LUẬN văn cơ KHÍ CHẾ tạo máy ỨNG DỤNG AUTODESK INVENTOR mô PHỎNG ĐỘNG cơ DIESEL DEAWOO lập QUY TRÌNH GIA CÔNG TAY BIÊN (THANH TRUYỀN)

Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ

---oOo--Cần Thơ, ngày 20/11/2010

PHIẾU ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
NĂM HỌC: 2010 – 2011
 Tên đề tài: ỨNG DỤNG AUTODESK INVENTOR MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ
DIESEL DEAWOO. LẬP QUY TRÌNH GIA CÔNG TAY BIÊN (THANH
TRUYỀN).
 Cấp đề tài: LUẬN VĂN.
 Thời gian thực hiện: Từ 10/8/2010 đến 01/12/2010.
 Địa điểm thực hiện: Xưởng cơ khí -Khoa Công Nghệ - Trường Đại Học Cần
Thơ.
 Cán bộ hướng dẫn : Th.S VÕ THÀNH BẮC

MSCB: 00456

 Sinh viên thực hiện : PHAN HUỲNH NGUYÊN

MSSV: 1065661

Cần thơ, ngày 20 tháng 11 năm 2010
TL HIỆU TRƯỞNG
TRƯỞNG KHOA

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

1


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ

---oOo--Cần Thơ, ngày 20 tháng 11 năm 2010

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
- Họ và tên cán bộ hướng dẫn: ThS. Võ Thành Bắc.
- Tên đề tài: ỨNG DỤNG AUTODESK INVENTOR MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ
DIESEL DEAWOO. LẬP QUY TRÌNH GIA CÔNG TAY BIÊN.
- Họ và tên sinh viên thực hiện: Phan Huỳnh Nguyên. MSSV: 1065661.
- Lớp: Cơ Khí Chế Tạo Máy 1 Khóa 32.
- Nội dung nhận xét:
+ Tinh thần, thái độ làm việc tốt. Hăng hái nhiệt tình, đam mê, sáng tạo trong
công việc.
+ Có kiến thức cơ bản tốt, nắm bắt nhanh, sử dụng thành thạo và hiệu quả các
công cụ hỗ trợ, hoàn thành xuất sắc đề tài với khối lượng công việc lớn và khó.
+ Luận văn trình bày sạch, đẹp. Bản vẽ rõ ràng, công phu.
+ Nội dung tốt, hoàn thành xuất sắc yêu cầu đề ra.

+ Các kết quả đạt được có ý nghĩa sử dụng tốt, dùng làm mô hình giảng dạy trực
quan, dùng trong nghiên cứu cải tiến, tổ chức sản xuất …
-

Điểm đánh giá:

Phan Huỳnh Nguyên:
Cần Thơ, ngày 7 tháng 12 năm 2010
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

ThS. Võ Thành Bắc

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

2


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ

---oOo--Cần Thơ, ngày 15 tháng 12 năm 2010

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN

- Họ và tên cán bộ chấm phản biện: ……………………………………………………..
- Tên đề tài: ỨNG DỤNG AUTODESK INVENTOR MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ
DIESEL DEAWOO. LẬP QUY TRÌNH GIA CÔNG TAY BIÊN.
- Họ và tên sinh viên thực hiện: Huỳnh Nguyên. MSSV: 1065661.
- Lớp: Cơ Khí Chế Tạo Máy 1 Khóa 32.
- Nội dung nhận xét:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
- Điểm đánh giá: ……………………….

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2010
CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

3


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ

---oOo--Cần Thơ, ngày 15 tháng 12 năm 2010

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN
- Họ và tên cán bộ hội đồng phản biện: ………………………………………………….
…………………………………………………
…………………………………………………
Tên đề tài: ỨNG DỤNG AUTODESK INVENTOR MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ DIESEL
DEAWOO. LẬP QUY TRÌNH GIA CÔNG TAY BIÊN.
- Họ và tên sinh viên thực hiện: Phan Huỳnh Nguyên. MSSV: 1065652.
- Lớp: Cơ Khí Chế Tạo Máy 1 Khoá 32.
- Nội dung nhận xét:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
- Điểm đánh giá: ……………………….
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2010
HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

4


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

LỜI CẢM TẠ
Em xin chân thành cảm tạ thầy Võ Thành Bắc là người đã tận tình và hết lòng
giúp đỡ em. Trong quá trình thực hiện đề tài, mặc dù Thầy rất bận trong công tác giảng
dạy nhưng Thầy vẫn dành nhiều thời gian để góp ý, sửa chữa giúp em hoàn thành luận
văn tốt nghiệp này.
Trong thời gian theo học tại trường vừa qua, em đã được sự quan tâm, hướng
dẫn tận tình của quý Thầy Cô trong trường Đại học Cần Thơ nói chung cũng như quý
Thầy Cô ở Khoa Công Nghệ nói riêng, đặc biệt là sự giảng dạy nhiệt tình của quý Thầy
Cô Bộ môn Kỹ Thuật Cơ Khí. Nhờ đó mà em đã tích lũy được những kiến thức góp
phần hỗ trợ thiết thực cho em thực hiện đề tài luận văn này.
Ngoài ra, em cũng xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo, các thầy cô ở xưởng cơ
khí đã tạo điều kiện cho em khảo nghiệm máy, có thêm tư liệu quý giá để thực hiện đề
tài.
Cảm ơn các cán bộ thư viện trường Đại học Cần Thơ cũng như thư viện khoa
Công Nghệ đã giúp đỡ em trong quá trình tìm kiếm các tài liệu liên quan.
Cuối cùng, tôi cũng xin thành thật cảm ơn những người bạn thân thương đã giúp
đỡ tôi rất nhiều. Bởi lẽ, trong quá trình thực hiện đề tài, đôi lúc tôi cũng gặp khó khăn
nhưng nhờ những ý kiến đóng góp, sự hỗ trợ của các bạn đã giúp tôi vượt qua những
trở ngại ấy. Các bạn là nguồn động viên rất lớn của tôi!
Xin chúc quý thầy cô, các bạn luôn dồi dào sức khỏe, thành công trong công
việc!
Xin nhận nơi em lời cảm tạ chân thành và trân trọng kính chào!
Cần Thơ, ngày 20 tháng 11 năm 2010

