Tính toán kiểm nghiệm động cơ Komatsu S6D125-2 ở chế độ N-edm

ỏn kt cu tớnh toỏn ng c t trong XE4-HVKTQS
Lời nói đầu

Ngành ô tô giữ một vai trò rất quan trọng trong hoạt động và phát triển
của xã hội.
Ô tô đợc sử dụng phổ biến để phục vụ nền kinh tế quốc dân.
Nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ mới đã c áp dụng nhanh
chóng vào công nghệ chế tạo ô tô. Các tiến bộ khoa học đó đã đợc áp dụng
nhằm mục đích giảm nhẹ cờng độ lao động cho ngời lái, đảm bảo an toàn cho
xe, ngời, hàng hoá và tăng vận tốc trung bình cũng nh tăng tính kinh tế của xe.
Nền kinh tế của nớc ta đang trên đờng hội nhập và phát triển, hiện nay
nhiều loại xe đã và đang sản xuất, lắp ráp tại Việt Nam, các thông số kỹ thuật
phù hợp với điều kiện thời tiết, khí hậu và địa hình phức tạp của nớc ta.
nớc ta hiện nay động cơ Komatsu vẫn đợc sử dụng tơng đối nhiều trên
các loại xe máy kéo, xúc Chính vì vậy việc tìm hiểu, đánh giá, kiểm nghiệm
các hệ thống, cụm, cơ cấu ca xe là vấn đề hết sức cần thiết, nhằm có biện
pháp khai thác sử dụng xe một cách hợp lý và có hiệu quả cao hơn.
Nhiệm vụ đồ án đợc giao là: Tính toán kiểm nghiệm động cơ Komatsu
S6D125-2 ở chế độ N
edm
.
Trong điều kiện thời gian có hạn cho nên ỏn ny chỉ là bớc khảo sát,
kiểm nghiệm đánh giá một số nội dung, nhng đây là cơ sở cho việc xem xét và
so sánh thực tế khai thác sử dụng động cơ, để từng bớc nâng cao chất lợng
khai thác động cơ.
Trong quá trình thực hiện đồ án em nhận đợc sự hớng dẫn tận tình của các
thầy trong bộ môn Động cơ, đặc biệt là Thầy: Nguyễn Hoàng Vũ đã giúp tôi
hoàn thành đồ án. Tuy nhiên trong quá trình thực hiện còn nhiều sai sót, kính
mong nhận đợc sự chỉ dẫn thêm của các thầy giáo.

Em xin chân thành cảm ơn.

Hà Nội, ngày 04 tháng 05 năm 2008
Hoc viên thực hiện

Nguyễn Kim Cơng
G
VHD
:TS.Nguyn Hong V -- 1 -- HVTH: Nguyn Kim Cng
ỏn kt cu tớnh toỏn ng c t trong XE4-HVKTQS


PHN I
giới thiệu chung về xe và động cơ
1.1. Giới thiệu chung về xe Komatsu S6D 125-2
- ng c Komatsu S6D125-2 c s dng trờn xe ti, mỏy kộo, xe nõng v
xe xỳc. Hnh trỡnh d tr ln v cú tin cy cao. c s dng rng rói
trong ngnh cụng nghip hin i ngy nay.Vỡ vy vic nghiờn cu v ng
c ny l ht sc quan trng v cn thit.
1.2. Giới thiệu chung về động cơ S6D125-2
- Động cơ S6D125-2 là loại động cơ iờzen 4 kỳ, 1 hàng 6 xy lanh, làm mát
bằng nớc theo kiểu tuần hoàn cỡng bức.
- Động cơ nay do Nht Bn sản xuất, có 6 xy lanh bố trí chữ I, là loại động cơ
iờzen không tăng áp, có buồng cháy thống nhất, bôi trơn bằng phơng pháp
tuần hoàn cỡng bức kết hợp vung té.
Các thông số kỹ thuật chính của động cơ:
- Hành trình pít tông: S = 150 [mm].
- Đờng kính xy lanh: D = 125 [mm].
- tỷ số nén:

= 21,5 .
- Số xy lanh: i = 6.

- Thể tích công tác của 6 xy lanh: V
h
= 11,04 [ lít ].
- Công suất định mức: N
e

m
= 95,6 [Kw].
- Tốc độ trục khuỷu: n
Ne
= 1900 [vg/ph].
- Mụ men xon cc i : M
axem
= 613 [N.m]
- Tc trc khuu : n
Me
= 1300 [vg/ph].
- ng c S6D125-2 l loi ng c tiờu th ớt nhiờn liu, ớt gõy ting n,
ci thin c tc lm vic.
- ng c ny gn õy ó phỏt trin vi rt nhiu chng loi khỏc nhau
phc v c lc trong cụng nghip xõy dng v cụng nghip vn ti.
- ụng c nay co kiu phun nhiờn liu trc tip theo kiu c khớ truyn
thng.
1.3. Các cơ cấu chính của động cơ
1.3.1. Cơ Cấu Khuỷu Trục Thanh Truyền
Đây là cơ cấu hết sức quan trọng của động cơ, c cu khuu trc-thanh
truyn cú nhim v tip nhn lc khớ th do khớ chỏy sinh ra v bin chuyn
ng lờn xung ca pớt tụng thnh chuyn ng quay ca trc khuu, nó bao
gồm các chi tiết sau:
1. Nhóm chi tiết cố định

