thiết kế quy trình gia công vỏ hộp giảm tốc (ko kèm bản vẽ)

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG
1. Điều kiện làm việc và chức năng
_ Chi tiết là vỏ hộp tốc độ , đây là phần phía trên có tác dụng để lắp ổ lăn
đỡ trục.
_ Bề mặt làm việc chủ yếu là lỗ φ 40 để lắp ổ lăn 6203, mặt đáy được
dùng lắp với phần dưới của hộp
_ Những vò trí tương quan quan trọng cần đảm bảo là độ đồng tâm giữa 2
lỗ φ 40 ; độ song song giữa mặt đáy và tâm lỗ
_ Chi tiết làm việc trong trạng thái tónh; không yêu cầu nhiệt luyện.
2. Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết
_ Đây là chi tiết dạng hộp . Hình dạng chi tiết tương đối đơn giản. Các bề
mặt làm việc có vò trí tương quan tương đối đơn giản; độ dày chi tiết tương đối
đều đặn nên thuận lợi dùng phôi đúc : chỉ cần một mặt phân khuôn.
_ Có nhiều bề mặt không yêu cầu gia công cắt gọt do đó đỡ tốn nguyên
công gia công; các mặt còn lại sử dụng các phương pháp gia công truyền thống
như tiện, khoan, khoét, phay, mài, doa để đạt được yêu cầu kỹ thuật.
3. Phân tích yêu cầu kỹ thuật của chi tiết
_ Do hình dáng hình học của chi tiết chỉ ở mức độ đơn giản, kết cấu dễ
phân khuôn nên thuận lợi cho phương pháp đúc tạo phôi. Các bề mặt không gia
công có độ chính xác và độ nhám do phương pháp chế tạo phôi quyết đònh
_ Lỗ lắp ổ lăn có kí hiệu 6203 tra trong bảng P2-12 tr263 sách tính tốn
thiết kế tập 1 có thơng số như sau : D=40, d=17, b=11, r=1. Ổ lăn cấp chính xác
P6 , miền dung sai lắp ổ lăn với lỗ được tra trong bảng 2-17 tr85 ST1 là H7. Với
cấp chính xác 7 của lỗ tra trong bảng 2-8 tr61 ST1 ta được sai lệch giới hạn là
+0.025mm , dung sai độ đồng trục giữa 2 lỗ φ 40 là 0.04mm (2-37 Tr103 ST1).
Dung sai độ trụ và tròn của lỗ là 0.012 (2-35 Tr101 ST1)


_ Mặt đáy có thể dùng phương pháp phay đạt độ chính xác 10 và
Rz20 ( HDTKDACNCTM Tr57). Độ // giữa mặt đáy và tâm lỗ là 0.016 ( bảng
2.36 tr102 ST1) . Độ phẳng của mặt đáy là 0.06 ( bảng 2.34 tr100 ST1). Dung sai

khoảng cách của mặt đáy với tâm lỗ là ±0.05 (B 3-91 Tr248 ST1)
_ 4 lỗ φ 6 để bắt bulon có thể dùng phương pháp khoan đạt cấp chính xác
12 . Hai trong 4 lỗ dùng làm lỗ định vị nên dùng thêm pp doa đạt cấp chính xác 7
_2 mặt đầu dùng để đậy nắp , mặt bên phải có thể dùng pp phay thơ đạt cấp
chính xác 12 và độ bóng Rz40 , mặt bên trái có kết cấu lõm vào 2mm nên dùng pp
tiện thơ đạt cấp chính xác 12 và độ bóng Rz40. Độ // giữa 2 mặt đầu là 0.2( B2-36
Tr102 ST1). Độ vng góc giữa mặt đầu và tâm lỗ ø40 là 0.16 ( B2-36 Tr102
ST1)
_ Lỗ ren M6 dùng để gắn nút thăm dầu và 8 lỗ M4 để giữ nắp liền với thân
có thể dùng pp khoan lỗ và taro ren theo tiêu chuẩn
_Các bề mặt còn lại khơng cần gia cơng cắt gọt có thể chọn đạt cấp chính
xác 14 và độ bóng Rz40 . dung sai tra trong bảng 3.91 tr248 ST1 và được ghi trên
bản vẽ chi tiết . Với u cầu này thì pp đúc trong khn kim loại đạt cấp chính xác
II có thể đáp ứng
XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
Chọn dạng sản xuất :
Việc chọn dạng sản xuất nhằm mục đích lựa chọn một qui trình công nghệ hợp
lý, nâng cao hiệu quả kinh tế,
Trong ngành chế tạo máy người ta phân biệt ra làm 3 dạng sản xuất :
_ Sản xuất đơn chiếc.
_ Sản xuất hàng loạt.( loạt lớn, loạt vừa và loạt nhỏ )
_ Sản xuất hàng khối.
Tính khối lượng chi tiết
Khối lượng của chi tiết đònh xác đònh bởi công thức :
Q1 = V.y
Với V : thể tích của chi tiết (m3).
y: khối lượng riêng của chi tiết (kg/m3).
Từ các kích thước cho trên bảng vẽ, ta tính được thể tích :