Sinh viên thực hiện

Phan Huỳnh Nguyên

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

5


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

LỜI NÓI ĐẦU
Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, đóng vai trò quan trọng trong sự
nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy
là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của ngành kinh tế quốc dân. Việc
phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm hàng đầu của Đảng và
Nhà nước ta.
Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời với việc
phát triển nguồn nhân lực và đầu tư các trang bị hiện đại trong đó phát triển nguồn
nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trường đại học.
Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ sư
cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối
rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ
thể thường gặp trong sản xuất.
Sau một thời gian tìm hiểu, được sự chỉ bảo tận tình của ThS. Võ Thành Bắc,
em chọn đề tài “ỨNG DỤNG AUTODESK INVENTOR MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ
DIESEL DEAWOO. LẬP QUY TRÌNH GIA CÔNG TAY BIÊN”.
Động cơ Diesel Deawoo là động cơ có công xuất 110hp do Hàn Quốc sản xuất.

Được sử dụng nhiều trong công nghiệp, máy nông nghiệp và giao thông vận tải.
Với nỗ lực của bản thân, được sự giúp đỡ của bạn bè, đặc biệt là sự hướng dẫn,
chỉ bảo tận tình của ThS. Võ Thành Bắc, đến nay em đã hoàn thành tốt đề tài “ ỨNG
DỤNG AUTODESK INVENTOR MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ DIESEL DEAWOO. LẬP
QUY TRÌNH GIA CÔNG TAY BIÊN”.
Do thời gian có hạn, kiến thức và sự hiểu biết còn hạn hẹp, thiếu thực tế nên
trong quá trình làm bài chắc hẳn còn nhiều sai sót, bất hợp lí và chưa tối ưu. Em rất
mong được sự chỉ bảo của các thầy giáo, cô giáo trong hội đồng và sự đóng góp ý kiến
của các bạn để đề tài của em được hoàn thiện hơn.
Xin trân trọng cám ơn.

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

6


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

MỤC LỤC
Chương I..............................................................................................................................11
GIỚI THIỆU CHUNG ........................................................................................................11
1.Đặt vấn đề. ....................................................................................................................11
2.Mục đích của đề tài.......................................................................................................12
3.Địa điểm và thời gian nghiên cứu.................................................................................12
4.Các nội dung chính và giới hạn của đề tài. ..................................................................12
5.Phương pháp thực hiện đề tài. .....................................................................................13
Chương II ............................................................................................................................14
SƠ LƯỢC VỀ ĐỘNG CƠ DIESEL....................................................................................14

1. Lịch sử hình thành và phát triển.................................................................................14
2. Cấu tạo và nguyên lý cơ bản của động cơ Diesel. .......................................................14
2.1 Cấu tạo của động cơ diesel: ...................................................................................14
2.1.1 Bộ khung: ........................................................................................................14
2.1.2 Hệ thống truyền lực: .......................................................................................16
2.1.3 Hệ thống nạp - xả: ...........................................................................................18
2.1.4 Hệ thống bôi trơn:...........................................................................................19
2.1.5 Hệ thống làm mát:...........................................................................................20
2.1.6 Hệ thống nhiên liệu: ........................................................................................21
2.2 Nguyên lý hoạt động của động cơ diesel 4 kỳ: ......................................................28
2.2.1 Hành trình nạp:...............................................................................................28
2.2.2 Hành trình nén:...............................................................................................28
2.2.3 Hành trình nổ sinh công: ................................................................................29
2.2.4 Hành trình xả: .................................................................................................29
3. Một số chi tiết điển hình:.............................................................................................29
3.1 Pittông: ...................................................................................................................29
3.1.1. Điều kiện làm việc của pittông:......................................................................29
3.1.2. Vật liệu chế tạo pittông: .................................................................................30
3.1.3. Kết cấu của pittông: .......................................................................................30
3.1.4. Phân tích đặc điểm kết cấu của pittông: .......................................................30
3.2. Xécmăng:...............................................................................................................32
3.2.1. Điều kiện làm việc: .........................................................................................32
3.2.2. Vật liệu chế tạo xécmăng: ..............................................................................32
3.2.3. Kết cấu của xécmăng: ....................................................................................32
3.3. Chốt pittông: .........................................................................................................34
3.3.1. Điều kiện làm việc: .........................................................................................34
3.3.2. Vật liệu chế tạo chốt pittông: .........................................................................34
3.3.3. Kết cấu chốt pittông:......................................................................................34
3.4. Thanh truyền: .......................................................................................................34
3.4.1. Nhiệm vụ và điều kiện làm việc của thanh truyền:.......................................34

3.4.2. Kết cấu thanh truyền: ....................................................................................34
3.4.3. Kết cấu một số dạng thanh truyền khác: ......................................................37
3.5. Trục khuỷu: ..........................................................................................................39
3.5.1. Nhiệm vụ, điều kiện làm việc và yêu cầu đối với trục khuỷu........................39

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

7


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

3.5.2. Đặc điểm kết cấu và các dạng trục khuỷu.....................................................39
3.6. Kết cấu bánh đà. ...................................................................................................43
3.6.1. Nhiệm vụ: .......................................................................................................43
3.6.2. Kết cấu:...........................................................................................................43
Chương III...........................................................................................................................44
ỨNG DỤNG AUTODESK INVENTOR PROFESSIONAL 2010.....................................44
KIỂM TRA CÁC CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH. ............................................................44
1. Tổng quan về phần mềm autodesk inventor: .............................................................44
2. Ứng dụng Inventor kiểm tra khả năng làm việc của hệ thống truyền động bánh
răng: .................................................................................................................................45
2.1 Kiểm tra bộ bánh răng trục khuỷu và trục trung gian. .......................................46
2.2 Kiểm tra bộ bánh răng trục trung gian và trục cam. ...........................................51
2.3 Kiểm tra bộ bánh răng trục trung gian và trục cam. ...........................................56
3. Ứng dụng Inventor kiểm tra ứng suất và chuyển vị của chi tiết:...............................62
3.1 Kiểm tra Pittông: ...................................................................................................62
3.2 Kiểm tra Tay Biên: ................................................................................................67

