Phân tích cơ sở lý thuyết và mô phỏng đặc điểm cấu tạo, quy trình tháo lắp, kiểm tra, điều chỉnh BCA-VP trên động cơ thuỷ cummins

- i -
MỤC LỤC
CHƯƠNG I...............................................................................................................................................................2
- 1 -
LỜI NÓI ĐẦU
Nhằm nâng cao kiến thức và áp dụng khoa học vào lĩnh vực nghiên cứu, nằm
trong mục tiêu đào tạo cho sinh viên ngành cơ khí Động lực tàu thuyền của trường
đại học Nha Trang và góp phần làm phong phú thêm các bài giảng về động cơ nhất là
động cơ diesel trang bị trên tàu thuỷ. Trên cơ sở đó em chọn đề tài:
Phân tích cơ sở lý thuyết và mô phỏng đặc điểm cấu tạo, quy trình tháo lắp,
kiểm tra, điều chỉnh BCA-VP trên động cơ thuỷ Cummins.
Nội dung:
1. Tổng hợp kiến thức về hệ thống nhiên liệu phục vụ động cơ.
2. Đặc điểm cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ thuỷ Cummins.
3. Mô phỏng đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động và quy trình tháo
lắp, kiểm tra, điều chỉnh BCA-VP trên động cơ thuỷ Cummins.
Với kiến thức với thời gian có hạn nên đề tài của em còn nhiều sai sót, kính
mong sự chỉ dẫn của quý thầy giáo và các bạn đóng góp ý kiến để cho đề tài của em
được hoàn thiện hơn.
Em cũng xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn: T.S. Lê Bá Khang, Đại lý
độc quyền DICFH TECHNOLOGY và các thầy trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ em
để hoàn thành đề tài này.
Nha trang, tháng 10 / 2007
Sinh Viên thực hiện
Võ Chí Dũng
- 2 -
Chương I
TỔNG HỢP KIẾN THỨC VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
PHỤC VỤ ĐỘNG CƠ
1. Tổng quan về động cơ đốt trong
Căn cứ vào vị trí đốt nhiên liệu, người ta phân chia động cơ nhiệt thành hai:

động cơ đốt trong và động cơ đốt ngoài. Ở động cơ đốt trong nhiên liệu được đốt
cháy bên trong không gian công tác động cơ. Ở động cơ đốt ngoài nhiên liệu được
đốt cháy trong lò đốt riêng biệt để cấp nhiệt cho môi chất công tác (MCCT), sau đó
MCCT được dẫn vào không gian công tác của động cơ, tại đó MCCT dãn nở để
chuyển hóa nhiệt năng thành cơ năng.
Theo cách phân loại như trên thì các loại động cơ có tên thường gọi như: động
cơ xăng, động cơ diesel, động cơ piston quay, động cơ piston tự do, động cơ phản
lực, tuabine khí…đều có thể xếp vào nhóm động cơ đốt trong; còn động cơ hơi nước
kiểu piston, động cơ Stirling, tuabine hơi nước thuộc nhóm động cơ đốt ngoài. Tuy
nhiên theo quy ước, thuật ngữ “động cơ đốt trong” (Internal Combustion Engine)
thường được dùng chỉ loại động cơ có cơ cấu truyền lực kiểu piston – thanh truyền –
trục khuỷu, trong đó piston chuyển động tịnh tiến qua lại trong xylanh động cơ. Các
loại động cơ khác thường được gọi bằng các tên riêng.
Bảng.1.1. Phân loại theo các tiêu chí khác nhau động cơ đốt trong
Tiêu chí Phân loại
Loại nhiên liệu
- Động cơ chạy bằng nhiên liệu lỏng dễ bay hơi
như: xăng, cồn, benzol…
- Động cơ chạy bằng nhiên liệu lỏng khó bay hơi
như: gas oil, mazout…
- Động cơ chạy bằng khí đốt.
Phương pháp phát hỏa
- Động cơ phát hỏa bằng tia lửa
- Động cơ diesel
- Động cơ semidiesel
Cách thực hiện CTCT - Động cơ 4 kỳ
- 3 -
- Động cơ 2 kỳ
Phương pháp nạp khí mới
- Động cơ không tăng áp

- Động cơ tăng áp
Đặc điểm kết cấu
- Động cơ một hàng xylanh
- Động cơ hình sao, hình chữ V, W, H…
- Động cơ có một hàng xylanh thẳng đứng, ngang,
nghiêng.
Theo tính năng
- Động cơ thấp tốc, trung tốc và cao tốc
- Động cơ công suất nhỏ, vừa và lớn
Theo công dụng
- Động cơ cơ giới đường bộ
- Động cơ thủy
- Động cơ máy bay
- Động cơ tĩnh tại
Động cơ phát hỏa bằng tia lửa – loại động cơ đốt trong hoạt động theo nguyên
lý: nhiên liệu được phát hỏa bằng tia lửa được sinh ra từ nguồn nhiệt bên ngoài
không gian công tác của xylanh. Chúng ta có thể gặp những kiểu động cơ phát hỏa
bằng tia lửa với các tên gọi khác như: động cơ Ôtô, động cơ carburetor, động cơ
phun xăng, động cơ đốt trong cưỡng bức, động cơ hình thành hỗn hợp cháy từ bên
ngoài, động cơ xăng, động cơ gas...Nhiên liệu dùng cho động cơ phát hỏa bằng tia
lửa thường là nhiên liệu lỏng dể bay hơi như: xăng, cồn, benzol, khí hóa lỏng…
Trong các loại nhiên liệu kể trên thì nhiên liệu xăng là sử dụng phổ biến nhất từ thời
kỳ đầu phát triển động cơ cho đến nay.
Động cơ diesel – là loại động cơ đốt trong hoạt động theo nguyên lý: nhiên liệu
tự phát hỏa khi được phun vào buồng đốt chứa khí nén có áp suất và nhiệt độ cao.
Động cơ 4 kỳ - loại động cơ đốt trong có chu trình công tác được hoàn thành
sau 4 hành trình của piston.
Động cơ 2 kỳ - loại động cơ đốt trong có chu trình công tác được hoàn thành
sau 2 hành trình của piston.
1.2.Tổng quan hệ thống phục vụ động cơ

