Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống bôi trơn động cơ DSC-80 sau khi tăng áp thành động cơ DSC-80TA

mở đầu
Nh chúng ta đã biết, chiếc động cơ đốt trong ra đời năm 1860. Trải qua
hơn một thế kỷ, ngành động cơ đốt trong ngày nay đã trở thành một trong các
ngành công nghiệp chủ chốt của các nớc công nghiệp phát triển và đóng một
vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, là nguồn động lực cho các phơng
tiện vận tải nh ô tô, máy bay, tàu thuỷ, tàu hoả,...và các máy công tác nh máy
phát điện, các máy công cụ sử dụng trong nông nghiệp... Năng lợng do động
cơ đốt trong cung cấp chiếm khoảng 80% tổng số năng lợng tiêu thụ trên trái
đất. ở nớc ta, động cơ đốt trong đang đợc dùng với một số lợng tơng đối lớn,
vấn đề phát triển công nghiệp sản xuất ô tô đang đợc quan tâm với xu hớng
nội địa hoá ngày càng cao, trong đó có việc chế tạo động cơ đốt trong.
Đợc sự giúp đỡ của nớc cộng hoà Bê- la-rus, nớc ta đã lắp đặt dây chuyền
chế tạo và lắp ráp động cơ DSC-80 tại công ty Diesel Sông Công. Động cơ này
đã đợc sử dụng nhiều trong nông nghiệp, vận tải đờng sông và đánh bắt ven bờ
v.v.., trong lĩnh vực quân sự đã có đề tài cấp Bộ Quốc phòng nghiên cứu thay
thế cho động cơ xăng lắp trên ô tô ZIL130 của Cục vận tải, Tổng cục Hậu cần.
Trong quá trình sử dụng, việc nghiên cứu tăng áp để nâng cao các chỉ tiêu
công tác cho động cơ đợc nhiều nhà khoa học trong và ngoài nớc quan tâm.
Điển hình là dự án thiết kế và chế tạo động cơ diesel tăng áp chế tạo trong nớc
và đang triển khai tại Tổng công ty máy động lực Việt Nam.
Khi tăng áp cho động cơ, các thông số động lực học của động cơ đã thay
đổi, làm ảnh hởng đến sự làm việc của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền, đến các
hệ thống của động cơ, trong đó có hệ thống bôi trơn. Vì vậy việc đánh giá khả
năng làm việc của hệ thống bôi trơn động cơ DSC-80 sau khi tăng áp có ý nghĩa
khoa học và thực tiễn, khẳng định khả năng ứng dụng các kết quả tăng áp cho
động cơ DSC-80.
1
Trên cơ sở kết quả luận án tiến sỹ về đề tài tăng áp cho động cơ DSC-80
của tiến sĩ Lê Đình Vũ, đợc sự giúp đỡ của PGS, TS Lại Văn Định tôi thực hiện
đề tài:
Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống bôi trơn động cơ DSC-80

sau khi tăng áp thành động cơ DSC-80TA
Mục đích của đề tài:
Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống bôi trơn động cơ DSC-80 sau khi
tăng áp và đề xuất các giải pháp kỹ thuật cần thiết đảm bảo khả năng làm việc
của hệ thống bôi trơn sau khi tăng áp.
Nội dung của đề tài:
Mở đầu.
Chơng 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu.
1.1. Phơng án tăng áp của động cơ DSC-80.
1.2. Các thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ DSC-80TA.
1.3. Đặc điểm kết cấu động cơ DSC-80 và hệ thống bôi trơn.
1.4. Các chỉ tiêu đánh giá khả năng làm việc của hệ thông bôi trơn.
Chơng 2. Tính toán động lực học động cơ DSC-80TA
2.1. Các thông số nhiệt động của chu trình công tác động cơ DSC-80TA
2.2. Tính toán động lực học của động cơ DSC-80TA
2.3. Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên cổ trục 2- 3 động cơ DSC-80TA
Chơng 3. Đánh giá khả năng làm việc của hệ thống bôi trơn của động cơ DSC-
80TA
3.1 Tính toán ổ trợt.
3.2. Tính toán lu lợng dầu bôi trơn cần thiết và lu lợng của bơm dầu nhờn.
3.3. Tính toán két làm mát dầu nhờn
Kết luận và kiến nghị.
Do thời gian có hạn, khả năng tiếp cận của bản thân còn hạn chế nhất định
nên nội dung của luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong sự góp ý
của các thầy và các bạn đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện hơn.
2
Chơng I
tổng quan về vấn đề nghiên cứu
1.1. Phơng án tăng áp của động cơ DSC-80
Động cơ DSC-80 là động cơ diesel cao tốc, 4 kỳ đợc thiết kế và chế tạo