3.3 Kiểm tra Trục Khuỷu:...........................................................................................72
Chương IV ...........................................................................................................................79
MÔ PHỎNG CHUYỂN ĐỘNG VÀ LẮP GHÉP ĐỘNG CƠ DEAWOO TRÊN MÁY
TÍNH ....................................................................................................................................79
1. Mô phỏng qui trình lắp ráp từng bộ phận của động cơ: ............................................79
2. Mô phỏng nguyên lý hoạt động của động cơ deawoo:................................................79
Chương V.............................................................................................................................80
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TAY BIÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG .............80
1. Phân tích công dụng và điều kiện làm việc của chi tiết:.............................................80
2. Phân tích yêu cầu kĩ thuật của chi tiết:.......................................................................80
3. Vật liệu làm chi tiết: ....................................................................................................81
4. Tính công nghệ và kết cấu của tay biên:....................................................................82
5. Xác định dạng sản xuất: ..............................................................................................82
6. Phương pháp chế tạo phôi:..........................................................................................82
7. Thiết kế qui trình công nghệ gia công:........................................................................84
8.Chọn trình tự gia công các bề mặt:..............................................................................84
9. Thiết kế nguyên công:..................................................................................................87
9.1. Nguyên công 1: Phay mặt đầu. .............................................................................87
9.2. Nguyên công 2: Gia công lỗ đầu nhỏ. ...................................................................88
9.3. Nguyên công 3: Gia công lỗ đầu lớn.....................................................................88
9.4. Nguyên công 4: Phay mặt tỳ bulông.....................................................................89
9.5. Nguyên công 5: Khoan lỗ bulông..........................................................................90
9.6. Nguyên công 6: Cắt rời nắp và thân: ...................................................................90
9.7. Nguyên công 7: Phay mặt đầu của nắp. ...............................................................91
9.8. Nguyên công 8: Phay mặt đầu của thân...............................................................91
9.9. Nguyên công 9: Gia công tinh lỗ lớn. ...................................................................92
9.10. Nguyên công 10: Phay rãnh hãm bạc đầu lỗ lớn................................................92
9.11. Nguyên công 11: Phay mặt đầu lỗ dầu đầu nhỏ.................................................93
9.12. Nguyên công 12: Khoan lỗ dầu đầu nhỏ.............................................................93

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

8


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

9.13. Nguyên công 13: Phay mặt đầu lỗ dầu đầu lớn..................................................94
9.14. Nguyên công 14: Khoan lỗ dầu đầu lớn. ............................................................94
9.15. Nguyên công 15: Phay tinh mặt đầu thứ nhất. ..................................................95
9.16. Nguyên công 16: Phay tinh mặt đầu thứ hai......................................................95
9.17. Nguyên công 17: Mài mặt đầu thứ nhất.............................................................96
9.18. Nguyên công 18: Mài mặt đầu thứ hai. ..............................................................96
9.19. Nguyên công 19: Kiểm tra. .................................................................................97
10. Chọn máy, đồ gá, dụng cụ cắt và dụng cụ đo: ..........................................................97
10.1. Chọn máy: ...........................................................................................................97
10.2. Đồ gá:...................................................................................................................98
10.3. Dụng cụ cắt: ........................................................................................................98
10.4. Dụng cụ đo: .........................................................................................................99
11. Tính lượng dư gia công cơ cho bề mặt điển hình: ....................................................99
12. Xác định chế độ cắt: xác định chế độ cắt cho một nguyên công, các nguyên công
còn lại tra theo sổ tay công nghệ:..................................................................................102
12.1 Nguyên công 1: Phay mặt đầu:..........................................................................102
12.2 Nguyên công 2: Khoét thô, khoét tinh, doa lỗ đầu nhỏ: ...................................105
12.3 Nguyên công 3: Khoét thô, khoét tinh, doa lỗ đầu lớn: ....................................107
12.4 nguyên công 4: Phay các mặt tỳ bulông ............................................................108
12.5 Nguyên công 5: khoan lỗ lắp bulông. ................................................................110
12.6 Nguyên công 6: Cắt rời nắp và thân: ................................................................110

12.7 Nguyên công 7: Gia công mặt đầu của nắp:......................................................111
12.8 Nguyên công 8: Gia công mặt đầu của thân: ....................................................111
12.9 Nguyên công 9: Ráp nắp và thân gia công lỗ lớn:.............................................112
12.10 Nguyên công 10: Phay rảnh hãm bạc đầu to: .................................................114
12.11 Nguyên công 11: Phay mặt dầu lỗ đầu nhỏ:....................................................114
12.12 Nguyên công 12: khoan lỗ dầu đầu nhỏ. .........................................................115
12.13 Nguyên công 13: Phay mặt dầu lỗ đầu lớn: ....................................................116
12.14 Nguyên công 14: khoan lỗ dầu đầu lớn. ..........................................................116
12.15 Nguyên công 15: Phay tinh mặt đầu: ..............................................................117
12.16 Nguyên công 16: Phay tinh mặt đầu: ..............................................................118
12.17 Nguyên công 17: Mài tinh mặt đầu: ................................................................119
12.18 Nguyên công 18: Mài tinh mặt đầu: ................................................................120
12.19 Nguyên công 19: Nguyên công kiểm tra:.........................................................121
13. THỜI GIAN GIA CÔNG: .......................................................................................121
13.1 Nguyên công 1: Phay mặt đầu ...........................................................................121
13.2 Nguyên công 2: khoét thô, khoét tinh, doa lỗ đầu nhỏ......................................122
13.3 Nguyên công 3: khoét thô, khoét tinh, doa lỗ đầu lớn. .....................................124
13.4 Nguyên công 4: phay các mặt tỳ bulông............................................................126
13.5 Nguyên công 5: khoan lỗ lắp bulông. ................................................................127
13.6 Nguyên công 6: cắt nắp rời thân........................................................................127
13.7 Nguyên công 7: gia công mặt đầu của nắp. .......................................................128
13.8 Nguyên công 8: gia công mặt lắp bulông thân. .................................................129
13.9 Nguyên công 9: lắp nắp vào thân, gia công lại lỗ đầu lớn.................................129
13.10 Nguyên công 10: phay rãnh hãm bạc đầu to...................................................131