1.2.1. Nhiệm vụ
- 4 -
Để đảm bảo cung cấp đủ nhiên liệu, dầu nhờn, nước và không khí cho động
cơ diesel chính và phụ, cũng như loại bỏ sản phẩm cháy của thiết bị năng lượng tàu
và điều khiển nó, người ta trang bị các hệ thống: nhiên liệu, bôi trơn, làm mát bằng
nước, không khí nén, khí xả và điều khiển.
1.2.2. Phân loại và nhiệm vụ của các hệ thống phục vụ chính của động cơ.
1.2.2.1. Hệ thống làm mát
1.Nhiệm vụ và yêu cầu:
Khi máy đốt trong làm việc, những bộ phận tiếp xúc với khí cháy sẽ nóng lên.
Nhiệt độ chúng đôi khi khá cao, tới (400- 500)ºc (Nắp xylanh, đỉnh piston, xupap xả,
đầu vòi phun…). Để đảm bảo độ bền của vật liệu chế tạo ra các chi tiết máy ấy, để
đảm bảo độ nhớt của dầu bôi trơn ở giá trị có lợi, để giữ tốt cho nhiệt độ cháy của
nhiên liệu trong máy mà không để xảy ra sự ngưng đọng của hơi nước trong
xylanh… Người ta phải làm mát động cơ.
Yêu cầu: về mặt nhiệt độ của máy khi đã làm mát thoả mãn, cùng một lúc điều
kiện về độ bền nhiệt của vật liệu, về tính bôi trơn của dầu mỡ bôi trơn, về điều kiện
nhiệt của sự đốt cháy nhiên liệu ở tốc độ thấp.
Lượng nhiên liệu mang vào khoảng (18- 21) % nhiệt lượng sinh ra khi đốt
nhiên liệu trong máy. Tỷ lệ này còn phụ thuộc loại máy to hay nhỏ, 4 kỳ hay 2 kỳ, có
tăng áp hay không và mức độ tăng áp cao hay thấp.
2. Phân loại:
Theo môi chất làm mát được dung, người ta chia HTLM ra làm hai loại:
HTLM bằng nước, bằng không khí, bằng dầu đốt, bằng dầu bôi trơn, bằng hơi
nước…
Theo cách truyền dẫn môi chất: có loại tuần hoàn kín, loại hở và kết hợp kín
và hở.
1.2.2.2. Hệ thống bôi trơn:
1. Chức năng, Nhiệm vụ, Yêu cầu
Máy đốt trong được tạo bởi các hệ thống, cơ cấu, mối ghép…Khi làm việc,

các bộ phận có chuyển động tương đối với nhau. Tại bề mặt liên kết của chúng sẽ
- 5 -
nẩy sinh ma sát và hao mòn. Người ta đưa chất bôi trơn vào những chỗ ma sát ấy, tạo
ra môi trường có lợi cho ma sát và hao mòn. Các chất bôi trơn thường dùng trong
máy đốt trong là dầu mở, graphit…nó đóng vai trò môi trường. Nó cho phép thay đổi
loại ma sát và dạng hao mòn. Như vậy,chức năng của bôi trơn là điều khiển ma sát
và hao mòn của máy.
Nhiệm vụ: HTBT có nhiệm vụ làm giảm ma sát và hao mòn của máy. Do vậy nó
làm tăng hiệu suất, tuổi thọ, tính tin cậy của máy khi làm việc.
Ngoài ra, bôi trơn kết hợp với nhiệm vụ khác như: làm mát, làm sạch, làm kín,
giảm tiếng ồn, rung động…
Tuy nhiên khi làm mát cho mối ghép, bôi trơn đã tăng bền và chống dính, chống
tróc cho bề mặt làm việc… đã tác động có lợi cho ma sát và hao mòn. Như vậy phân
ra nhiệm vụ chính, phụ chỉ là tương đối.
Yêu cầu:
1- Chất bôi trơn phải phù hợp với từng loại động cơ (2 kỳ hay 4 kỳ, tăng áp
hay không tăng áp, tốc độ cao hay thấp…), phù hợp với chế độ, điều kiện, nhiệm vụ
của cơ cấu, hệ thống mối ghép… , và nó phải bôi trơn. Phải dễ kiếm có lượng đủ
dùng, giá thành có thể chấp nhận được, lại không độc hại. Bền vững về tính chất bôi
trơn, không hoặc ít tạo cấn , tạo bột: không hoặc ít bị phân giải (trừ trường hợp chủ
ý); không gây cháy, nổ…
2- Chất bôi trơn phải phải được đưa tới chỗ cần bôi trơn một cách liên tục, đều
đặn với lưu lượng, trạng thái (áp suất, nhiệt độ) tính chính xác và có thể kiểm tra,
điều chỉnh và điều khiển được.
3- Các thiết bị, bộ phận… của HTBT phải đơn giản dễ sử dụng, tháo lắp, kiểm
tra, điều chỉnh… có khả năng tự động hoá cao, nhưng giá thành vừa phải.
- 6 -
2. Phân loại:
1- Theo cách đưa dầu tới bề mặt bôi trơn, người ta chia HTBT ra làm các loại
sau đây:

+ Vung toé.
+ Nhỏ giọt (có chu kỳ, tự động và không chu kỳ không tự động).
+ Cưỡng bức áp suất thấp, áp suất cao (tuần hoàn hoặc không tuần hoàn).
+ Kết hợp đồng thời các phương pháp trên.
2- Theo cách đưa dầu vào động cơ, có hai loại:
+ Cacte ướt.
+ Cacte khô.
2.3. Hệ thống trao đổi khí:
1. Nhiệm vụ, yêu cầu
CCTĐK đóng vai trò chính trong việc đưa khí nạp vào và đẩy khí xả ra khỏi
xylanh động cơ (gọi tắt là khí xả và khí nạp).
Ở động cơ Disel, khí nạp là không khí.
Khí xả là sản phẩm cháy , chủ yếu là khí Cacbonic và hơi nước.
Việc nạp phải đầy, nghĩa là hệ số nạp cao. Việc xả phải sạch, nghĩa là hệ số khí
sót phải thấp. Yêu cầu này đến đâu tuỳ thuộc vào từng loại máy 4 kỳ hay 2 kỳ ,
phương pháp trao đổi khí, cấu tạo các bộ phận cơ cấu.
- 7 -
Chương II
ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC TRÊN ĐỘNG CƠ THUỶ
CUMMINS NTA855M
2.1. Lịch sử phát triển của động cơ Cummins
Hơn 3/4 thế kỷ, công ty Cummins đã trở thành người đi dầu trong thị trường
châu Mỹ về động cơ diesel. Từ những hoạt động cỡ nhỏ có khả năng cạnh tranh toàn
cầu, Cummins đã tạo ra những dòng sản phẩm đạt tiêu chuẩn: chất lượng cao, công
nghệ tiên tiến. những tiêu chuẩn đó đã trở thành truyền thống ăn sâu vào ý thức của
người lãnh đạo và công nhân của hãng Cummins.
2.1.1. Sự ra đời của động cơ Cummins
Công ty Cummins được sáng lập ngày 3 tháng 2 năm 1919 trên cơ sở mua
bán những bộ phận máy móc hiện đại. William Glaton “W.G” Irwin, người sáng lập
ra ngân hàng columbus là người đóng vai trò chủ đạo cho sự xuất hiện của công ty,

ông cũng là người giữ vị trí qian trọng trong một vùng của thủ đô. người phát minh ra
động cơ Cummins đó là một người lái xe và bảo dưỡng máy móc cho ông Irwind tên
là Clessis Lyle Cummins, ông phát minh ra động cơ Cummins bằng cách tự học hỏi.
sau khi biết được tài năng của ông , ông Irwind đã đưa ông vào lĩnh vực kinh doanh
của mình. Trong chiến tranh thế giới thứ nhất, Clessis đã mở ra cửa hiệu động cơ với
sự cộng tác của chính phủ. Sau đó ông chuẩn đoán được những hạn chế trong phát
minh của Rudoph Diesel năm 1980 (trong khi vẫn chưa được công bố trên thị
trường), ông đã khắc phục được hạn chế của hệ thống nhiên liệu và tuổi bền của
động cơ. cuối cùng đi vào kinh doanh, Cummins được công nhận đăng ký bản quyền
sản xuất từ Ducth Disesel và đăng ký tên Hvid.
Động cơ Hvid đầu tiên của hãng Cummins được sản xuất năm 1919, có công
suất 6 mã lục, 4 kỳ công suất phát ra không đổi, giống như các loại động cơ Diesel
khác, Cummins tìm thấy những công nghệ còn yếu kém và nguyên nhân cơ bản.
nhưng với sự giúp đỡ của kỹ sư H.L.Knudsen từ mô hình Hvid tạo ra mô hình mới
nổi trội hơn và Clessie bắt tay vào công việc thiết kế. ông sớm trở thành người tiên
phong sử dụng hệ thống phun nhiên liệu độc lập.
- 8 -
Mặc dù việc cải tiến công nghệ rất thuận lợi nhưng vẫn còn sự tồn tại công
nghệ cũ và sau đó động cơ Cummins được bán đến những vùng đất khô hạn cho
người nông dân sủ dụng như những thử nghiệm. Vào năm 1924, một sự kiện lớn xẩy
ra đã làm sụp đổ kỷ nguyên phát triển của công ty, làm lui lại sự tiến bước của công
ty trên thị trường máy thủy.
 Động cơ Cummins trên thị trường
Clessie đã trang bị một máy Diesel trên một xe hòm sang trọng vào ngày
giáng sinh năm 1929, W.G. Irrwwi lái chiếc xe Diesel đầu tiên tại Mỹ. Đây là một sự
đánh cược của công ty với khuynh hướng mới, Clessie đã xác định được sự phổ biến
của xe hơi sử dụng dầu Diesel. Ông ta đã cho xe chạy thử dọc bờ biển Daytona và đo
thấy chỉ tốn có 11,22 đô la chi phí nhiên liệu. Năm 1931 ông đã thành công khi thử
một động cơ Cummins với sức tải và khả năng chống phá hỏng đường dài 13.535
dặm tại Indianapolis. Năm 1933 Cummins đã cho ra đời kiểu mẫu mới, là dòng sản