để lắp trên máy kéo, tàu thuyền và đã đợc nghiên cứu lắp trên xe ZIL- 130 thay
cho động cơ xăng. Trong quá trình khai thác sử dụng, động cơ thờng phải làm
việc ở những chế độ thay đổi cả về tốc độ và phụ tải. Những chế độ này thờng là
những chế độ chuyển tiếp. Do vậy khi thực hiện tăng áp bằng tua bin khí, tác
giả luận án Tiến sĩ Lê Đình Vũ đã chọn hệ thống tăng áp xung nhằm sử dụng đ-
ợc tối đa năng lợng của khí thải trong đờng ống thải để đa vào giãn nỡ và sinh
công trong tua bin. Ưu điểm của hệ thống tăng áp xung so với hệ thống tăng áp
đẳng áp trên các động cơ có kích thớc, công suất lớn và mức độ tăng áp cao đợc
thể hiện ở các điểm sau đây:
- Khi áp suất khí thải trong đờng ống thải có tính chất xung thì công suất
của tua bin lớn hơn nhiều so với khi áp suất là đẳng áp vì khi đó tua bin sử dụng
đợc năng lợng của khí thải hiệu quả hơn. Do đó nếu cùng giá trị áp suất của khí
thải trong đờng ống thải trớc khi vào tua bin thì áp suất của khí nén do máy nén
tạo ra sẽ lớn hơn. Đồng thời áp suất khí thải trong đờng ống ứng với giai đoạn
trùng điệp của pha phối khí sẽ thấp hơn nhiều so với áp suất của không khí nén
trong đờng ống nạp, vì vậy sẽ làm tăng đợc hệ số nạp cho động cơ. Nh vậy, nếu
để đảm bảo áp suất khí nén cần thiết nh nhau thì áp suất trung bình của khí thải
trong đờng ống của hệ thống tăng áp xung có thể nhỏ hơn sơ với hệ thống tăng
áp đẳng áp. Do đó ở động cơ 4 kỳ tổn thất cho quá trình bơm sẽ nhỏ.
Nếu hệ thống tăng áp xung đợc thiết kế đúng sẽ bảo đảm việc quét sạch
các xi lanh tốt hơn vì áp suất khí thải trong đờng ống thải ở giai đoạn trùng điệp
của xu páp có giá trị nhỏ. Do quét sạch có thể tăng đợc hệ số nạp của động cơ
3
giảm đợc ứng suất nhiệt, độ tin cậy và tuổi thọ của tua bin mặc dù năng lợng
của dòng khí thải khi vào tua bin giảm xuống nhng không đáng kể.
- Khi đảm bảo giữ nguyên hình dạng đờng cong đặc tính áp suất khí thải
của động cơ trong hệ thống năng lợng sử dụng của chúng trớc tua bin không
phụ thuộc vào chế độ tốc độ của động cơ. Thậm chí cả khi tốc độ vòng quay của
động cơ bị giảm, hiệu suất của tua bin trong hệ thống tăng áp xung sẽ lớn hơn
vì thời gian tăng áp suất trong đờng ống sẽ kéo dài và dịch chuyển về cuối hành

trình lu động của dòng khí(phía tua bin). Đồng thời áp suất của không khí nén ở
những chế độ vòng quay thấp sẽ giảm ít hơn.
Đối với động cơ sử dụng hệ thống tăng áp xung thì chất lợng làm việc ở
nhũng chế độ chuyển tiếp sẽ tốt hơn. Trong trờng hợp sử dụng hệ thống tăng áp
đẳng áp thời khi tăng tải đột ngột, các thông số của chu trình công tác sẽ kém đi
vì số vòng quay của tua bin máy nén và áp suất của khí nén tăng lên chậm,
do đó hệ số nạp và hệ số d lợng không khí của hỗn hợp cháy sẽ có giá trị
thấp. Trong trờng hợp này, để cải thiện các chỉ tiêu công tác của động cơ ngời
ta phải sử dụng biện pháp cấp khí bổ sung(bằng tay hoặc tự động). Ngợc lại ở
hệ thống tăng áp xung thì khi tăng tải đột ngột, áp suất không khí nén sẽ tăng
lên rất nhanh do khi tăng tải đột ngột, các dao động của áp suất khí thải trong đ-
ờng ống nối động cơ với tua bin sẽ tăng lên nhanh. Do năng lợng của dòng khí thải
tuốc bin tăng làm cho vòng quay của bộ tua bin máy nén tăng lên nhanh. Do vậy
đối với dộng cơ DSC-80 là động cơ diesel cao tốc, thờng làm việc ở những chế độ
tốc độ và phụ tải thay đổi thì việc thực hiện tăng áp bằng hệ thống tăng áp xung
cho động cơ là hợp lý và có hiệu quả cao hơn.
1.2. Các thông số kĩ thuật cơ bản của Động cơ DSC-80, DSC-80TA.
1.2.1. Các thông số kỹ thuật cơ bản của Động cơ DSC-80.
Các thông số cơ bản của động cơ DSC-80 đợc thống kê trong bảng 1.1.
[8]
Bảng 1.1. Các thông số cơ bản của động cơ DSC-80
4