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

9

Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

13.11 Nguyên công 11: gia công mặt đầu lỗ dầu đầu nhỏ.........................................132
13.12 Nguyên công 12: khoan lỗ dầu đầu nhỏ. .........................................................132
13.13 Nguyên công 13: gia công mặt đầu lỗ dầu đầu lớn. ........................................133
13.14 Nguyên công 14: khoan lỗ dầu đầu lớn. ..........................................................133
13.15 Nguyên công 15: phay tinh mặt đầu................................................................134
13.16 Nguyên công 16: phay tinh mặt đầu................................................................135
13.17 Nguyên công 17: mài tinh mặt đầu..................................................................136
13.18 Nguyên công 18: mài tinh mặt đầu..................................................................137
13.19 Nguyên công 19: Kiểm tra. ..............................................................................138
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………………….139

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

10


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

Chương I

GIỚI THIỆU CHUNG
1. Đặt vấn đề.
Động cơ là một loại máy có chức năng biến đổi một dạng năng lượng nào đó
thành cơ năng. Tùy thuộc dạng năng lượng ở đầu vào là điện năng, nhiệt năng, thủy

năng… người ta phân loại động cơ thành động cơ điện, động cơ nhiệt, động cơ thủy
lực…
Ngày nay, động cơ được sử dụng rất rộng rãi trong tất các ngành như: công
nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải… trong các loại động cơ nói trên thì động cơ
đốt trong là động cơ được sử dụng nhiều nhất. Vậy động cơ đốt trong là gì? Động cơ
đốt trong là một loại động cơ nhiệt, là loại máy có chức năng biến đổi nhiệt năng thành
cơ năng. Các loại động cơ nhiệt phổ biến hiện nay không được cung cấp nhiệt năng từ
bên ngoài một cách trực tiếp mà được cung cấp nhiên liệu, sau đó nhiên liệu được đốt
cháy để tạo ra nhiệt năng. Nhiên liệu được đốt cháy trực tiếp trong không gian công tác
của động cơ và cũng tại đó diễn ra quá trình chuyển hóa nhiệt năng thành cơ năng. Quá
trình công tác và chuyển hóa năng lượng bên trong động cơ là một quá trình rất phức
tạp. Trước đây vấn đề nghiên cứu, thiết kế, cải tiến và biểu diễn quá trình công tác và
chuyển hóa năng lượng bên trong động cơ là rất khó và tốn rất nhiều thời gian nhưng
kết quả đạt được lại rất ít. Ngày nay, với sự phát triển như vũ bão của khoa học và công
nghệ đã tạo điều kiện rất thuận lợi cho việc nghiên cứu, thiết kế, cải tiến, chế tạo và
biểu diễn quá trình công tác và chuyển hóa năng lượng bên trong động cơ thông qua
việc sử dụng các phần mềm ứng dụng như: SolidWords, 3D Max, Unigraphic,
Autodesk Inventor… Trong đó phần mềm mô phỏng Autodesk Inventor là phần mềm
hỗ trợ mạnh nhất trong việc mô phỏng chuyển động thực, nghiên cứu tính toán và thiết
kế máy cũng như chi tiết máy.
Động cơ Diesel ra đời từ rất sớm và có nhiều ưu điểm vượt trội hơn so với động
cơ xăng như là khả năng tiết kiệm nhiên liệu hơn động cơ xăng khoảng 30%. Tuy
nhiên trong quá khứ thì động cơ Diesel vẫn còn ít phổ biến hơn động cơ xăng vì vấn đề
tiếng ồn và khí thải. Nhưng đến nay, sự phát triển của khoa học công nghệ đang khắc
phục được các nhược điểm đó của động cơ Diesel. Sự ra đời của các phần mềm mô
phỏng và thiết kế đã tạo điều kiện để nghiên cứu và tạo ra các hệ thống tăng áp và hệ
thống phun nhiên liệu trực tiếp đã khiến động cơ Diesel mạnh mẽ, an toàn hơn với môi
trường không kém gì động cơ xăng nhưng vẫn giữ được ưu điểm tiết kiệm nhiên liệu.

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

11


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

Chính vì thế mà em đã chọn đề tài “Ứng dụng Autodesk Inventor mô phỏng
động cơ Diesel Deawoo. Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình – Tay
biên.”
2. Mục đích của đề tài.
Sử dụng phần mềm Autodesk Inventor để vẽ lại toàn bộ các cơ cấu chính của
máy, mô phỏng nguyên lý họat động và quy trình lắp ghép của động cơ Diesel
Deawoo với những yêu cầu sau:


Đảm bảo độ chính xác của chi tiết lắp ghép.



Giới thiệu sơ lược về phần mềm Autodesk Inventor.


Giúp người sử dụng có thể dễ dàng bảo trì và kiểm tra hư hỏng của động
cơ thông qua hướng dẫn trực quan từ các đoạn video.
Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình – Tay Biên.

Phân tích các phương pháp gia công tối ưu nhất để đưa ra quy trình công
nghệ thỏa mãn các yêu cầu: Đảm bảo các yêu cầu về công nghệ và kinh tế cũng như

tính thẩm mỹ.
3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu.
Địa điểm: Xưởng cơ khí - Khoa công nghệ - Trường Đại Học Cần Thơ.
Thời gian nghiên cứu: tháng 8/2010 đến tháng 12/2010.
4. Các nội dung chính và giới hạn của đề tài.
Giới hạn đề tài: Mô phỏng chuyển động và lắp ghép của động cơ Diesel
Deawoo, lập quy trình công nghệ gia công Tay Biên, đề tài chỉ nghiên cứu kiểm tra
một số chi tiết điển hình như trục – cổ trục, bánh răng, bạc trượt không chế tạo máy.
Nội dung chính: gồm 5 phần.
- Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG.
- Chương II: SƠ LƯỢC VỀ ĐỘNG CƠ DIESEL.
- Chương III: KIỂM TRA CÁC CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH.