phẩm đã mang lai cho công ty rất nhiều thành công. Năm 1934 J. Irwin Miller cháu
nội của W.G. Irwin trở thành người đứng đầu công ty. Ông đưa ra bảy chiến lược
quảng bá sản phẩm chất lượng cao cùng với sự phục vụ xuyên quốc gia để giúp công
ty vượt qua trì trệ, năm 1937 công ty bắt đầu kinh doanh có lãi.
 Thị trường trong chiến tranh thế giới:
Trong suốt chiến tranh thế giới thứ II, hầu hết các công ty sản xuất để phục
vụ cho quân đội và hạm đội Mỹ. Lúc này Cummins sản xuất ra những sản phẩm chịu
được điều kiện khắc nghiệt từ nước nhiệt đới tới vùng bắc cực. Từ đó Cummins trở
thành liên minh phát triển mạnh mẽ tại châu Âu – châu Mỹ và một số nước cũng trở
thành thị trường của Cummins. Năm 1950, Mỹ đem về một số lượng lớn các chương
trình xây dựng và hỗ trợ quá trình vận chuyển 1000 xe tải được trang bị động cơ
Cummins. Ra đời với yêu cầu kinh tế, sức mạnh sự tin cậy và bền bỉ được đáp ứng.
Bằng sự tổ hợp các cơ sở và các quá trình kiểm tra trên đường thử 500 dặm,
Cummins đã tạo ra công nghệ mới và đã tạo ra cuộc cách mạng thật sự với kim phun
định thời. theo thống kê năm 1950 Cummins đã bán được 100 triệu đô la trên thị
trường xe tải nhẹ
- 9 -
 Mở rộng quan hệ quốc tế và công nghệ mới:
Cùng với sự vững chắc tại quê hương và mở rộng đến các nước khác.
Cummins nhận thấy việc sản xuất các thiết bị một cách dễ dàng bên ngoài nước Mỹ.
đầu tiên họ ở tại Shotts Scoand năm 1956. Gần đây nhất là năm 1960, Cummins đã
lên kế hoạch và đầu tư ở một số nước khác tại châu Âu, Brazil, Úc, Ấn Độ, Mêxicô,
Nhật Bản và trong thời gian đó họ đã bán và phục vụ đến 2500 đại lý tại 98 nước trên
thế giới trong đó có Việt Nam. Song Cummins vẫn đầu tư phát triển mạnh công nghệ
tại Mỹ.
 Năm 1980 về sau : Sự tổ chức lại cho tương lai.
Cummins được sự chỉ đạo của bộ công nghiệp Mỹ: nhằm đương đầu với
những thử thách về cạnh tranh toàn cầu năm 1980, để theo kịp những thử thách công
ty đã thực hiện khối lượng lớn các công trình nghiên cứu và bắt tay vào đầu tư 1,3 tỷ
đô la cho kế hoạch cải thiện trang thiết bị thiết kế mới. Gần đây nhất năm 1990 công

ty đã hoàn tất việc di chuyển các bộ phận ra quốc tế với các nơi tập trung sản xuất
như: Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ. Công ty động cơ Cummins đã tạo ra sự thay đổi
phi thường trong lịch sử lâu dài. Ngày nay với sự cạnh tranh toàn cầu Cummins đáp
ứng hầu hết các tiêu chuẩn về công nghệ để phục vụ khách hàng và dĩ nhiên
Cummins vẫn giữ vị trí là người tiên phong trong những năm tới.
2.1.2. Cummins tại thị trường Việt Nam:
Từ mục tiêu xâm nhập toàn cầu, Cummins đã không ngừng đi tìm thị trường
thế giới. Năm 1994 Cummins một lần nữa trở lại châu Á và không ngần ngại bước
vào Việt Nam một nước đang phát triển cũng là một thị trường đầy tiềm năng. Đến
nay Cummins đã có 3 văn phòng đại diện và 3 đại lý độc quyền trên 3 miền đất nước
tại Việt Nam.
- Tại Hà Nội
Văn phòng đại diện tại tầng trệt MACHINOIMPORT BLDG, số 8 - đường
Tràng Thi- quận Hoàng Kiếm - Thủ Đô Hà Nội, điện thoại (84-4)8260332-8255394
Đại lý độc quyền có tên DICFH TECHNOLOGY, số 94 – đường Trần Quốc
Toản - quận Hoàn Kiếm - Thủ đô Hà Nội, điện thoại (84-4)9424725.
- 10 -
- Tại Đà Nẵng:
Văn phòng đại diện số 85- đường Quang Trung- Thành phố Đà Nẵng, điện
thoại (84-511)835457.
Đại lý độc quyền có tên DICFH TECHNOLOGY, số 167 - đường Trần Phú
- quận Hải Châu – thành phố Đà Nẵng, điện thoại (84-511)887212.
- Tại thành phố Thành Phố Hồ Chí Minh:
Văn phòng đại diện ở tầng 3 IBC BUILDING, số 1A - đường Mê Linh -
quận 1- Thành phố Hồ Chí Minh, điện thoại (84-8)8294102-8294103.
Đại lý độc quyền DICFH TECHNOLOGY, số 189 - đường Điện Biên Phủ -
Phường 15 - quận Bình Thạnh – Thành phố Hồ Chí Minh, điện thoại (84-8)5121334.
2.2. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ CUMMINS.
2.2.1. MỘT SỐ ĐỘNG CƠ THUỶ CUMMINS
Động cơ Cummins có rất nhiều loại từ loại công suất nhỏ vài chục mã lực