G
VHD
:TS.Nguyn Hong V -- 2 -- HVTH: Nguyn Kim Cng
ỏn kt cu tớnh toỏn ng c t trong XE4-HVKTQS
Nhóm chi tiết cố định bao gồm thân máy, nắp máy, ống lót xi lanh. Đây
là nhóm chi tiết để gá lắp các chi tiết của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền, của
các hệ thống và các chi tiết khác.
a. Thân máy
- Thân máy động cơ S6D125-2 có kết cấu kiểu thân xi lanh-hộp trục khuỷu,
v thõn chu lc. Đây là chi tiết có khối lợng và kích thớc lớn nhất của động
cơ. Thân xi lanh và hộp trục khuỷu đợc đúc liền khối bằng hợp kim gang, sau
đó gia công cơ có độ bền cao. Trong hộp trục khuỷu có 7 ổ đỡ cổ trục khuỷu
và 7 ổ đỡ trục cam.
- Trên thân máy có các khoang rỗng để chứa nớc làm mát xung quanh xi lanh
tạo thành áo nớc v cha các đờng dẫn dầu bôi trơn. Ngoài ra còn có các gu-
dông để bắt chặt vi nắp máy, gu-dông và mặt bích lắp các hệ thống phụ, nắp
ổ đỡ cổ trục. Trên thân máy có gia công 6 lỗ để lắp 6 ống lót xi lanh.
b. ng lót xi lanh
Hỡnh 1.1. ng lú xi lanh
- ng lót xi lanh có dạnh hình trụ rỗng, đợc lắp vào thân máy nhằm mục đích
kéo dài tuổi thọ cho thân máy.
- Trong quá trình làm việc ống lót xi lanh chịu tải trọng cơ học, tải trng nhiệt
và ăn mòn hóa học, chịu mài mòn lớn.
- ng lót xi lanh của động cơ ny là ống lót ớt. Vật liệu chế tạo l hp kim
gang, c nhit luyn tt. Mặt ngoài của xi lanh trực tiếp tiếp xúc với nớc
làm mát, mặt trong đợc gia công rất chính xác và mài bóng tạo thành mặt g-
ơng xi lanh. Để nâng cao tính chống mòn của ống lót xi lanh, ngời ta mạ lên
mặt gơng xi lanh một lớp crôm xốp. Phía trên ống lót xi lanh có vai tựa lắp cao
hơn mặt thân máy 0,05-0,055 mm để khi lắp nắp máy và đệm nắp máy sẽ ép
chặt với vai trò bảo đảm chất lợng bao kín tránh lọt khí. Phn cui của ống lót

cũng có vai tựa, lp giong cao su ộp sỏt thân máy tránh rò nớc vào các te.
G
VHD
:TS.Nguyn Hong V -- 3 -- HVTH: Nguyn Kim Cng
ỏn kt cu tớnh toỏn ng c t trong XE4-HVKTQS
c. Nắp máy
Hỡnh 1.2. np mỏy
- Nắp máy là chi tiết làm việc trong điều kiện rất phc tp: nhiệt độ cao, áp
suất lớn, ăn mòn hóa học nhiều. Ngoài ra khi lắp ráp nắp máy còn chịu ứng
suất lp ghộp.
- Nắp máy động cơ ny là loại nắp máy liền do đó thuận lợi cho việc bố trí hệ
thống làm mát, đờng np, đờng thải và có độ cứng vững cao. Nắp máy đợc chế
tạo bằng gang hợp kim, trên nắp có bố trí các đờng nạp, đờng thải, đờng nớc
làm mát, và lắp đặt đế xu páp, vũi phun giữa thân máy và nắp máy có đệm
nắp máy đợc làm bằng ác bét đồng.
d. trc v bc lút
- trc khuu c chia thnh 2 na, s dng bc lút mng cú kớch thc
v trng lng nh d thay th.
- Bc lút c trỏng lp hp kim ụng-chi chu mũn, bc lút c lp trong
trc theo ch lp cng. Trờn mộp bc lút v trớ tip xỳc gia hai na
dp hỡnh li g.
e. m bao kớn
- m bao kớn c dựng bao kớn, trỏnh lt khớ v chy nc phn lp
ghộp gia np mỏy v thõn mỏy.
- Giong c lm bng thộp cú cng vng cao. Giong cú 5 lỏ thộp dy
0,25mm xp li vi nhau, phớa ngoi bao bng 1 lỏ thộp khỏc dy 0,4mm.
Trờn mt giong dp thnh nhiu rónh nụng sõu khỏc nhau ti v trớ bao
quanh mộp bung chỏy v mộp cỏc l dn nc, du bụi trn. Rónh bao
quanh bung chỏy co sõu ln nht.
2. Nhóm chi tiết chuyển động

Nhúm chi tit chuyn ng bao gm: nhóm pít tông, thanh truyền, trục
khuỷu, bánh đà.
a. Nhóm pít tông
G
VHD
:TS.Nguyn Hong V -- 4 -- HVTH: Nguyn Kim Cng
ỏn kt cu tớnh toỏn ng c t trong XE4-HVKTQS
- Nhóm pít tông bao gồm: pít tông, xéc măng, chốt pít tông.
- Nhóm pít tông có chức năng tiếp nhận lực khí thể truyền cho thanh truyền
qua chốt pít tông để làm quay trc khuu v bao kớn bung chỏy.
Hỡnh 1.3. pớt tụng

Pớt tụng
- Lm vic trong iu
kin khc nghit: chu
lc ln, nhit cao,
ma sỏt v mi mũn
ln. Lc khớ th ln v cú tớnh va p, lc quỏn tớnh gõy nờn ng sut ln.
Ma sỏt v n mũn húa hc.
- Pớt tụng c ch to bng hp kim gang. nh pớt tụng c lm lừm to
thnh mt phn khụng gian bung chỏy dng tụrụit (dng prụfin hỡnh ).
Hỡnh dng ny kt hp vi dũng khớ np chuyn ng xoỏy lc kộo di
trong quỏ trỡnh np v nộn to ra vn ng ri cn thit ỏnh ti chựm tia
phun nhiờn liu. B mt ngoi ca pit tụng cú 2 rónh xộc mng khớ v 1
rónh xộc mng du.
- Trong cỏc rónh lp vũng gng du cú mt vỏt nghiờng, phớa di ca cỏc
rónh cú khoan cỏc l thoỏt du bụi trn.
- Phn thõn pớt tụng b vỏt 2 õu bờ chụt trỏnh bú kt pớt tụng di tỏc
dng ca lc khớ th, ng sut nht.
Cht pớt tụng