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

12


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

- Chương IV: MÔ PHỎNG CHUYỂN ĐỘNG VÀ LẮP GHÉP ĐỘNG CƠ
DEAWOO TRÊN MÁY TÍNH.
- Chương V: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TAY BIÊN.
5. Phương pháp thực hiện đề tài.
- Tham khảo tài liệu sách, báo và Internet.
- Nghiên cứu phần mềm Autodesk Inventor để thực hiện mô phỏng chuyển động
và lắp ghép động cơ Diesel Deawoo.
- Tham khảo ý kiến của thầy hướng dẫn và các thầy chuyên môn khác.

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

13


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

Chương II

SƠ LƯỢC VỀ ĐỘNG CƠ DIESEL
1. Lịch sử hình thành và phát triển.
Động cơ diesel là phát minh của Rudolf Diesel, người đã tốt nghiệp Đại học Kỹ
thuật ở Munich, Đức, với số điểm cao nhất trong lịch sử của trường. Ông đã được cấp
bằng sáng chế cho động cơ diesel đầu tiên vào năm 1897.

2. Cấu tạo và nguyên lý cơ bản của động cơ Diesel.
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 không khí bị nén đến áp suất và nhiệt
độ đủ cao.

Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo của động cơ Diesel 4 kỳ
1-Lọc không khí. 2-Ống nạp. 3-Xupap nạp. 4-Xupap xả. 5-Ống xả.6-Bình giảm
thanh.7-Nắp xylanh. 8-Xylanh.9-Pittông.10-Xécmăng. 11-Thanh truyền. 12-Trục
khuỷu. 13-cacte.14-Vòi phun nhiên liệu.
2.1 Cấu tạo của động cơ diesel:
2.1.1 Bộ khung:

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

14


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

Bộ khung động cơ bao gồm các bộ phận cố định có chức năng che chắn hoặc là
nơi lắp đặt các bộ phận khác
của động cơ. Các bộ phận cơ
bản của bộ khung động cơ
bao gồm: nắp xylanh, khối
xylanh, cacte, các nắp đậy,
đệm kín, bulông , v.v…
+ Nắp xylanh: là chi
tiết đậy kín không gian công
tác của động cơ từ phía trên,
nơi đây lắp đặt một số bộ
phận như: xupap, đòn gánh
xupap, vòi phun, bugi, ống
góp khí nạp, ống góp khí thải,
Hình 2.2 Bộ Khung
van khởi động, v.v….
1. Nắp xylanh, 2. Khối xylanh,
Vật liệu chế tạo: gang,
3. Cacte trên, 4. Cacte dưới
hợp kim nhôm.
Phương pháp chế tạo:

đúc.
Nắp xylanh có thể được chế tạo thành một khối (nắp xylanh chung), hoặc được
chế tạo riêng cho mỗi
xylanh
(nắp
xylanh
riêng).
+ Khối xylanh:
Các xylanh của động cơ
nhiều xylanh thường
được đúc liền thành một
khối (khối xylanh). Mặt
trên và mặt dưới của khối
xylanh được mài phẳng
để lắp với nắp xylanh và
Hình 2.3 Nắp lylanh
cacte. Vách của xylanh
1. Nắp xylanh chung,
được doa nhẵn (mặt
2. Nắp xylanh riêng
gương).
Vật liệu chế tạo:
gang, hợp kim nhôm, hoặc được hàn từ các tấm thép.
Đối với động cơ được làm mát bằng không khí, khối xylanh có gắn thêm các
tấm tản nhiệt.
Đối với động cơ được làm mát bằng nước, khối xylanh có các khoang để chứa
nước làm mát.

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

15


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

+ Lót xylanh: là bộ phận có chức năng dẫn hướng pittông và cùng với mặt dưới
của nắp xylanh và đỉnh
pittong tạo nên không gian
công tác của xylanh. Lót
xylanh được chế tạo riêng và
lắp vào khối xylanh.
Lót xylanh khô: không
tiếp xúc trực tiếp với nước
làm mát.
Lót xylanh ướt: tiếp
xúc trực tiếp với nước làm
mát. Phần dưới của lót xylanh
có các vòng cao su ngăn cản
Hình 2.4 Lót xylanh
nước lọt xuống cacte.
+ Cacte: là bộ phận bao bọc, nơi lắp đặt các bộ phận chuyển động chủ yếu của động
cơ.
Phần trên cacte (cacte trên) lắp đặt khối xylanh, trục khuỷu, trục cam, v.v…
Phần dưới cacte
(cacte dưới, cacte nhớt)
có chức năng đậy kín
không gian trong động cơ
từ bên dưới. Nơi đây

chứa dầu bôi trơn.
Ở động cơ nhỏ và
trung bình, cacte và khối
xylanh được đúc liền
(thân động cơ).
Ở động cơ lớn,
Hình 2.5 Thân động cơ
cacte dưới vừa là nơi
và lót xylanh
chứa dầu bôi trơn vừa là
nơi lắp đặt trục khuỷu và
các bộ phận liên quan.
2.1.2 Hệ thống truyền lực:
Hệ thống truyền lực có chức năng tiếp nhận áp lực của khí trong không gian
công tác của xylanh rồi truyền lực cho trục khuỷu công tác thông qua thanh truyền biến
chuyển động tịnh tiến của pittông thành chuyển động quay của trục khuỷu.