V = 0,23 (m3)
Vì vật liệu là gang xám nên ta có :
y = 7,2 (kg/m3)
Vậy

Q = 0,23 .7,2 = 1,7 (kg).

với khối lượng của chi tiết khoảng 1,7 kg, ta xác đònh sản lượng chi tiết cần
chế tạo trong một năm của nhà máy như sau :
α
β
N = No.m(1+
)(1+
), chiếc/năm
100

100

Trong đó :
No: số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch.
m : số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm, (chiếc).
β : số phần trăm dự trữ cho chi tiết máy nói trên dành làm phụ tùng,
α : số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo ( α = 3 ÷ 6% )

ta có:
No = 35000 chiếc
m=1
α = 6% & β = 6%
⇒

N = 39200 (chiếc/năm)
Theo bảng 2 Tr14 TLI ta có dạng sản xuất là hàng loạt lớn

CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
1. Chọn dạng phôi
_ Dạng sản xuất hàng loạt lớn
_ Khối lượng chi tiết Q1 = 1,7kg.
_ Hình dáng hình học của chi tiết tương đối đơn giản.
_ Chi tiết làm việc trong trạng thái tónh
⇒ Chọn dạng phôi là phôi đúc, vật liệu là gang GX 15-32.


2. Phương pháp chế tạo phôi
_ Chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn kim loaị , Dung sai
kích thước đạt được là IT14. vật đúc đạt cấp chính xác II. Độ nhám bề
mặt đạt được là Rz40. (B3-66 Tr235 ST1)
_ Khn có kết cấu gồm 2 nửa khn, 1 phễu rót, 1 đậu ngót , rãnh dẫn đặt
ngay ở mặt phân khn, độ dốc thốt khn là 1º30’ ( B3-7 Tr 177 ST1),
lõi liền và chỉ có thể sử dụng 1 lần, sau khi dỡ khn thì phá lõi để lấy chi
tiết
_Vì phải phá lõi khi dỡ khn nên ta sử dụng lõi cát, thành phần bao gồm :
cát , đất sét , chất kết dính . Làm lõi trong hộp lõi bằng máy
_Góc lượn chi tiết đúc được tính theo cơng thức (a+b)/4 và ưu tiên những
trị số : 1,2,3,5,8, 10, ….( B3-7 tr178 ST1). Tính tốn sơ bộ ta thấy các góc
dao động trong khoảng R2.7 _R 4, lưu ý rằng trong cùng 1 chi tiết thì số
góc lượn khác nhau phải là nhỏ nhất nên ta chọn chung 1 trị số là R3
_Chọn vật liệu làm khn là gang ,đặc điểm của chi tiết đúc là nhỏ nên tuổi
thọ của khn là 1000-5000 chi tiết ( B3-8 tr179 ST1)