- Nhim v: truyn lc khớ th cho thanh truyn.
- Lm vic trong iu kin: chu lc khớ th v kc quỏn tớnh ln, thay i
theo chu k v cú tớnh va p; nhit lm vic cao, khú bụi trn.
- Cht pớt tụng cú dng hỡnh ng, 2 u c bt kớn bi np hp kim nhụm.
- c ch to bng thộp hp kim. cng b mt cht t giỏ tr 58-65
HRC. Cht pớt tụng c lp vi b cht theo kiu bi, phng phỏp ny
m bo cho b mt cht c mũn u, trỏnh c hin tng kt cht.
Do lp kiu bi nờn hai u cht c b trớ hai vũng hóm nhm chng li
s dch chuyn theo chiu trc ca cht.
Xộc mng
- Trờn pớt tụng cú lp hai loi xộc mng: xộc mng khớ v xộc mng du.
Xộc mng khớ c ch to bng gang hp kim v cú tit din hỡnh thang
G
VHD
:TS.Nguyn Hong V -- 5 -- HVTH: Nguyn Kim Cng
Đồ án kết cấu tính toán động cơ đốt trong XE4-HVKTQS
với góc nghiêng của cạnh ngoài về mặt đầu phía trên là 10
0
. Để đảm bảo cơ
tính cho xéc măng khí trên cùng (xéc măng chịu tải lớn) nó được chế tạo
với hàm lượng phốt pho không quá 0,1% và hàm lượng lưu huỳnh không
vượt quá 0,4%, bề mặt ngoài của xéc măng được mạ một lớp crôm xốp với
bề dầy là 0.008-0,02mm.
- Xéc măng khí thứ hai cũng được chế tạo bằng gang hợp kim nhưng có cơ
tính thấp hơn.
- Xéc măng dầu được chế tạo bằng gang hợp kim, cho phép lắp lẫn cho
nhau.
- Xéc măng dầu có dạng hình hộp có hai cạnh làm việc hẹp với rãnh vòng ở
giữa, rãnh được phân bố đều theo đường tròn.
Do chế tạo bằng gang hợp kim nên xéc măng của động cơ có nhiều ưu

điểm như:
. Nếu bề mặt ma sát bị cào xước, trong quá trình làm việc vét xước mất
dần, bề mặt ma sát được khôi phục như cũ.
. Graphít trong hợp kim gang có khả năng bôi trơn, do đó làm giảm hệ số
ma sát.
. Ít nhạy cảm với ứng suất tập trung sinh ra ở vùng có vết xước.
b. Nhóm thanh truyền
Hình 1.4. thanh truyền
- Thanh truyền có nhiệm vụ nối pít tông với chốt khuỷu của trục khuỷu và
truyền lực từ pít tông cho trục khuỷu ở các hành trình của đông cơ. Thanh
truyền được chế tạo từ thép hợp kim.
- Đầu nhỏ thanh truyền được ép bạc lót bằng đồng, có dạng ống, có tráng
hợp kim chống mòn. Đầu nhỏ được bôi trơn theo phương pháp hứng dầu.
- Thân thanh truyền có tiết diện hình chữ I nhằm tăng mô men chống uốn
trong mặt phẳng lắc khi động cơ làm việc.
- Đầu to thanh truyền được chia thành 2 nửa, nửa dưới làm thành nắp đầu
to; 2 nửa lắp với nhau bằng bu lông. Đầu to có bạc lót bằng đồng thanh
dạng hai nửa, có các rãnh hình răng cưa nhằm bảo đảm định vị tốt và tránh
G
VHD
:TS.Nguyễn Hoàng Vũ -- 6 -- HVTH: Nguyễn Kim Cương
ỏn kt cu tớnh toỏn ng c t trong XE4-HVKTQS
lc ct tỏc dng lờn bu lụng thanh truyn do kt cu vỏt nghiờng ca u to
thanh truyn gõy ra.
c. Nhúm trc khuu v bỏnh
Trc khuu
- Trc khuu cú nhim v tip nhn lc khớ th t pớt tụng, lc quỏn tớnh
ca cỏc khi lng chuyn ng tnh tin v khi lng chuyn ng quay
ca cỏc chi tit ca c cu khuu trc thanh truyn sau ú to thnh mụ
men quay.

Hỡnh 1.5. Nhúm trc khuu
- Trc khuu c ch to t thộp hp kim. ụng c s dung loi trc
khuu lin.
- Trc khuu cú 7 c trc chớnh v 6 cht khuu, c trc v cht khuu
c tụi b mt chiu sõu 3,5-4,5mm t cng HRC 52-62. Vi chiu
sõu nh vy khi sa cha ln cú th t kớch thc sa cha mi m vn
m bo c tớnh ca lp kim loi b mt. Trờn cỏc mỏ khuu cú b trớ cỏc
i trng m bo cõn bng cho trc khuu.
- Trên mỗi cổ trục và cht khuỷu đều khoan các lỗ để lắp các ống đồng để
dẫn dầu bôi trơn từ các khoang của nó ra bôi trơn các bề mặt làm việc. Giữa 2
cổ trục 6 và 7 có vòng đỡ trên vòng đỡ có tiện rãnh để lắp các vnh chn du
ngăn không cho dầu bôi trơn chảy ra ngoài.
- Má khuỷu: gồm 12 má, phía ngoài má khuỷu có ép thêm 12 đối trọng để
giảm nhẹ phụ tải cho các cổ trục.
- Dầu nhờn đợc đa từ đầu trục tới cổ trục thứ nhất qua má khuỷu tới các cổ
trục, má, cổ khuỷu tiếp theo tới cổ trục thứ 7 qua các lỗ khoan trên cổ trục, cổ
khuỷu tới bôi trơn cho các bề mặt ma sát.
G
VHD
:TS.Nguyn Hong V -- 7 -- HVTH: Nguyn Kim Cng
ĐCT
ĐCD
Đồ án kết cấu tính toán động cơ đốt trong XE4-HVKTQS
• Bánh đà
- Bánh đà có nhiệm vụ đẩy pít tông ra khỏi các điểm chết và đảm bảo trục
khuỷu động cơ quay đồng đều ở chế độ làm việc không tải, đảm bảo dễ
dàng khởi động động cơ, giảm tải tức thời khi xe bắt đầu khởi hành và
truyền mô men quay cho cầu chủ động ở mọi chế độ.
- Bánh đà có dạng vành, được đúc bằng gang xám, trên bề mặt trụ ngoài có