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

16


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

Các bộ phận chính của hệ thống truyền lực: pittông, thanh truyền, trục khuỷu,
bánh đà.
Các bộ phận liên quan:
xécmăng, chốt pittông, bạc lót

cổ chính, bạc lót cổ biên,
Hình 2.6 Hệ Thống
v.v…
Truyền Lực
+ Pittông:
1. Pittông
Pittông là bộ phận
2. Tay biên
chuyển động trong long
3. Trục khuỷu
xylanh. Nó tiếp nhận áp lực
4. Đối trọng
của nhiên liệu khi cháy tạo
nên và truyền cho trục khuỷu
thong qua trung gian là thanh
truyền. Ngoài ra, pittông còn
có công dụng trong việc nạp, nén khí mới và đẩy khí thải ra ngoài không gian công tác
của xylanh.
Pittông được đúc
bằng gang, hợp kim
nhôm, và đôi khi bằng
thép. Đối với động cơ
cao tốc thường có pittông
bằng hợp kim nhôm
nhằm giảm lực quán tính
và tăng cường sự truyền
nhiệt từ đỉnh pittông ra
thành xylanh do nhôm
nhẹ và dẫn nhiệt tốt hơn
gang.

Cấu
tạo
của
pittông
gồm:
đỉnh
pittông, rãnh xécmăng,
“váy” pittông, ổ đỡ chốt
pittông và các gân chịu lực.

Hình 2.7 Pittông
1. Đỉnh, 2. Rãnh xécmăng
3. Váy pittông, 4. Ổ đỡ chốt pittông

Đỉnh pittông có hình dạng khá đa dạng, tùy thuộc vào đặc điểm tổ chức quá
trình cháy và quá trình nạp – xả. Ví dụ: đỉnh lõm, đỉnh lồi, đỉnh bằng,…
Váy pittông có vai trò dẫn hướng trong xylanh và chịu lực ngang.
+ Rãnh xécmăng:

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

17


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

Rãnh xécmăng là nơi đặc xécmăng dùng để làm kín buồng đốt và san đều dầu
bôi trơn trên mặt gương của xylanh và gạt dầu bôi trơn về cacte. Có 2 loại xécmăng:

xécmăng dầu và xécmăng khí.
+ Chốt pittông:
Chốt pittông là chi tiết liên kết giữa pittông và thanh truyền. Chốt pittông
thường được khoan rỗng để giảm khối lượng.
Thanh truyền.
Là bộ phận trung gian liên kết pittông với trục khuỷu và cho phép biến chuyển
động tịnh tiến của pittông thành chuyển động quay của trục khuỷu. Đa số thanh truyền
được chế tạo từ thép bằng phương pháp rèn hoặc dập.
Thanh truyền gồm 3 phần: đầu nhỏ, than và đầu to. Thanh truyền của động có
công suất trung bình thường có đầu nhỏ, thân và nửa trên của đầu to được chế tạo
thành một chi tiết, nửa dưới của đầu to được lien kết với đầu trên bằng 2 hoặc 4
bulông.
+ Trục khuỷu:
Trục khuỷu là bộ phận
tiếp nhận toàn bộ áp lực khí bên
trong xylanh rồi truyền ra ngoài
cho máy công tác.
Phần lớn trục khuỷu được
chế tạo bằng phương pháp rèn,
sau đó mới tiến hành gia công
cơ khí (khoan lỗ dầu, phay má
khuỷu, tiện và mài bóng các cổ
trục…). Giá thành chế tạo trục
khuỷu chiếm tỷ lệ lớn trong giá
thành cả động cơ. Để giảm giá
thành, đôi khi người ta áp dụng
phương pháp đúc bằng gang hợp
kim.

Hình 2.8 Trục Khuỷu

1. Cổ chính
2. Má khuỷu
3. Lỗ dẫn dầu
4. Cổ biên

Trục khuỷu có cấu tạo gồm: cổ chính lắp trong ổ đỡ chính của động cơ, cổ biên
lắp trong đầu to của thanh truyền, má khuỷu dùng để liên kết cổ chính với cổ biên của
thanh truyền, các đối trọng dùng để cân bằng lực quán tính.
2.1.3 Hệ thống nạp - xả:
Hệ thống nạp – xả còn gọi là hệ thống trao đổi khí có chức năng lọc sạch không
khí rồi nạp vào không gian công tác cảu xylanh và xả khí thải ra khỏi động cơ. Các bộ

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

18


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

phận cơ bản của hệ thống nạp – xả bao gồm: lọc không khí, ống nạp, ống xả, bình giảm
thanh và cơ cấu phân phối khí.
+ Cơ cấu phân phối khí.
Cơ cấu phân phối khí có chức năng điều khiển quá trình nạp khí mới vào không
gian công tác của xylanh và xả khí thải ra khỏi động cơ. Hầu hết động cơ 4 kỳ hiện nay
có cơ cấu phân phối khí kiểu xupap.
+ Xupap.
Xupap là 1 loại van đặc trưng ở động cơ đốt trong, có chức năng đóng - mở
đường ống xả và nạp. Mỗi xylanh của động cơ 4 kỳ thường có 2 xupap: một xupap nạp

có chức năng đóng - mở đường ống
nạp, một xupap xả giữ vai trò đóng
mở đường ống xả. Đối với một số
động cơ cao tốc số xupap cho mỗi
xylanh có thể là 3 hoặc 4 xupap.
Trong quá trình động cơ hoạt
động, xupap xả chịu tác dụng thường
xuyên của khí thải có nhiệt độ cao,
cho nên nó được chế tạo từ thép hợp
kim chất lượng cao. Đôi khi ổ đặt và
phần côn của nấm xupap xả được ép
thêm vật liệu chịu nhiệt đặc biệt.
Đối với xupap nạp nó được
làm mát thường xuyên bằng dòng khí
mới nên nhiệt độ của nó thấp.