H: Bản vẽ phôi đúc thân hộp tốc độ


Trong cuộc sống hiện đại cùng với sự phát triển của xã hội việc vận chuyển hàng
hóa và đi lại của con người giữa vùng này và vùng khác, giữa nước này và nước khác là
một nhu cầu không thể thiếu.
Ngành vận tải nói chung và ngành vận tải ôtô nói riêng có chức năng vận chuyển
hành khách và hàng hóa, nhằm đáp ứng nhu cầu đi lại của con người cũng như nhu cầu
cho sản xuất và tiêu dùng. Là mạch máu của nền kinh tế quốc dân, có liên quan trực tiếp
đến tất cả các ngành ở mỗi quốc gia, giao lưu liên vận quốc tế. Là khâu then chốt là đòn
bẩy đối với toàn bộ các hoạt động kinh tế văn hóa xã hội. Đặc biệt còn làm nhiệm vụ
chuyển tải giữa các ngành vận tải khác như: Vận tải đường không vận tải đường thủy,
vận tải đường sắt đến các địa điểm sản xuất và tiêu dùng.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngành vận tải ôtô cũng phát triển
không ngừng, nhằm tạo ra các dòng xe chuyên dùng và hiện đại để phục vụ cho nhu cầu
ngày càng tăng và yêu cầu ngày càng khắt khe của xã hội. Trong đó dòng xe du lịch được
chú trọng cải tiến nhất với cả về mẫu mã và chất lượng vì nó đáp ứng nhu cầu đi lại và
tiện lợi trong việc lưu thông hiện nay. Đặc biệt động cơ được là bộ phận được quan tâm
nhất, vì nó là bộ phận phát ra công suất chính cho xe, tiêu thụ nhiên liệu và thải khí thải
ra môi trường chung quanh. Hệ thống nhiên liệu trong động cơ được đặt lên hàng đầu để
các nhà sản xuất nghiên cứu để cải tiến làm sao tận dụng tối đa lượng nhiên liệu cần thiết
cung cấp cho động cơ được sử dụng triệt để và có hiệu quả nhất, để giảm bớt tiêu hao
nhiên liệu nhằm giảm lượng khí thải độc hại ra môi trường và hạ giá thành sản phẩm.
Từ ngày đầu sơ khai là động cơ hơi nước (đầu máy hơi nước) mà nhiên liệu chủ yếu
là than đá với hiệu suất ηe có ích chỉ đạt từ ηe = 0.09 ÷ 0.14. Rất nặng và cồng kềnh vì
cần có nhiều trang bị phụ như: Nồi hơi, buồng cháy và máy nén… khởi động chậm và
khó khăn, bảo dưỡng khó khăn và tốn rất nhiều nước trong suốt quá trình hoạt động. Hiện
nay qua hơn hai thế kỷ cải tiến kỹ thuật và ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật khác
vào động cơ thì động cơ ôtô hiện nay đã được cải tiến thành động cơ động cơ đốt trong
hoàn chỉnh chủ yếu các nhiên liệu lỏng và hóa lỏng như: Xăng, dầu điêden, hoặc ga hóa

lỏng, hoặc hỗn hợp các loại nhiên liệu trên. Với hiệu suất có ích cao có thể đạt được từ ηe
= 0.4÷ 0.52, có kích thước nhỏ gọn, khối lượng nhẹ vì toàn bộ chu trình của động cơ đốt
trong được thực hiện trong một thiết bị duy nhất, khởi động nhanh và dễ dàng, ít hao
nước, bảo dưỡng đơn giản và thuận tiện.
Trong đó, hệ thống nhiên liệu động cơ xăng được cải thiện rõ rệt và đã có được
những bước đột phá vượt bậc. Hệ thống nhiên liệu sử dụng bộ chế hòa khí đơn giản nhất
là bộ chế hòa khí kiểu bốc hơi có cấu tạo rất đơn giản, việc hòa trộn không khí và nhiên
liệu (hòa khí) xảy ra trực tiếp trong bình xăng và tiếp tục trên đường ống nạp bằng việc
cho không khí đi qua mặt thoáng của bình xăng tận dụng sự bốc hơi của xăng hình thành