ép vành răng được chế tao bằng thép. Bề mặt trụ ngoài có ép vành răng
được tôi cao tần ở độ cứng 49-55 HRC. Bánh đà được lắp vào mặt bích của
đuôi trục khuỷu nhờ 6 bu lông. Toàn bộ cụm trục khuỷu bánh đà được cân
bằng động và cân bằng tĩnh đạt tới độ chính xác 50g.cm (nghĩa là mô men
gây ra mất cân bằng không vượt quá 50g.cm).
- Trên vành bánh đà còn có các dấu để xác định vị trí điểm chết trên, góc
phun sớm, ký hiệu điều chỉnh cơ cấu phối, hệ thống điện...
1.3.2. Đặc điểm cấu tạo cơ cấu phân phối khí và truyền động
1. Sơ đồ pha phối khí
1-2. Pha nạp;
3-4. Pha thải.
0. Tâm quay của trục khuỷu;
α. Góc mở sớm xu páp nạp;
δ. Góc đóng muộn xu páp
nạp;
β. Góc đóng muộn xu páp
thải;
γ. Góc mở sớm xu páp thải.
Hình 1.4. Sơ đồ pha phối khí động cơ S6D125-2
G
VHD
:TS.Nguyễn Hoàng Vũ -- 8 -- HVTH: Nguyễn Kim Cương
ỏn kt cu tớnh toỏn ng c t trong XE4-HVKTQS
- Công dụng: dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí, nạp đầy khí nạp và thải
sạch khí thải ra khỏi xy lanh để động cơ làm việc liên tục. Cơ cấu phối khí
kiểu xu páp treo. Xu páp đợc dẫn động thông qua các chi tiết trung gian nh
con đội, đũa đẩy, cò mổ.
- Động cơ này sử dụng 4 xu páp (2 nạp, 2 thải) trên một xi lanh, đờng nạp và
đờng thải đợc bố trí về 2 phía của xi lanh.
- Cỏc xu pỏp np c m ti im 1 vi gúc m sm = 20

0
, ngha l
trc khi pớt tụng n im cht trờn cui hnh trỡnh thi, khi thc hin
quỏ trỡnh np chớnh (pớt tụng i t im cht trờn xung im cht di) cỏc
xu pỏp np c úng kớn ti im 2 ng vi gúc úng mun = 30
0
, sau
khi pớt tụng ó qua v trớ im cht trờn v i lờn thc hin hnh trỡnh nộn
nhm mc ớch np thờm khớ.
- Cỏc xu pỏp thi c bt u m ti im 3 vi gúc m sm = 45
0
trc
khi pớt tụng n im cht di hnh trỡnh gión n li dng chờnh
ỏp sut ln nhm thi mt phn ln khớ thi ra ngoi v gim cụng tiờu hao
y pớt tụng trong hnh trỡnh thi chớnh. Cỏc xu pỏp thi c úng kớn
ti im vi gúc úng mun = 15
0
sau im cht trờn li dng quỏn
tớnh ca dũng khớ thi thi sch.
- i vi pha phi khớ ca ng c S6D125-2 thỡ cú gúc trựng ip tng
ng l
+ = 60
0
.
2. B trớ chung c cu phi khớ
- dn ng cỏc chi tit trung gian ca c cu phi khớ, trong ng c
ny s dng phng ỏn con i con ln lp trờn trc trung gian dựng chung
cho hai dóy xy lanh.
- Trên nắp xy lanh có lắp 7 ổ đỡ để lắp 2 trục cam nạp và thải, trục làm bằng
thép rỗng. Mỗi trục có 12 cam nạp và thải giống nhau, khoang trong của trục

cam dùng để dẫn dầu bôi trơn đến các xu páp. vì vậy trong các ổ trợt và các
bề mặt không làm việc của mỗi cam có khoan lỗ thông với đờng dầu ở lòng
trục. Đầu trục có ren để vặn nút.
- Trục cam đợc dẫn động quay từ bánh răng côn của trục nghiên trái của cơ
cấu dẫn động, bánh răng này ăn khớp với bánh răng cam trên trục cam nạp.
Bánh răng trụ làm liền với bánh răng cam trên trục cam nạp ăn khớp với bánh
răng trụ trên trục cam thải. Mỗi bánh răng đợc định tâm trục cam bằng vòng
định tâm và nối với trục bằng 1 ống lót điều chỉnh. ống lót đợc điều chỉnh
bằng đai ốc, đai ốc trục cam nạp có ren trái và đai ốc trục cam thải có ren phải.
- Xu páp: có 12 xu páp nạp và 12 xu páp thải, đờng kính tán nấm xu páp nạp
lớn hơn đờng kính tán nấm xu páp thải. Phần trên của thân xu páp có vát 3
cạnh để lắp khoá đĩa xu páp, xung quanh đĩa xu páp có các rãnh vuông để lắp
G
VHD
:TS.Nguyn Hong V -- 9 -- HVTH: Nguyn Kim Cng
ỏn kt cu tớnh toỏn ng c t trong XE4-HVKTQS
các dụng cụ vặn tháo lắp đĩa. Mỗi xu páp có 2 lò xo lồng vào nhau và có chiều
xoắn ngợc nhau, đầu dới của lò xo tỳ vào mặt trên nắp xy lanh, còn đầu kia tỳ
vào khoá xu páp.
3. c im cu to cỏc chi tit chớnh ca c cu phi khớ
a. Trc cam

