chốt ; 79- đầu phun.
Đối trọng 36 gồm 2 phần chính, phần tĩnh gắn trên má trục và phần động.
Đối trọng động (đối trọng quay) không tạo nên tải trên má trục theo hướng trục,
trong khi cổ trục chịu uốn khi diễn ra sự cháy trong xi lanh.
Phần động và phần tĩnh của đối trọng được phân tách nhờ các chốt thép 74,
lắp khe hở trong lỗ của đối trọng. Để giảm độ mòn và tải trên chốt khi vòng quay
thấp (dưới 1000v/ph) có 2 bộ lò xo đũa 60 và lõi 55. Kết cấu của phần động của


đối trọng cho phép gom nhớt được truyền theo các lỗ khoan dọc và ngang ở các ổ
đỡ I, III, V. VII, IX, trùng với lỗ trong đối trọng tĩnh để bôi trơn các chốt.
Đầu trục 21 nối với trục truyền then hoa của khớp đảo chiều, môment xoắn
truyền cho đầu trục 21 nhờ then trụ 10. Đĩa điều chỉnh 24 lắp trên phần lồi của ổ đỡ
IX được cố định bằng chốt 28 và gắn với trục khủyu bằng mười bulông 19. Trên
đĩa có vạch chia đến 30’ và số ghi lệch nhau 50, dùng để điều chỉnh bộ phận phân
phối khí . Đĩa 24, bạc 9 và vòng 25 là cỡ hạn chế xê dịch dọc của trục khuỷu so với
cácte. Vòng 25 còn có tác dụng điều chỉnh khe hở dọc trục và được lựa chon khi
lắp ráp.
Đầu kia của trục khuỷu có ép lắp đầu truyền 30. Đầu truyền có hai vành then
hoa vành nhỏ để lắp trục truyền máy tăng áp, còn vành kia lắp vào đầu dẫn đồng bộ
phân phối. Trên các ổ đỡ trục khuỷu có lắp 9 ổ bi đũa chuyên dùng. Ổ bi ở cổ trục
thứ 9 định vị trục theo hướng trục.
Bôi trơn và làm mát tất cả các ổ bi đũa, trừ ổ bi cổ trục I và IX đều được làm
bằng cách tưới từ ống riêng đặt trong các te động cơ. Ổ bi cổ trục I được tưới từ vòi
phụ riêng lắp trong bộ chuyển tiếp từ đường ống chính, nhớt được dẫn vào trục
khuỷu từ cả hai đầu, tạo nên sự phân phối đều cho các ổ.
Nhớt từ khớp đảo chiều truyền vào ống nhận nhớt 14 của trục khuỷu, một
đầu ống nối với khoang trong của trục truyền động then hoa, một đầu đưa vào ổ đỡ

IX. Nhớt từ máy tăng áp đưa vào theo ống dẫn đến ống nhận nhớt 31 ép vào lỗ má
trục khuỷu và nối bằng then hoa với đầu truyền 30. từ ống nhận nhớt 14, nhớt theo
lỗ nghiêng vào khoang trong của lỗ biên I và VIII.
Khoang rỗng của các cổ biên được nối với nhau bằng ống dẫn nhớt lắp trong
má trục khuỷu, các ống dẫn có ba loại 41, 49 và 78 chỉ để dẫn nhớt từ cổ biên này
sang cổ biên kia.
Vòi phun dầu tưới piston có đầu ống 45 với lỗ tiêu chuẩn, đặt hướng luồng
nhớt vào Piston. Trong đầu ống có lắp lò xo 46, viên bi 44 để bảo đảm chỉ mỞ vòi
phun khi vòng quay vượt quá 900 vòng/ph.
2.2.4. Hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát của động cơ theo kiểu kín có hai vòng tuần hoàn vòng
tuần hoàn của nước ngọt và vòng tuần hoàn của nước biển.
Làm mát lốc máy, ống hút khí xả, vỏ tuốc bin và bộ góp khí bằng nước ngọt.
Làm mát bộ tản nhiệt không khí, hệ thống xả khí, sinh hàn nước và sinh hàn
nhớt bằng nước biển.


2.2.4.1. Vòng tuần hoàn của nước ngọt :
Vòng tuần hoàn của nước ngọt đảm bảo làm mát động cơ, ngăn làm việc tạo
ra các không gian chứa khí trong động cơ.
Kết cấu của hệ thống làm mát động cơ bao gồm: Bình giãn nở, bình làm mát,
bơm nước ngọt, bộ điều nhiệt, các đường ống cùng van hút, đồng hồ nhiệt độ và áp
suất.
Nước ngọt làm nguội động cơ tuần hoàn trong hệ thống như sau: Từ hai bơm
nước ngọt bố trí trên thân vỏ của máy nén khí (phía đầu động cơ), nước đi tới
khoang trong ngăn chuyển tiếp, từ đó theo đường k dẫn tới 7 blốc của động cơ.
Tới các blốc, nước được dẫn vào các áo nước để làm nguội các ống lót xy
lanh, sau đó làm nguội các nắp xi lanh. Sau đó, nước được dẫn tới làm mát các ống
góp và ống dẫn khí xả. Tiếp theo, nước tới làm nguội bầu góp khí xả của tua bin.
Sau đó nước được dẫn ra ngoài động cơ và tới bộ điều nhiệt. Tùy thuộc vào nhiệt độ

của nước làm mát, bộ điều nhiệt sẽ cho nước đi tới két làm mát 5 hoặc không cho
qua két đó. Từ bình làm mát nước theo đường dẫn ống để quay về bơm nước ngọt,
khép kín vòng tuần hoàn.
2
B
3