đến loại động cơ có công suất trung bình vài trăm đến vài ngàn mã lực và động cơ có
công suất lớn đến vài chục ngàn mã lực. Nhưng hiện nay ở nước ta và một số nước ở
khu vực châu Á sử dụng các loại động cơ Cummins sau:
 Động cơ Cummins KTA19M
Động cơ thuỷ Cummins KTA19M là động có công suất định mức là 448 Hp,
tốc độ quay định mức là 1800 v/ph. Động cơ Cummins KTA19M là động cơ Diesel 4
kỳ, 6 xylanh, một hàng thẳng đứng, khởi động bằng điện. Hệ thống làm mát với hai
vòng tuần hoàn, nước ngọt làm mát từ két giản nỡ trực tiếp đi làm mát động cơ, nước
được bơm ngoài tàu lên đi làm mát nước ngọt và các bộ phận khác của động cơ. Hệ
thống bôi trơn tuần hoàn kín cacte ướt. Khí nạp được đưa vào động cơ bằng hệ thống
xupap nạp và được tăng áp bằng máy nén dẫn động bằng khí xả động cơ, có sử dụng
hệ thống làm mát khí nạp. Khí thải đưa ra ngoài động cơ bằng hệ thống xuppap xả
sau đó đi dẫn động tuabin tăng áp và được thải ra ngoài. Tốc độ quay lớn nhất máy
đạt được khi không mang tải là (1962 – 2106) v/ph, tốc độ quay nhỏ nhất máy vẫn
hoạt động được khi không mang tải là (675 – 775) v/ph.
K: Ký hiệu đời động cơ (máy Cummins đời thứ K)
- 11 -
T: Động cơ có sử dụng tuabin tăng áp.
A: Động cơ có sử dụng hệ thống làm mát khí nạp.
19: Tổng dung tích xylanh (lít).
M: Động cơ dùng cho tàu thuỷ.
+Các thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ Cummins KTA19M
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ Cummins KTA19M
TT TÊN THÔNG SỐ SỐ LƯỢNG ĐƠN VỊ
1 Số xylanh, số kỳ 6,4
2 Đường kính xylanh 159 mm
3 Hành trình piston 159 mm
4 Tổng dung tích xylanh 19 Lít
5 Tốc độ quay định mức 1800 v/ph
6 Trọng lượng khô 1725 Kg

7 Chiều dài 1539 mm
8 Chiều rộng 965 mm
9 Chiều cao 1928 mm
10 Vận tốc trung bình của piston 9.5 m/s
11 Thứ tự nổ 1-5-3-6-2-4
12 Tỷ số nén 15.5::1
13 Công suất định mức 448 Hp
14 Lượng tiêu thụ nhiên liệu giờ 62.8 Lít/h
 Động cơ Cummins NTA855M
+ Các thông số kỹ thuật của động cơ Cummins NTA885M
Bảng 2.2: Các thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ Cummins
NTA855M
TT TÊN GỌI SỐ LƯỢNG ĐƠN VỊ
1 Số xylanh, số kỳ 6,4
2 Đường kính xylanh 140 mm
3 Hành trình piston 152 mm
4 Tổng dung tích xylanh 14 Lít
5 Tốc độ quay định mức 1800 v/ph
6 Trọng lượng khô 3600 Kg
7 Chiều dài 1503 mm
8 Chiều rộng 965 mm
9 Chiều cao 1695 mm
- 12 -
10 Vận tốc trung bình của piston 10.7 m/s
11 Thứ tự nổ 1- 5- 3- 6- 2- 4
12 Tỷ số nén 14.5: 1
13 Công suất định mức, công suất lớn nhất 350,400 Hp
14 Lượng tiêu thụ nhiên liệu giờ 79.1 Lít/h
 Động cơ Cummins KTA38M2
Động cơ KTA38M2 là động cơ Diesel thuỷ cao tốc (vận tốc trung bình của

piston V= 10.3 m/s), 4 kỳ, 12 xylanh được đặt hình chử V, có công suất định mức là
1050 Hp ứng với mức độ quay là 1600 v/ph. Tốc độ quay lớn nhất của động cơ khi
không mang tải là (2125- 2282), tốc độ quay nhỏ nhất khi động cơ không mang tải là
(575- 650) v/ph.
K: Ký hiệu đời động cơ (máy Cummins đời thứ K)
T: Động cơ có sử dụng tuabin tăng áp.
A: Động cơ có sử dụng hệ thống làm mát khí nạp.
38: Tổng dung tích xylanh (lít).
M: Động cơ dùng cho tàu thuỷ.
Các thông số cơ bản của động cơ KTA38M2
Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ KTA38M2
TT TÊN GỌI SỐ LƯỢNG ĐƠN VỊ
1 Số xylanh, số kỳ 12,4
2 Đường kính xylanh 159 mm
3 Hành trình piston 159 mm
4 Tổng dung tích xylanh 38 Lít
5 Tốc độ quay định mức 1600 v/ph
6 Trọng lượng khô 8200 Kg
7 Chiều dài 2065 mm
8 Chiều rộng 1405 mm
9 Chiều cao 1661 mm
10 Vận tốc trung bình của piston 10.3 m/s
11 Thứ tự nổ 1R- 6L- 5R- 2L- 3R- 4L-
- 13 -
6R- 1L- 2R- 5L- 4R- 3L
12 Tỷ số nén 15.5:1
13 Công suất định mức 1050 Hp
14 Lượng tiêu thụ nhiên liệu giờ 454 Lít/h
2.2.2. Chọn động cơ cho đề tài nghiên cứu
+Có rất nhiều loại động cơ Cummins, nhưng do xét thấy động cơ Cummins