Hinh 2.9 Xupap
Thông thường xupap được làm
mát bằng cách truyền nhiệt ra vách
của nắp xylanh thông qua ống dẫn
hướng. Đối với động cơ cường háo cao, xupap xả được làm mát bằng cách cho chất
Sodium (Na) vào trong khoang rỗng trong thân và nấm xupap. Chất Na nóng chảy
chuyển động lên xuống khi động cơ hoạt động có tác dụng tải nhiệt từ nấm lên than để
truyền ra phần dẫn hướng.
2.1.4 Hệ thống bôi trơn:
Động cơ đốt trong có rất nhiều chi tiết chuyển động tương đối với nhau. Để
giảm lực ma sát và hao mòn, ngoài việc chọn vật liệu, hình dáng và kích thước thích
hợp, nhất thiết phải bôi trơn các bề mặt ma sát của chi tiết. Hệ thống bôi trơn của động
cơ có chức năng lọc sạch rồi đưa chất bôi trơn đến bề mạt cần bôi trơn. Có thể bôi trơn
bằng 3 phương pháp:

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

19


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

Bôi trơn bằng hơi dầu: Phương pháp này được sử dụng cho động cơ xăng 2 kỳ
dùng cacte làm bơm quét khí. Trong trường hợp này
không thể đổ nhớt trục tiếp vào cacte rồi bơm đi bôi trơn
các bề mặt, mà nhớt được hòa trộn vào xăng với tỷ lệ
nhất định để có thể đến được các bề mặt cần bôi trơn.
Bôi trơn bằng cách vun tóe dầu: Phương pháp này
sử dụng một số chi tiết chuyển động của động cơ để vun
dầu lên các bề mặt cần bôi trơn. Phương pháp này đơn
giản nhưng có nhược điểm cơ bản là dầu bị lão hóa
nhanh, thời gian sử dụng dầu ngắn, ngoài ra phương pháp
này có hiệu quả thấp trong một số trường hợp (xe lên
hoặc xuống dốc, tàu bị nghiêng hoặc bị lắc...)
Hình 2.10 Bôi trơn vung té
này, nhớt từ đáy cacte hay
bình chứa được bơm nhớt
nén tới áp suất 1,5 – 8 bar
rồi đẩy vào mạch dầu
chính. Từ mạch dầu chính,
nhớt theo các lỗ khoan của
các chi tiết trên động cơ

hoặc theo các ống dầu dến
bôi trơn các cổ trục chính,
cổ biên của trục khuỷu, ổ
đỡ trục cam, trục đòn gánh,
mặt gương xylanh, pittông,
xécmăng, bánh răng…
2.1.5 Hệ thống làm mát:

Bôi trơn dưới áp suất: Đa số các động cơ hiện nay
được trang bị hệ thống bôi trơn dưới áp suất. Ở hệ thống

Hình 2.11 Hệ thống bôi trơn bằng cacte ướt
1.Cacte dầu, 2.Lọc thô, 3.Bơm dầu bôi trơn, 4.Lọc tinh, 5.Bình làm mát
dầu, 6.Mạch dầu chính, 7.Áp kế dầu, 8.Van điều tiết, 9.Van an toàn,
10.Bơm, 11.Bình dầu

Hệ thống làm mát
có chức năng giải nhiệt từ các chi tiết nóng (pittông, xylanh, nắp xylanh, xupap…) để
chúng không bị quá tải nhiệt. Ngoài ra làm mát động cơ còn có tác dụng duy trì nhiệt
độ dầu bôi trơn trong một phạm vi nhất định để duy trì các chỉ tiêu kĩ thuật của chất bôi
trơn.
Chất có vai trò trung gian trong quá trình truyền nhiệt từ các chi tiết nóng của
động cơ ra ngoài được gọi là môi chất làm mát. Môi chất làm mát có thể là nước,
không khí, dầu hoặc một số loại dung dịch đặc biệt.

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

20

Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

Đa số các động cơ nhỏ người ta sử dụng không khí làm môi chất làm mát. Đối
với các động cơ đốt trong lớn hiện nay người ta sử dụng nước làm mát vì nó có hiệu
quả làm mát cao (khoảng 2,5 lần hiệu quả làm mát của dầu).
+ Phân loại hệ thống
làm mát:
Theo môi chất làm
mát: làm mát bằng nước,
làm mát bằng không khí,
làm mát bằng dầu và làm
mát bằng các dung dịch đặc
biệt.
Theo phương pháp
làm mát: làm mát bằng nước
bay hơi, làm mát bằng đối
lưu tự nhiên, làm mát cưỡng
bức.
Theo cấu tạo của hệ
thống làm mát: hệ thống làm
mát trực tiếp hay còn gọi là
Hình 2.12 hệ thống làm mát
hệ thống làm mát hở (nước
1-Lọc, 2-Bơm làm mát động cơ, 3-Bình làm mát dầu bôi
từ ngoài được bơm vào làm
trơn, 4-Ống nước làm mát, 5-Két nước cân bằng, 6-Bơm
mát trực tiếp cho động cơ
nước

rồi được xả ra ngoài), hệ
thống làm mát gián tiếp – hệ thống làm mát kín (nước sau khi đã làm mát động cơ sẽ
được dẫn đến bình làm mát có thể là
nước làm mát nước hoặc không khí
và nước.
Hệ thống làm mát trực tiếp có
ưu điểm là cấu tạo đơn giản, giá
thành thấp, hoạt động tin cậy. Tuy
nhiên, nó có một số nhược điểm là:
Các khoan làm mát của động cơ bị
đóng cặn, suất tiêu hao nhiên liệu của
động cơ làm mát cao do phần nhiệt
truyền từ trong xylanh ra nước làm
mát nhiều hơn.
2.1.6 Hệ thống nhiên liệu:

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

1.13 Hệ thống làm mát gián tiếp

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

21


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

Hệ thống phun nhiên liệu có chức năng lọc sạch rồi phun nhiên liệu vào buồng
đốt theo những yêu cầu phù hợp với đặc điểm cấu tạo và tính năng của động cơ.
+ Cấu tạo của hệ thống phun nhiên liệu thông dụng:

Bình chứa nhiên liệu: chứa nhiên liệu công tác và nhiên liệu dự trữ.
Bơm thấp áp: có chức năng hút nhiên liệu từ bình chứa rồi đẩy lên bơm cao áp.
Ở một số động cơ có bình chứa nhiên liệu được đặt trên cao, nhiên liệu có thể tự chảy
vào bơm cao áp thì có thể không có bơm thấp áp.

Có sử dụng bơm thấp áp.

Không sử dụng bơm thấp áp.