1
4

E

A
5

K

6

Hình: 2.8. Sơ đồ làm mát vòng tuần hoàn nước ngọt
1- rơle tín hiệu áp suất nước; 2-van giảm áp; 3- két giãn nở- 4- rơle tín hiệu
nhiệt độ nước; 5- kết làm nước nguội; 6- đồng hồ nhiệt độ nước vào; a- đường
nước tới bơm nước ngọt; b- đường khí nén; e- đường nước sấy nóng động cơ
(đường ra);k- đường nước sấy nóng động cơ (đường vào)


Hệ thống làm mát động cơ là hệ thống là hệ thống kín, được cách ly hoàn
toàn với khí quyển. Áp suất dư trong hệ thống được duy trì ở pham vi(0,4 - 1,0).10 5
N/m2 và do khí nén trong bình tao ra.
Bơm nước ngọt

Bơm nước ngọt có chức năng làm tuần hoàn nước trong hệ thống làm mát.
Bơm nước ngọt là kiểu bơm ly tâm, với lưu lượng 80 m 3/giờ và áp lực của bơm là
3.105 N/ m24
Cánh công tác 15 của bơm nước được dẫn động từ bánh răng ở hộp truyền
động qua trụ truyền động 4 .Thân vỏ của bơm được đúc bằng hợp kim nhôm , nắp
16 cũng được đúc từ hợp kim nhôm và được cố định với thân bơm bằng tám vít cấy.
Cánh công tác được lắp ghép vào phần côn của trục 6 và được cố định bằng
đai ốc

Hình: 2.9. Kết cấu bơm nước ngọt
1- thân vỏ đỡ; 2- đai ốc; 3,11 ổ bi; 4- trục truyền động; 5- bạc; 6- trục bơm;
7- đai ốc tròn; 8- phần đệm thêm; 9,20,21,25,26- vòng đệm; 10- bulong; 12- đệm
điều chỉnh; 13- đệm kín; 14- vòng lót; 15- cánh công tác; 16- nắp; 17- đai ốc; 19nút; 22- vít; 23- mặt bích; 24,32,33- đệm; 27- ống nối; 28- thân bơm; 29- lò xo; 30vòng đệm; 31- phớt; 34- ống.


Trục 6 của bơm có kết cấu rỗng và được chế tạo từ thép hợp kim .Trục này
quay trong hai ổ bi cầu 3 và 11 .Trục bơm có đệm grafit 25 và đệm cao su 20.Khi
trục quay thì các đệm 25 và 20 cũng quay theo .Lò xo 29 thông qua đệm 26 có tác
dụng ép chặt các đệm 25 và 20 để giữ cho bơm không bị rò nước
2.2.4.2.Vòng tuần hoàn của nước biển
Hệ thống nước biển có chức năng làm nguội nước ngọt , làm nguội dầu bôi
trơn (ở các bình nguội)và làm nguôị đường ống thoát khí xả ra khỏi tàu.
Ở đây phân biệt hai trường hợp :Khi tàu đang hành trình và khi tàu đang dừng
Khi tàu đang hành trình :
Khi đó , để làm nguội nước ngọt và dầu bôi trơn ở các bình nguội , nước biển
được dẫn tới các bình nguội này do có cột áp động của nước biển (áp lực nước do
tàu chuyển động trên mặt nước). Nước biển qua van thông đáy và lưới lọc , sau đó
tới bình nguội dầu , tiếp theo tới bình nguội nước ngọt , cuối cùng qua van xả để
qua ngoài tàu
Một phần nước biển được bơm nước biển (bố trí trên thân vỏ ly hợp) hút và

đẩy đi làm nguội đường ống thoát khí xả ra khỏi tàu

6

1

2

3

4

2

5

Hình: 2.10. Sơ đồ làm mát vòng tuần hoàn nước biển
1- van thông đáy;2 lọc 3- bình nước nguội;4- bình nguội dầu; 5- van;6- van
tiết lưu.
Khi tàu dừng :
Khi đó không có cột áp động do nước biển và thân tàu chuyển động tương
đối so với nhau tạo ra .Vì vậy, ở trường hợp này phải đóng van thông đáy đầu vào
lại và sự tuần hoàn của nước biển theo chiều ngược lại so với trường hợp tàu đang
hành trình : Nước biển được bơm nước biển hút qua van thông đáy dùng để xả ,sau