hòa khí rồi qua đường ống nạp đi vào động cơ. Rồi đến, bộ chế hòa khí kiểu phun có cấu
tạo khá phức tạp nó dựa vào áp suất chân không để vận hành việc phun xăng từ bình xăng
ra đường ống nạp để tạo thành hòa khí cung cấp cho động cơ. Sau đó là bộ chế hòa khí
loại hút đơn giản, nó lợi dụng áp suất dư trên đường ống nạp bằng việc thay đổi kích
thước của cổ góp trong khí lưu lượng của dòng khí không đổi để hút xăng từ bình xăng
vào đường ống nạp để tạo thành hòa khí. Và bộ chế hòa khí hút hiện đại có nguyên lý
hoạt động gàn giống như bộ chế hòa khí đơn giản nhưng nó có thêm các hệ thống và cơ
cấu phụ khác ngoài hệ thống phun chính như: Hệ thống không tải, hệ thống làm đậm,
bơm tăng tốc, hệ thống khởi động, cơ cấu hiệu chỉnh độ cao so với mặt nước biển, cơ cấu
hiệu chỉnh theo trạng thái của động cơ, hiệu chỉnh không tải nhanh, hiệu chỉnh không tải
cưỡng bức, hạn chế tốc độ cực đại. Nhằm tạo thành hòa khí có thành phần khí nhiên liệu
phù hợp với mọi chế độ hoạt động của động cơ. Các hệ thống nhiên liệu trên liên tục
được cải tiến và nâng cấp tuy nhiên chúng vẫn còn tồn tại một số khuyết điểm như:
Thành phần hỗn hợp không khí_nhiên liệu không được tối ưu, do các mạch xăng ở các
chế độ làm việc hoàn toàn điều khiển bằng cơ khí. Nếu hoà khí quá đậm dẫn đến xăng
cháy không hết sản sinh ra khí độc như HC, CO và ngược lại nếu hoà khí quá nhạt sẽ sinh
ra khí độc NOx. Các xilanh trên cùng một động cơ nhận lượng hoà khí đồng nhất, hỗn
hợp không khí_nhiên liệu càng xa bộ chế hòa khí càng giàu xăng.
Để tối ưu hóa việc cung cấp nhiên liệu cho động cơ và khắc phục các nhược điểm

trên, hiện nay cùng với sự phát triển của các ngành khác đặc biệt là ngành điện tử và vi
mạch điện tử. Người ta đã áp dụng các thành tựu của các ngành khoa học này để cải tiến
hệ thống cung cấp nhiên liệu xăng cho ôtô đời mới. Và hệ thống phun xăng điện tử đã ra
đời nó kết hợp giữa các tín hiệu điện tử, bộ vi xử lý và hệ thống nhiên liệu thông thường,
nó giúp khắc phục các nhược điểm không thể khắc phục được của bộ chế hòa khí và giúp
cho việc tạo ra hòa khí để cung cấp cho xi lanh động cơ được chính xác, thuận lợi hơn,
tiết kiệm tối đa nhiên liệu, giảm khí thải độc hại ra môi trường và công suất động cơ được
nâng cao. Vì việc cung cấp nhiên kiểu để tạo thành hòa khí trong động cơ được điều
chỉnh bằng bộ điều khiển điện tử thông minh (ECU) và hoàn toàn tự động.


Điều đó đã được các hãng xe lớn trên thế giới như:Honda, Toyota, Mecider, Pord…
đặc biệt quan tâm và phát triển từ những thập niên 90 của thế kỷ trước. Trong đó nỗi lên
là hãng Honda ra đời tại Nhật Bản đầu tiên vào năm 1973 trải qua tám thời kỳ cải tiến kỹ