NTA855M có tính năng kỹ thuật và điều kiện làm việc thích hợp với điều kiện làm
việc thích hợp với điều kiện khắc nghiệt (nhiệt đới) ở nước ta. Mặc khác công suất
động cơ lại phù hợp dể lắp ráp trên tàu đánh cá xa bờ cộng với giá mua không quá
cao, chi phí nhiên liệu vừa phải nên em chọn động cơ Cummins NTA855M làm
động cơ nghiên cứu cho đề tài.
+ Cụ thể: ngoài một số thông số kỹ thuật trên bảng 2.2, động cơ Cummins còn có
một số đặc điểm sau: Hệ thống làm mát gián tiếp, hai vòng tuần hoàn, nước ngọt làm
mát trực tiếp động cơ và nước bơm từ ngoài tàu vào làm mát cho nước ngọt. Hệ
thống bôi trơn cacte ướt, bôi trơn cưỡng bức bằng bơm bánh răng. Hệ thống nạp có
sử dụng tuabin tăng áp, dòng khí nạp sau tuabin tăng áp có áp suất 1143 mmHg và
được làm mát bằng hệ thống làm mát khí nạp. Nạp, xả bằng xupap. Hệ thống nhiên
liệu có bơm vận chuyển nhiên liệu không sử dụng bơm cao áp, vòi phun sử dụng là
vòi phun bơm cao áp liên hợp dẫn động cơ khí, áp suất trên đường dầu cao áp là 1109
Kpa. Tốc độ quay lớn nhất khi máy hoạt động không mang tải là 2289 v/ph – 2475
v/ph, tốc độ quay nhỏ nhất mà máy có thể hoạt động được khi không mang tải là 575
– 675 v/ph.
K: Ký hiệu đời động cơ (máy Cummins đời thứ K)
T: Động cơ có sử dụng tuabin tăng áp.
A: Động cơ có sử dụng hệ thống làm mát khí nạp
Tổng dung tích xylanh là: 14 lít.
2.3.ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA ĐỘNG CƠ CUMMINS NTA855M
2.3.1. Cấu tạo tổng thể
- 14 -
Hình 2.1. Hình chiếu đứng phía trước động cơ Cummins NTA855M
- 15 -
1- Nắp két nước giản nỡ.
2- Kính xem mực nước.
3- Ống nối lối ra bình làm mát.
4- Đường ống cung cấp nước cho bình
làm mát khí nạp.

5- Ống khí xả.
6- Ống dẫn khí nạp.
7- Bình làm mát khí nạp.
8- Lỗ thông hơi cacte.
9- Ống cấp khí nạp.
10- Van điều tiết dầu hồi.
11- Nắp lọc không khí.
12- Lọc không khí.
13- Ống góp khí nạp.
14- Ống dẫn nước từ bình làm mát về.
15- Van điều chỉnh cung cấp nhiên liệu.
16- Vỏ bọc bánh đà.
17- Vị trí lắp cảm biến tốc độ.
18- Lỗ thông hơi và châm dầu cacte.
19- Hộp số.
20- Bệ đỡ hộp số.
21- Ống thông hơi cacte.
22- Bệ đỡ phía sau máy.
23- Máng dầu cacte.
24- Lỗ tháo dầu cacte.
25- Lọc dầu.
26- Chỗ lắp ống cấp dầu.
27- Cần bơm tay nhiên liệu.
28- Bơm nhiên liệu.
29- Bộ phận điều khiển đồng hồ đo tốc
độ.
30- Bệ đỡ phía trước máy.
31- Bộ phận giảm rung.
32- Bơm dầu bôi trơn.
33-Tấm kim loại tháo được để kiểm tra

34- Tấm chắn bảo vệ dây curoa.
35- Nút tráng kẽm.
36- Bình làm mát nước- nước
37- Máy phát.
38- Két giản nỡ.
- 16 -
Hình 2.2: Hình chiếu đứng phía sau động cơ Cummins NTA855M
1- Ống cấp khí nạp.
2- Ống cấp dầu tuabin tăng áp.
3- Ống dẫn khí nạp.
4- Tuabin tăng áp.
5- Chỗ nối ống xả khí.
6- Ống cấp nước cho bộ làm mát khí nạp.
7- Van hằng nhiệt.
8- Chỗ nối với lối ra nước ngoài tàu.
9- Két giản nỡ.
10- Nắp két giản nỡ.
11- Bình làm mát nước- nước.
12- Nút tráng kẽm.
13- Bình chống ăn mòn hoá học.
14- Ống góp khí nạp.
15- Bình làm mát dầu bôi trơn.
16- Bộ phận giảm rung.
17- Bơm nước (vòng ngoài).
18- Chỗ nối ống cấp nước.
19- Bệ đỡ phía sau máy.
20- Lọc dầu bôi trơn.
21- Máng dầu cacte.
22- Que thăm dầu cacte.
23- Vị trí lắp bộ đo nhiệt độ dầu cacte.

24- Lỗ xả dầu cacte.
25- Máy khởi động
26- Ống dầu hồi từ lọc nhánh mạch dầu
bôi trơn.
27- Bệ đỡ phía trước máy.
28- Bệ đỡ hộp số.
29- Que thăm dầu hộp số.
30- Hộp số.
31- Lỗ thông hơi và thăm dầu hộp số.
32- Lọc nhánh lọc dầu bôi trơn.
33- Lối ra của bình làm mát dầu bôi trơn
hộp số.
34- Bình làm mát dầu bôi trơn hộp số.
35- Lối vào của bình làm mát dầu bôi
trơn hộp số.
36- Bình lọc không khí.
37- Nắp bình lọc không khí.
- 17 -
Hình 2.3: Hình chiếu bằng động cơ Cummins NTA855M
1- Bình lọc không khí.
2- Bệ đỡ hộp số.
3- Bệ đỡ phía trước máy.
4- Ống thông hơi cacte.
5- Lỗ thông hơi cacte
6- Vỏ đậy xupap.
7- Bình làm mát khí nạp.
8- Ống dầu khí nạp.
9- Lỗ châm dầu nắp xupap.
10- Ống cấp nước cho bộ phận làm mát
khí nạp.