Hỡnh 1.6. Trc cam ng c S6D125-2
- Nhim v chớnh ca trc cam l dựng dn ng cho cỏc xu pỏp ca hai
dóy xy lanh ng c. Trc cam ca c cu phõn phi khớ c b trớ trong
khụi thõn may.
- Trc cam c ch to bng thộp lam liờn khụi v c x lý qua nhit,
cỏc vu cam cựng tờn b trớ lch nhau mt gúc l: 360:6 = 60
0
; goc gia 2

inh cam khac tờn la 80. Trờn trc cam cú 7 c ch to bng hp
kim ng, trờn cỏc cú gia cụng cỏc l dn du bụi trn phớa u trc
cam cú lp bỏnh rng dn ng t trc khuu. Tớnh t u trc cam ng
kớnh cỏc c trc (hay ) c ch to nh dn d lp ghộp.
b. Xu pỏp v lũ xo xu pỏp
Hỡnh 1.3. xu pỏp
G
VHD
:TS.Nguyn Hong V -- 10 -- HVTH: Nguyn Kim Cng
Đồ án kết cấu tính toán động cơ đốt trong XE4-HVKTQS
- Công dụng: xu páp dùng để bao kín khoang công tác của xi lanh trong quá
trình nén, cháy giãn nở và nối thông với môi trường bên ngoài trong quá
trình trao đổi khí.
- Xu páp được làm từ thép chịu nhiệt. Trên mỗi xu páp sử dụng hai lò xo
cuốn ngược chiều nhau. Lò xo xu páp có tác dụng đóng kín xu páp trên đế
và đảm bảo xu páp chuyển động đúng theo quy luật của cam phối khí. Tán
nấm xu páp có dạng phẳng.
- Khi động cơ làm việc dưới tác dụng của cơ cấu cam, đũa đẩy và lực nén
của lò xo hồi vị thực hiện việc đóng mở xu páp. Mặt vát 2 bên xu páp có
góc nghiêng 30
0
đối với xu páp nạp, 45
0
đối với xu páp xả được phủ một
lớp hợp kim cứng đặc biệt, còn bề mặt thân xu páp được phủ graphít. Ống
dẫn hướng của xu páp được chế tạo bằng gang hợp kim.
c. Các chi tiết khác
- Đũa đẩy được làm bằng thép có đầu tròn. Dầu được cung cấp đến các cò
mổ qua rãnh trong ống.
- Cò mổ được dập bằng thép có bạc đồng, vai dài hướng về phía xu páp.

Phần tiếp xúc với xu páp được tôi và mài bóng, còn ở vai ngắn có vặn một
vít điều chỉnh khe hở nhiệt cùng đai ốc hãm. Đũa đẩy được tỳ vào đầu dưới
của vít điều chỉnh.
- Con đội được làm bằng thép các bon. Bề mặt làm việc được thấm than, tôi
đạt độ cứng 52- 65 HRC. Con đội là chi tiết truyền lực trung gian, đồng thời
chịu lực nghiêng do cam phối khí gây ra. Trong động cơ này sử dụng các
con đội con lăn dạng cần lắc lắp tự do trên trục trung gian. Con lăn trượt
trên bề mặt cam của trục cam, do đó ma sát trượt được thay thế bằng ma sát
lăn.
1.4. Các hệ thống của động cơ
1.4.1. Hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí
1. Bơm cao áp và thấp áp
a. Bơm cao áp
- Bơm cao áp có nhiệm vụ định lượng nhiên liệu chính xác và cung cấp
đúng thời điểm xác định dưới áp suất cao đến các vòi phun của động cơ.
- Bơm cao áp của động cơ này là loại bơm vạn năng có 6 phân bơm cung
cấp nhiên liệu cho 6 vòi phun của 6 xy lanh, các phân bơm được bố trí
trong một vỏ thân chung do một trục bơm dẫn động. Trong phần dưới của
vỏ bơm bố trí trục cam với bánh răng dẫn động bộ điều tốc đa chế độ, trên
trục cam có các vấu cam cho mỗi phân bơm. Trên các vách ngăn của vỏ
bơm đối diện với các vấu cam được lắp các con đội con lăn. Các vấu cam
của trục bơm truyền lực tác dụng lên đuôi của pít tông bộ đôi thông qua con
đội con lăn.
G
VHD
:TS.Nguyễn Hoàng Vũ -- 11 -- HVTH: Nguyễn Kim Cương
Đồ án kết cấu tính toán động cơ đốt trong XE4-HVKTQS
b. Bơm thấp áp
- Bơm thấp áp có nhiệm vụ hút nhiên liệu từ thùng chứa và đẩy qua bầu lọc
thô, bầu lọc tinh đến bơm cao áp. Trên động cơ này sử dụng bơm thấp áp

kiểu pít tông dẫn động từ một bánh lệch tâm của trục bơm cao áp.
- Trên vỏ bơm thấp áp được lắp thêm một bơm tay dùng để bơm nhiên liệu
vòa hệ thống khi động cơ lâu ngày không làm việc.
2. Vòi phun
- Vòi phun có nhiệm vụ phun tơi nhiên liệu và phân phối nhiên liệu đều
khắp không gian buồng cháy của động cơ. Động cơ này sử dụng loại vòi
phun kín.
- Khi vòi phun làm việc nhiên liệu từ bơm cao áp được cung cấp đến đầu
nối cao áp. Sau khi qua lõi lọc nhiên liệu tiếp tục qua các rãnh đến khoang
chứa nhiên liệu trong đầu vòi phun khi áp suất trong khoang chứa lớn hơn
lực nén của lò xo thì nhiên liệu bắt đầu được phun. Tại thời điểm cắt nhiên
liệu của pit tông bơm cao áp, áp suất trong đường ống cao áp giảm xuống
một phần nhiên liệu rò qua khe hở các chi tiết ngược lên trên và dẫn ra
ngoài về đường
nhiên liệu hồi.