thuật và phát triển quan trọng đến năm 2006 hãng đã cho ra đời dòng xe đời mới hạng
sang đó là xe Honda Civic 2.0 i-VTEC. Có công nghệ tiến, giá thành hạ và chức năng an
toàn vượt trội như:
Hình 0-1 Xe Honda Civic 2.0 i-VTEC trên thị trường
Xe được trang bị động cơ đời mới K20Z2, sử dụng hệ thống phun xăng điện tử đa
điểm tiên tiến nhất hiện nay, có hệ thống đóng mở xupáp thông minh nhằm tiết kiệm
nhiên liệu, khung gầm chắc chắn, hệ thống lái ổn định, hộp số năm tay số tự động, khả
năng chống xóc, chung rung và chống ồn đặc biệt tốt, với giá cả hợp lý khoảng 605 triệu
đồng Việt Nam (vào năm 2008). Nên kể từ khi Honda Việt Nam chính thức giới thiệu xe
Honda Civic trên thị trường Việt Nam vào ngày 24 tháng 8 năm 2006 cho đến ngày 19
tháng 10 năm 2007 các đại lý của hãng Honda đã bán được 4000 xe Civic, liên tục giữ
ngôi đầu trong phân khúc thị trường xe cùng loại.
Với tất cả các ý nghĩa nêu trên em đã chọn “Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ
K20Z2 lắp trên xe Honda Civic 2.0 i-VTEC” làm đề tài tốt nghiệp cho mình nhằm tìm
hiểu kĩ hơn nữa về hệ thống nhiên liệu động cơ xăng, một lĩnh vực luôn được ưu tiên phát

triển qua các giai đoạn phát triển của ngành công nghiệp ôtô.
Với những nội dung chính sau:
+ Tổng quan về hệ thống nhiên liệu động cơ xăng.
+ Giới thiệu chung động cơ về K20Z2.
+ Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ K20Z2.
+ Động học và động lực học.
+ Tính toán lượng phun và kiểm tra vòi phun.


1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG
1.1. Nhiệm vụ của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng
Chuẩn bị và cung cấp hỗn hợp hơi xăng và không khí (hoà khí) cho động
cơ, đảm bảo số lượng và thành phần của hỗn hợp không khí và nhiên liệu
luôn phù hợp với chế độ làm việc của động cơ.
Hệ thống nhiên liệu của động cơ xăng bao gồm các thiết bị: Thùng xăng,
bơm xăng, lọc xăng... Đối với hệ thống nhiên liệu phun xăng điện tử còn có
ống phân phối, vòi phun chính, vòi phun khởi động lạnh, bộ điều áp, bộ
giảm chấn áp suất nhiên liệu, các cảm biến và hệ thống điều khiển kim phun
ECU.
1.2. Các yêu cầu hỗn hợp cháy của động cơ xăng
1.2.1. Yêu cầu nhiên liệu xăng
Để đảm bảo cho động cơ hoạt động bình thường xăng phải đạt các yêu cầu sau:
+ Có độ bay hơi thích hợp để động cơ dễ khởi động và làm việc ổn định, không tạo
ra hiện tượng nghẽn hơi, đặc biệt vào mùa hè khi nhiệt độ môi trường cao.
+ Có tính chống kích nổ cao, để động cơ làm việc bình thường ở phụ tải lớn.
+ Có tính ổn định hóa học tốt, không tạo ra các hợp chất keo trong bình chứa, khi
cháy không để lại muộn than trong buồng đốt và không ăn mòn các chi tiết trong động
cơ.
+ Không đông đặc khi nhiệt độ hạ thấp, không hút nước và tạo ra các tinh thể nước
đá khi gặp lạnh.

1.2.2. Tỷ lệ hỗn hợp giữa nhiên liệu và không khí (hoà khí)
+ Có thành phần hỗn hợp thích ứng với từng chế độ làm việc của động cơ.
+ Hỗn hợp phải đồng nhất trong xilanh và như nhau với mỗi xilanh.
+ Đáp ứng từng chế độ làm việc của động cơ, thời gian hình thành hỗn hợp phải
đảm bảo tốc độ.
+ Hỗn hợp cung cấp phải đáp ứng với ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường và nhiệt
độ động cơ.
+ Thành phần nhiên liệu phải đảm bảo giúp cho sự hình thành hỗn hợp tốt.

+ Công suất, suất tiêu hao nhiên liệu và thành phần khí thải phù hợp
với tỷ lệ hỗn hợp khí trên động cơ.