11- Máy phát.
12- Bệ đỡ phía sau máy.
13- Vỏ bảo vệ dây curoa.
14- Kính xem mực nước.
15- Két giản nỡ.
16- Nắp két giản nỡ.
17- Chỗ nối với lối ra
18- Van hằng nhiệt.
19- Chỗ nối ống xả khí.
20- Ống góp nước.
21- Tuabinh tăng áp.
22- Ống góp khí xả.
23- Ống cấp khí nạp.
24- Lọc không khí.
25- Van điều tiết dầu hồi.
- 18 -
Hình 2.4: Hình chiếu cạnh của động cơ Cummins NTA855M
1- Nắp bình lọc không khí.
2- Bình lọc không khí.
3- Ống cấp nước cho bộ làm mát khí
nạp.
4- Kính xem mực nước.
5- Bình làm mát khí nạp.
6- Ống góp khí nạp.
14- Bơm nước vòng ngoài.
15- Chỗ nối ống cấp nước.
16- Bơm nước làm mát máy.
17- Ống cấp nước cho bình làm mát
nước- nước.
7- NÚT TRÁNG KẼM.

8- Máy phát.
9- Tuyền động bơm nhiên liệu.
10- Bộ giảm rung.
11- Bệ đỡ phía sau máy.
12- Lỗ tháo dầu cacte.
13- Hộp số.
18- Chỗ nối với lối ra nước ngoài tàu.
19- Bình làm mát nước- nước.
20- Két nước giản nỡ.
21- Chỗ nối ống xả khí.
- 19 -
2.2.3. Nguyên lý làm việc tổng thể của động cơ thuỷ Cummins NTA855M.
Động cơ thuỷ Cummins NTA855M là động cơ 4 kỳ, có nguyên lý hoạt
động: chu trình của nó được hoàn thành sau 4 chu kỳ của piston, với 2 vòng quay của
trục khuỷu.
 Hành trình nạp:
Trong hành trình nạp, piston đi từ DCT đến DCD, xupap nạp mở, xupap xả
đóng. Không khí được hút vào xylanh. Thực tế xupap mở trước (góc nạp sớm) trước
khi piston lên DCT và đóng muộn (góc nạp muộn) sau khi piston xuống đến DCD.
 Hành trình nén:
Trong hành trình nén, piston đi từ DCD đến DCT, cả 2 xupap đều đóng.
Do bị piston nén nên áp suất, nhiệt độ của không khí trong xylanh tăng dần. Khi
piston tới gần DCT, nhiên liệu bắt đầu phun vào buồng đốt và tự bốc cháy (đủ P,S)
làm cho áp suất và nhiệt độ trong xylanh tăng lên đột ngột.
 Hành trình sinh công:
Trong hành trình này, piston được khí cháy trong xylanh có áp suất cao đẩy
từ DCT đến DCD và làm trục khuỷu quay. Lúc này cả 2 xupap hút, xả đều đóng.quá
trình cháy nhiên liệu vẫn tiếp tục diễn ra ở giai đoạn đầu của hành trình sinh công.
 Hành trình xả.
Trong hành trình xả, piston đi từ DCD đến DCT, xupap nạp đóng ,xupap xả

mở. khí thải trong xylanh bị piston đẩy ra ngoài qua xupap xả. Thực tế xupap xả mở
trước một góc (góc xả sớm) trước khi piston đến DCD và đóng muộn (góc xả muộn)
sau khi piston đến DCT.
Bảng tóm tắc chu trình công tác của động cơ Diesel 4 kỳ.
Hành trình Nạp Nén Sinh công Xả
Chuyển vị của
piston
DCT→ DCD DCD→DCT DCT→ DCD DCD→DCT
Xupap nạp Mở Đóng Đóng Đóng
Xupap xả Mở Mở Mở Mở
Khí mới đi vào
xylanh
Không khí - - -
- 20 -
Vòi phun nhiên liệu Đóng Mở tại Cph Đóng Đóng
Môi chất công tác KK+ Khí sót KK+ Khí sót Hỗn hợp Khí thải
Góc quay trục khuỷu
0→180 º 180 º→ 360 º 360 º→540 º 540 º→720 º

+ Góc nạp sớm (ns) là góc quay trục khuỷu tính từ điểm xupap nạp bắt đầu
mở đến DCT trong hành trình xả.
+ Góc nạp muộn (nm) là góc quay trục khuỷu tính từ DCD đến khi xupap
đóng hoàn toàn trong hành trình nén.
+ Góc xả sớm (xs) là góc quay trục khuỷu tính từ điểm xupap xả bắt đầu
mở đến DCD trong hành trình cháy và sinh công.
+ Góc xả muộn (xm)) là góc quay trục khuỷu tính từ DCT đến khi xupap xả
đóng hoàn toàn trong hành trình nạp.
2.2.3. Các bộ phận, hệ thống của động cơ Cummins NTA855M.
2.3.3.1. Bộ khung động cơ.
1. Nắp xylanh.