1. Đầu vòi phun;
2. Êcu ống;
3. Thân vòi phun;
4. Đũa đẩy;
5. Đường ống dẫn
nhiên liệu;
6. Đệm cao su;
7. Đoạn ống cap áp;
8. Lõi lọc;
9. Ống;
10. Êcu ống;
11. Đệm;
12. Lò xo;
13. Vít điều chỉnh;

14. Êcu hãm;
15. Nắp chụp;
16. Bulông rỗng;
17. Chốt định vị;
G
VHD
:TS.Nguyễn Hoàng Vũ -- 12 -- HVTH: Nguyễn Kim Cương
ỏn kt cu tớnh toỏn ng c t trong XE4-HVKTQS
18. Cc u vũi phun.
Hỡnh 1.7. Kt cu ca vũi phun
3. B iu tc ca ng c
- B iu tc a ch cú nhim v duy trỡ s lm vic ca ng c bt k
ch tc no trong gii hn khụng cao hn s vũng quay cho phộp cc
i khi ng c lm vic cú ti v khụng thp hn s vũng quay cc tiu
khi lm vic khụng ti. B iu tc a ch lm vic da theo nguyờn lý
dựng lc quỏn tớnh ly tõm ca cỏc qu vng t ú iu chnh thanh rng
bm cao ỏp cung cp nhiờn liu phự hp vi ch lm vic ca ng c.
5. Bu lc
a. Bu lc nhiờn liờu (bõu loc thụ) cú nhim v lc s b tap chõt c hoc
trong nhiờn liu bng li lc trc khi dõn n bm cao ap.
b. Bầu lọc không khí:
- Là loại bầu lọc liên hợp có bộ phận hút bụi ra ngoài. Bầu lọc đợc đặt bên
phải động cơ phía dới máng phun. Nó bao gồm các bộ phận chính: thân, nắp,
các ống xoáy lốc, 3 tầng lọc, hộp chứa bụi, ống hút bụi.
- Bộ xoáy lốc chế tạo liền với hộp chứa bụi và hộp lọc thứ nhất. Mỗi ống xoáy
bao gồm thân ốn, bộ phận định hớng tiếp tuyến, cửa vào của khí và ống trung
tâm.
- Hộp lọc của bầu lọc chứa 3 tầng lới lọc có lỗ để nối với ống góp nạp. Những
ngăn lới lọc là tầng thứ 2. Các ngăn lọc đơc nhét đầy những dây thép nối các
ngăn lọc đợc ép chặt với hộp lọc bằng 2 thanh giằng và 4 vít. Để ngăn không

cho khí cha lọc vào động cơ trên rãnh của nắp có đệm dạ để làm kín giữa thân
và nắp. Giữa các ngăn lọc tỳ với nhau và đáy hộp lọc có các đệm để làm kín.
Nắp của bầu lọc cố định với bầu lọc bằng các thanh giằng. Hộp chứa bụi có
ống thông với máng phun.
6. Thùng nhiên liệu
- Thùng nhiờn liờu đợc cố định bằng các bu lông gá vào thành xe và giá ở sàn
xe. Phía trên thùng có lỗ nạp nhiên liệu và đậy kín bằng nắp có ren, có vòng
đệm cao su làm kín. Ngoài ra còn có ống thông khí và lới lọc ngăn bụi, mặt d-
ới của thùng lớn có cốc lắn và van xả, đáy thùng nhỏ có ống xả nối với khoá
xả ở đáy xe.
1.4.2. H thng lm mỏt v sy núng
Hờ thụng lam mat bng nc co nhiờm vu gi nhiờt ụ cua cac chi tiờt
khụng vt qua gia tri cho phep, am bao iờu kiờn lam viờc binh thng
cua ụng c.
1. Bm nc
G
VHD
:TS.Nguyn Hong V -- 13 -- HVTH: Nguyn Kim Cng
ỏn kt cu tớnh toỏn ng c t trong XE4-HVKTQS
1.Đai ốc hãm ;
2. Trục bơm nớc
3.Vỏ bơm nớc ;
4. Lỗ kiểm tra mỡ vòng bi;
5. Vú mỡ ;
6 .Bạc chặn dọc trục ;
7. vòng đệm lm kín;
8.Màng cau su;
9.lò xo ;
10. cánh bơm nớc;
11. Bu lông bắt cánh bơm ;

12. Lỗ kiểm tra ro nớc
13. Vòng bi;

Hình 1.7. Bơm nớc
- Bm nc trờn ng c nay l loai bm nc kiờu phiờn gat, cú nhim v
cung cp nc tun hon cng bc trong h thng lm mỏt ng c. Bm
c b trớ phớa u ng c v c dn ng t trc khuu qua truyn
ng banh rng.
- Nguyên lý lm việc : Khi động cơ làm việc thông qua hệ thống dẫn động làm
trục bơm và cánh bơm quay. Dới tác dụng của lực ly tâm, các phần tử nớc bị
dồn từ trong ra ngoài theo chiờu chuyờn ụng cua cac phiờn gat.
2. Qut giú
- Qut giú cú nhim v to c dũng khụng khớ hỳt i qua kột nc
nõng cao hiu qu lm ngui nc mỏy sau khi ó lm mỏt cho ng c.
Qut c lp trờn u phớa trc ca trc bm, cỏc cỏnh c ch to
bng thộp lỏ. Qut c lp dn ng thụng qua h thng dõy ai t truc
khuyu.
3. Kột lm mỏt
- Cú nhim v trao i nhit dựng truyn nhit t nc lm mỏt cho
dũng khụng khớ chuyn ng qua, bo m nhit nc lm mỏt khi i
vo ng c cú mt giỏ tr nht nh.
4. Van hng nhit
- Van hng nhit cú nhim v nõng nhanh nhit nc ch sy núng
v t ng duy trỡ ch nhit ca ng c trong thi gian lm viờc bỡnh
thng. V kt cu van hng nhit l loi van c bit iu chnh lng
nc tun hon qua kột nc lm mỏt.
- nhiờt ụ binh thng < 74,5C van ong ng dõn nc ra ket lam
mat, khi nhiờt ụ nc lam mat nm trong khoang 74,5ữ78,5C thi van bt
G
VHD