+Với động cơ xăng tỷ lệ hỗn hợp không khí - hơi xăng là 14,7 trên 1.
+ Lượng nhiên liệu được phun tùy theo tải, tốc độ động cơ và một
thành phần tùy theo thành phần của khí thải.
+ Sự hoạt động phụ thuộc chế độ hoạt động: Chế độ không tải, một
phần tải, đầy tải mà dẫn đến hệ số dư lượng không khí thích hợp.
1.2.3. Hệ số dư lượng không khí (α)
α=

Gk
Gnl .L0

Trong đó: Gk, Gnl- Lưu lượng không khí và nhiên liệu qua bộ chế hoà khí
[kg/s]
L0- lượng không khí lý thuyết dùng để đốt cháy 1 kg nhiên liệu
[kg/kgnl]
Ne

ge

Giaìu xàng
Ngheìo xàng

0

Nemax

Ne
ge min

ge

0

0

0,9

1

1,1

Hình 1-1 Đồ thị biểu diễn công suất (Ne) và suất tiêu hao nhiên liệu (ge) theo hệ
số dư lượng không khí (α)
Dựa vào đồ thị ta thấy công suất động cơ (Ne) đạt cực đại khi hỗn hợp hoà khí
đậm (α = 0,8 ÷ 0,9) và suất tiêu hao nhiên liệu (ge) cực tiểu khi hỗn hợp hoà khí hơi
loãng (α = 1,05 ÷ 1,15)

Hình 1-2 Đồ thị biểu diễn thành phần khí thải theo hệ số dư lượng không khí (α)
CH- Hydrocarbons; CO- Carbon monoxide; Nox- Nitrogen monoxide.
+ Với α= 1 lượng không khí nạp bằng lượng không khí lý thuyết.
+ Với α<1 không khí nạp ít, hỗn hợp giàu nhiên liệu. Như vậy công suất tăng nhưng
tiêu hao nhiên liệu cũng tăng.
+ Khi α = 0,80 ÷0,95 công suất động cơ đạt cực đại.
+ Với α > 1 không khí nạp nhiều, hỗn hợp nghèo nhiên liệu, nhiên liệu tiêu thụ ít.
Công suất động cơ thấp hơn.
+ Với α > 1,3 hỗn hợp không thể kéo dài sự cháy, với hai hình vẽ trên chứng tỏ rằng
công suất động cơ, suất tiêu hao nhiên liệu, thành phần khí thải luôn bị ảnh hưởng của hệ
số dư lượng không khí (α).
Từ đó, chúng ta thấy rằng không có một giá trị nào thích hợp cho mọi điều kiện
của động cơ.
+ Trên thực tế, hệ số dư lượng không khí bằng 0,9 ÷1,1 là thích hợp nhất.
Tuy vậy để đạt được giới hạn này người ta phải đo lưu lượng không khí hút vào động
cơ, từ đó đưa ra lượng nhiên liệu thích hợp.

+ Khi α= 0,885 ÷0,9 công suất động cơ đạt tối đa, lượng không khí thiếu so
với trường hợp lý tưởng từ 5 ÷15%. Bộ phận đáp ứng chế độ này tương đương với
bộ phận mở rộng cánh bướm ga trong bộ chế hòa khí.
+ Khi α= 1,05 ÷1,15 khi đó suất tiêu hao nhiên liệu bé nhất, lượng không khí thiếu
khoảng 20%.

1.2.4. Đường đặc tính của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng
Là quan hệ giữa hệ số dư lượng không khí theo độ chân không ở họng α = f(ΔPh)
1.2.4.1. Bộ chế hoà khí đơn giản

Hệ số dư lượng không khí (α) của hoà khí trong bộ trong bộ chế hoà
khí đơn giản sẽ giảm dần (tức hoà khí đậm dần lên) khi tăng độ chân không

ở họng hoặc lưu lượng không khí qua họng. Trên thực tế, mật độ không khí
giảm dần khi tăng độ chân không ở họng (∆p) trong khi đó khối lượng riêng
của xăng (ρnl) hầu như không thay đổi, đó là lý do làm cho hoà khí đậm dần
khi tăng ∆p.