Trên hình: 2.5
Hình 2.5: Nắp xylanh
- 21 -
1- Móng hãm; 2- Xupap nạp.
3- Xupap xả;10- Phớt.
4- Dẫn hướng lò xo xupap.
5- Lò xo xupap;8- Nút giản nỡ.
6- Nắp xylanh.
7- Dẫn hướng xupap xả.
9- Nút giản nỡ.
11- Vỏ bọc ngoài đầu vòi phun.
12- Dẫn hướng xupap nạp.
13- Dẫn hướng lò xo xupap nạp.
14- Vòng đệm của xupap nạp.
15- Vòng đệm của xupap xả.
16- Ống có ren.
17- Chốt khía rảnh.
18- Bulong nắp xylanh.
19- Miếng đệm nắp xylanh.
20- Vòng đệm.
Nắp xylanh của động cơ Cummins NTA855M được làm bằng thép hợp kim
có hệ số toả nhiệt, độ bền cơ thích hợp với điều kiện làm việc ứng suất cơ và nhiệt độ
cao. Được chế tạo riêng cho từng xylanh nhằm dễ dàng trong việc chế tạo, lắp ráp
bảo quản, sửa chữa. Nắp xylanh có hình dạng chữ nhật, trên nắp có khoét lỗ dẫn
nước đi làm mát nắp và các khoang chứa nước (áo nước) làm mát tránh cho nắp bị
quá tải về nhiệt đảm bảo cho động cơ làm việc ổn định, nước làm mát này được liên
thông từ các ống nước làm mát xylanh. Ngoài ra trên nắp xylanh còn có khoan các lỗ
để lắp vòi phun, lắp van an toàn, ống dẫn khí nạp, khí xả … nắp xylanh được liên kết
với thân xylanh bằng 6 bulong 11/16-16x71/4 inches, lực xiết giữa các bulong được
phân bố đều, giữa nắp xylanh và thân xylanh có một goong kín nước, kín nắp xylanh

động cơ và hơi bị rò ra ngoài giảm công suất động cơ. Nhìn chung nắp xylanh động
cơ Cumminss NTA855M rất phức tạp.
2. Khối thân động cơ Cummins NTA855M

- 22 -
Hình 2.6: Khối thân động cơ Cummins NTA855M.
+ Đặc điểm cấu tạo:
Thân động cơ Cummins NTA855M được đúc liền thành khối bằng
thép rất chắc chắn, trên thân máy có khoét các lỗ để lắp khối xylanh, lắp các đường
ống khí xả, nạp và khoan các lỗ có ren bên trên để lắp nắp xylanh của động cơ bằng
bulong. Ngoài ra trên thân máy còn khoan các lỗ tròn để dẫn nước làm mát và khoét
các khoang chứa nước để làm mát khối xylanh, hai bên thân máy có khoan các lỗ có
ren để bắt các chi tiết của máy bằng bulong như: bệ đỡ máy, ống dẫn dầu, lọc dầu…
phía dưới thân máy có một nửa bệ đỡ chính của máy được chế tạo liền với thân máy,
một nửa còn lại của bệ đỡ chính được chế tạo rời và lắp với nhau bằng bulong.
2.3.3.2.Cơ cấu piston- thanh truyền- trục khuỷu, trục cam.
Hình 2.7: Thanh truyền, trục khuỷu, trục cam.
1. Cơ cấu piston- thanh truyền- trục khuỷu.
Nhiệm vụ: cơ cấu piston- thanh truyền - trục khuỷu có nhiệm vụ biến
chuyển động tịnh tiến của piston- xylanh thành chuyển động quay của trục khuỷu và
ngược lại. Hay nói cách khác có nhiệm vụ biến nhiệt năng (nhiệt của khí cháy tác
dụng lên đầu piston) thành cơ năng (momen quay của trục khuỷu).
+ Nhóm piston
- 23 -
Nhóm piston nằm trong thân sơ mi xylanh bao gồm: piston, chốt
piston, vòng hãm chốt piston, xéc măng khí, xác măng dầu.
- Đặc điểm cấu tạo:
Động cơ Cummins NTA855M là động cơ cao tốc, piston của nó làm bằng hợp kim
nhôm vừa đảm bảo tính gọn nhẹ, giảm được lực quán tính trong quá trình hoạt động
vừa truyền nhiệt, tản nhiệt nhanh và đảm bảo kết cấu vững chắc. Piston được làm hai

phần , phần đỉnh và phần thân, váy piston (còn gọi là phần dẫn hướng của piston).
Đỉnh piston được chế tạo lồi ở giữa (có phần hơi tù) và có khoét 4 gờ (như hình vẽ
2.10) để tạo ra xoáy lốc cho dòng khí nén làm cho nhiên liệu phun vào buồng đốt
được hoà trộn tốt hơn, đều và tơi hơn, giúp cho nhiên liệu cháy hoàn toàn làm tăng
hiệu suất của động cơ. Thân, váy piston chế tạo k
há dài đảm bảo dẫn hướng tốt. Trên thân, váy piston có chế tạo lỗ và bệ để lắp chốt
piston, gần đỉnh piston có khoét một rãnh để tản nhiệt và 4 rãnh khác để lắp xéc
măng, gồm 3 xéc măng khí, 1 xéc măng dầu.
Chốt piston được chế tạo hình trụ có khoét lỗ ở giữa hoặc không, chốt piston
được mạ một lớp hợp kim chống mài mòn. Chốt piston được lắp vào thân piston và
bên trong có vòng hãm.
Xéc măng gồm : 3 xéc măng dầu và một xéc măng khí, xéc măng khí được mạ
lớp mặt ngoài bằng một lớp hợp kim chống mài mòn, ăn mòn hoá học và chịu được
nhiệt độ cao. Vật liệu chế tạo xéc măng có hệ số dẫn nhiệt, toả nhiệt cao. Xéc măng
dầu cũng làm bằng vật liệu như xéc măng khí nhưng xéc măng dầu có lỗ ở giữa xéc
măng để thoát dầu bôi trơn. Các xéc măng đều có miệng vát 45 º.
- 24 -
Hình 2.8: Nhóm piston.
1- Piston.
2- Xéc măng dầu
3,4,5: Xéc măng khí
6- Chốt piston
7- Vòng hãm chốt piston.
+Nhóm thanh truyền
1- Piston.
2- Xéc măng dầu.
3,4,5- Xéc măng khí
6- Chốt piston
7- Vòng hãm chốt piston.
Hình 2.9: Nhóm piston.