:TS.Nguyn Hong V -- 14 -- HVTH: Nguyn Kim Cng
ỏn kt cu tớnh toỏn ng c t trong XE4-HVKTQS
õu m ng dõn nc ra ket lam mat ụng thi ong ng dõn nc vờ
bm, van m hn khi nhiờt ụ cua nc lam mat la 90C.
1.4.3. H thng bụi trn ca ng c
- Nhim v chớnh ca h thng bụi trn l gim mi mũn cỏc b mt tip
xỳc, gim cỏc tn hao c khớ do ma sỏt gia cỏc chi tit truyn ng quay
tng ng vi nhau. Ngoi ra du bụi trn cũ cú nhim v dn nhit t cỏc
b mt tip xỳc ra ngoi v chng g cho chỳng. Bao kin khe h gia cac
chi tiờt, lam sach bờ mt ma sat cua cac chi tiờt. Rut ngn qua trinh chay ra
cua ụng c.
- ụng c s dung hờ thụng bụi trn cng bc dung cac te t.
1. Ket lam mat dõu
- Kột lm mỏt du cú nhim v duy trỡ nhit du trong cỏc te nm trong
gii hn cho phộp 80
0
ữ85
0
C.
- Dùng để làm mát dầu nhờn khi dầu đã đi làm nhờn các chi tiết động cơ.
- Két làm mát đợc cố định ở thân của máng phun phía trên két nớc mát nớc và
nó đợc cố định chặt với két mát nớc bằng các thanh thép giằng.
- Két mát có những ống bằng đồng thau đợc bố trí thành 2 dãy theo hình bàn
cờ. Trên các ống đồng có hàn các lá đồng mỏng tản nhiệt. Nối hai dãy ống
đồng là các máng góp (2 máng). Máng góp chia các ống thành bốn ngăn thông
nhau. Hai đầu của một máng có lắp đờng dẫn dầu vào và dầu ra.
2. Bm dõu
- Bm dõu dùng để đa dầu nhờn tới các bề mặt chi tiết làm việc của động cơ
khi động cơ cha làm việc va khi ụng c lam viờc.
- Bơm đợc lắp trên bệ đỡ hàn ở đáy xe. Bơm kiểu bánh răng n khp ngoai đ-

ợc dẫn động nh ụng cơ điện MH -1.
- Thân bơm đợc đúc bằng hợp kim nhôm kiểu thành kép. Nớc nóng của hệ
tăng nhiệt sẽ vào giữa 2 thành để sấy nóng dầu về mùa đông.
- Nguyên lí làm việc: Khi động cơ làm việc, thông qua hệ thống dẫn động làm
trục và bánh răng chủ động quay. Bánh răng bị động quay theo. Dầu đợc hút
từ phao dầu vào khoang thấp áp đợc cặp bánh răng ăn khớp đẩy sang khoang
cao áp đi bôi trơn cho hệ thống. Khi áp suất trên đờng dầu chính vợt quá giá trị
cho phép, dầu đẩy van an toàn, nén lò so lại, van an toàn mở ra. Dầu đợc chảy
về đờng dầu thấp áp.
3. Bầu lọc dầu
- Bõu loc dõu dùng để lọc sạch dầu trớc khi đa đến những bề mặt làm việc
của động cơ. Bõu loc là loại lọc liên hợp, lọc bằng các tông và lới thép.
- Thân bầu lọc hình trụ tròn đúc bằng hợp kim nhôm. Trong thân có trục rỗng
bằng thép. Trong trục có hàn ống dẫn dầu bằng đồng thau. Trên trục có bạc
lót, có rãnh lắp chốt thanh xoay trục khi tháo lắp bầu lọc. Cả 2 đầu trục đều có
ren, đầu ren ngoài dùng để vặn với ống nối đờng dầu ra sau khi đã đực lọc
G
VHD
:TS.Nguyn Hong V -- 15 -- HVTH: Nguyn Kim Cng
ỏn kt cu tớnh toỏn ng c t trong XE4-HVKTQS
tinh, một đầu có ren trong để vặn chặt nắp với thân. Trên thân trụ rỗng có lồng
cốc lọc dối, là một khối trụ mặt ngoài gợn sóng. Mặt ngoài của cốc đợc cuộn
dây đồng thau nhỏ có tiết diện đặc biệt, nhờ vậy khi quấn chúng có khe hở
(0,04 ữ 0,09). Một đầu ống trụ này đợc hàn với đáy vách ngăn và có bạc làm
kín. Trên ống trụ, ở đầu đối diện với nắp có tấm chắn cố định để ngăn cách
dầu đã lọc sạch với dầu cha lọc.
4. Van an toan
- Van an toàn dùng để cho dầu đi tắt từ khoang tăng áp về khoang hút trong tr-
ờng hợp dầu bị đặc, áp suất mở van 12 - 2 kg/cm
2

- Van đợc lắp trong ống dẫn dầu nối giữa đầu vào và d9ầu ra của két mát. Nó
ngăn ngừa khả năng làm vỡ đờng ống khi lực cản trong két mát tăng.
- Van có cấu tạo kiểu bi và lò xo, để làm kín có đệm cao su. Van mở khi áp
suất d là 2,5 - 3,5 kg/cm
2
.
1.4.4. Hệ thống khởi động bằng khí nén.
- Dùng để khởi động động cơ khi hệ thống khởi động bằng điện bị hỏng.
- Hệ thống khởi động bằng khí nén bao gồm: 1 bình khí nén lắp ở thành trái xe
phía trớc xe bằng 2 đai kẹp. Khoá bình lắp ở cổ bình có tay vặn, đồng hồ áp
suất khí, cơ cấu phân phối khí nén khởi động, các ống dẫn và 6 van khởi động.
- Bình khí có dung tích 10 lít, áp suất tối đa 150 kg/cm
2
. Trên bình có van
khoá và ống dẫn tới khoá điều áp lắp ở bên phải la1i xe dùng để điều chỉnh áp
suất khí nén vào xi lanh động cơ. Trên thân khoá có lắp đồng hồ đo áp suất
trong bình khí nén. Van khởi động một chiều lắp ở lỗ khoan thông vào buồng
đốt trên nắp xi lanh. ia chia khi nen lp õu dõn ụng truc bm cao ap.
Phần 2
Tính Toán Chu Trình Công Tác
2.1. Mục đích tính toán.
G
VHD
:TS.Nguyn Hong V -- 16 -- HVTH: Nguyn Kim Cng
ỏn kt cu tớnh toỏn ng c t trong XE4-HVKTQS
+ Mục đích của việc tính toán chu trình công tác là xác định các chỉ
tiêu về kinh tế, hiệu quả của chu trình công tác và sự làm việc của động cơ.
+ Kết quả tính toán cho phép xây dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình
để làm cơ sở cho việc tính toán động lực học, tính toán sức bền và sự mài mòn
các chi tiết của động cơ.

+ Phơng pháp chung của việc tính toán chu trình công tác có thể áp
dụng để kiểm nghiệm động cơ sẵn có, động cơ đợc cải tiến hoặc thiết kế mới.
+ Việc tính toán kiểm nghiệm động cơ sẵn có cho ta các thông số để
kiểm tra tính kinh tế và hiệu qủa của động cơ khi môi trờng sử dụng hoặc
chủng loại nhiên liệu thay đổi. Đối với trờng hợp này ta phải dựa vào kết cấu
cụ thể của động cơ và môi trờng sử dụng thực tế để chọn các số liệu ban đầu.
+ Đối với động cơ đợc cải tiến hoặc đợc thiết kế mới, kết quả tính toán
cho phép xác định số lợng và kích thớc của xy lanh động cơ cũng nh mức độ
ảnh hởng của sự thay đổi về mặt kết cấu để quyết định phơng pháp hoàn thiện
các cơ cấu và hệ thống của động cơ theo hớng có lợi. Khi đó phải dựa vào kết
quả của việc phân tích thực nghiệm đối với các động cơ có kết cấu tơng tự để
chọn các số liệu ban đầu.
+ Việc tính toán chu trình công tác còn đợc áp dụng khi cờng hoá động
cơ và xây dựng đặc tính tốc độ bằng phơng pháp phân tích lý thuyết nếu các
chế độ tốc độ khác nhau đợc khảo sát.
2.2. Chọn các số liệu ban đầu.
1-Công suất có ích định mức:
N
e
=95,6[kW]
2- Số vòng quay trong một phút của trục khuỷu n ở chế độ N
edm
:
n = 1900 [vg/p].
3- Tốc độ trung bình của pít tông C
TB
:
C
TB
=

30
.nS
(Trong đó S = 150 [mm] là hành trình pít tông).
150.1900
9,5[ / ]
1000.30
TB
C m s = =
4- Số xy lanh của động cơ i:
i = 6
5- Tỷ số giữa hành trình của pít tông và đờng kính xy lanh
DS /
:
150
1,2
125
S
D
= =
6- Tỷ số nén :

= 21,5
G
VHD
:TS.Nguyn Hong V -- 17 -- HVTH: Nguyn Kim Cng
ỏn kt cu tớnh toỏn ng c t trong XE4-HVKTQS
7- Hệ số d lợng không khí :
+ Giá trị của đợc chọn tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố nh kiểu động cơ,
phơng pháp tạo hỗn hợp, chế độ sử dụng. Với động cơ S6D125- 2ch cụng
sut nh mc []=1,4 1,9 ;

ở đây ta chọn =1,5
8- Nhiệt độ môi trờng T
0
:
Nhiệt độ trung bình ở nớc ta thờng chọn là: T
0
= 24
0
C = 297
0
K.
9- áp suất của môi trờng p
0
:
P
0
Phụ thuộc vào độ cao sử dụng. Thờng chọn P
0
=0,103 [MN/m
2
]
10- Hệ số nạp
v
và áp suất cuối quá trình nạp p
a
.
Hệ số nạp phụ thuộc vào nhiều vào các yếu tố nh : thành phần
nhiên liệu, kết cấu hệ thống nạp khí, chế độ sử dụng. []= 0,70-0,80. Chọn

v

= 0,7
11- áp suất khí thể cuối quá trình thải cỡng bức p
r
:
P
r
phụ thuộc chủ yếu vào số vòng quay trục khuỷu và sức cản của
hệ thống thải:
[P
r
] =[1,06..1,09] .10
5
N/m
2
. ở đây ta chọn P
r
=1,06.10
5
[N/m
2
].
12- Nhiệt độ cuối quá trình thải T
r
.
T
r
phụ thuộc vào , n, thành phần khí hỗn hợp , góc phun sớm.
[T
r
] =680-900[

0
k] ,ta chọn T
r
= 800 [
0
k].
13- Độ sấy nóng khí nạp T.
Giá trị T phụ thuộc vào kết cấu thiết bị sấy nóng, kết cấu và cách bố trí của
đờng nạp và cách bố trí của đờng thải, số vòng quay n, hệ số d lợng không khí
.
[T] =10-25
0
k . Ta chọn T = 15
0
K.
14- Chỉ số nén đa biến trung bình n
1
.
n
1
phụ thuộc vào số vòng quay, kích thớc xy lanh, kiểu làm mát,
mức độ cờng hoá động cơ.[ n
1
] =1.34-1.39. chọn n
1
=1,36
15- Hệ số sử dụng nhiệt
z
.

z
là tỷ số giữa lợng nhiệt biến thành công và tổng lợng nhiệt
cung cấp ban đầu.
G
VHD
:TS.Nguyn Hong V -- 18 -- HVTH: Nguyn Kim Cng