Hình 2.14 Sơ đồ hệ thống phun nhiên liệu của động cơ diesel.
1- Thùng nhiên liệu, 2- Bơm thấp áp, 3- Bộ phận lọc nhiên liệu, 4- Bơm cao áp
5- Ống cao áp, 6- Vòi phun, 7- Bộ điều tốc, 8- Bộ điều chỉnh góc phun sớm
9- Ống thấp áp, 10- Ống dầu hồi.
Lọc nhiên liệu: Trong hệ thống phun nhiên liệu của động cơ diesel có các bộ
phận được chế tạo và lắp ráp với độ chính xác rất cao (đầu phun, cặp pisto xylanh của
bơm cao áp, van triệt hồi), các bộ phận này dễ bị hư hại nếu trong nhiên liệu có chứa
nhiều tạp chất hữu cơ. Do vậy nhiên liệu cần được lọc sạch trước khi đến bơm cao áp.
Ống dẫn nhiên liệu: gồm ống cao áp và ống thấp áp. Ống dẫn nhiên liệu dùng để
dẫn nhiên liệu đến bơm cao áp, thấp áp và dẫn nhiên liệu hồi về bình chứa.

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

22


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

Bơm cao áp có các chức năng sau: Nén nhiên liệu đến áp suất cao (khoảng 100

– 1500 bar) rồi đẩy đến vòi phun, điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp vào buồng đốt
phù hợp với chế độ làm việc của động cơ, định thời điểm bắt đầu và kết thúc quá trình
phun nhiên liệu.
Vòi phun nhiên liệu: Đại đa số vòi phun nhiên liệu của động cơ Diesel chỉ có
chức năng phun nhiên liệu cao áp vào buồng đốt với cấu trúc tia nhiên liệu phù hợp với
phương pháp tổ chức quá trình cháy. Ở một số hệ thống phun nhiên liệu đặc biệt, vòi
phun còn có thêm chức năng định lượng và định thời.
+ Phân loại hệ thống phun nhiên liệu:
Tiêu chí phân loại

Phân loại

Phương pháp phun nhiên 1. Hệ thống phun nhiên liệu bằng khí nén.
liệu.
2. Hệ thống phun nhiên liệu bằng thủy lực.
Phương pháp tạo và duy trì 1. Hệ thống phun trực tiếp.
áp suất phun.
2. Hệ thống phun gián tiếp.
Phương pháp điều chỉnh 1. Hệ thống được điều chỉnh kiểu cơ khí.
quá trình phun.
2. Hệ thống được điều chỉnh kiểu điện tử.
1. Hệ thống phun cổ điển.
Cách thức tổ chức các 2. Hệ thống phun với bơm cao áp, vòi phun liên hợp.
thành phần của hệ thống
3. Hệ thống phun với bơm cao áp phân phối.
phun.
4. Hệ thống phun đặc biệt.
Loại vòi phun.

1. Hệ thống phun với vòi phun hở.

2. Hệ thống phun với vòi phun kín.

Hệ thống phun nhiên liệu bằng khí nén:
Ở phương pháp này không yêu các chi tiết siêu chính xác mà vẫn phải đảm bảo
chất lượng hòa trộn nhiên liệu với không khí khá tốt. Tuy nhiên, động cơ phải nén khí
nhiều cấp, vừa cồng kềnh vừa tiêu thụ một phần đáng kể công suất của động cơ (6-8%
công suất của động cơ), ngoài ra việc điều chỉnh lượng nhiên liệu khá phức tạp và khó
chính xác.
Hệ thống phun nhiên liệu bằng thủy lực:
Ở hệ thống này nhiên liệu được phun vào buồng đốt do sự trên lệch áp suất rất
lớn giữa áp suất của nhiên liệu trong vòi phun và áp suất không khí trong xylanh. Dưới
tác dụng của lực kích động ban đầu trong tia nhiên liệu và lực cản khí động của khí

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

23


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

trong buồng đốt, các tia nhiên liệu sẽ bị tách ra từng hạt nhỏ có đường kính rất nhỏ để
hóa hơi nhanh và hòa trộn với không khí.
Hệ thống phun trực tiếp:
Hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp là một loại hệ thống phun nhiên liệu bằng
thủy lực, ở đây nhiên liệu sau khi ra khỏi bơm cao áp được dẫn trực tiếp đến vòi phun
bằng ống dẫn cao áp có dung tích nhỏ.
Ưu điểm của hệ thống này là: kết cấu đơn giản, có khả năng thay đổi các thông
số phù hợp với chế độ làm việc của động cơ một cách nhanh chóng.

Nhược điểm: áp suất phun giảm khi giảm tốc độ quay của động cơ, điều đó hạn
chế khả năng làm việc ổn định của động cơ ở tốc độ thấp.
Mặc dù chưa đáp ứng hoàn toàn yêu cầu đặt ra nhưng hệ thống phun nhiên liệu
trục tiếp vẫn được sử dụng phổ biến nhất hiện nay cho tất cả các kiểu động cơ Diesel.
Hệ thống phun nhiên liệu gián tiếp:
Nhiên liệu từ bơm cao áp không được đưa trực tiếp đến vòi phun mà được bơm
đến ống cao áp chung. Thông thường, ống cao áp chung có dung tích xylanh lớn hơn
nhiều so với thể tích nhiên liệu phun vào buồng đốt trong một chu trình, nên áp suất
phun hầu như không thay đổi trong suốt quá
trình phun. Điều đó đảm bảo chất lượng
phun tốt trong phạm vi rộng của tốc độ quay
và tải.
Hệ thống phun nhiên liệu với bơm
cao áp – Vòi phun liên hợp:
Hệ thống này là sự tổ hợp của bơm
cao áp và vòi phun thực hiện chức năng của
3 bộ phận: bơm cao áp, vòi phun và ống cao
áp.
Trong bơm cao áp – vòi phun liên
hợp, nhiên liệu sau khi được nén đến áp suất
rất cao và định lượng sẽ được đưa trực tiếp
vào vòi phun mà không cần có ống dẫn
nhiên liệu cao áp.
Hệ thống bơm cao áp cổ điển:
Theo phương pháp điều chỉnh định lượng ta
có thể phân loại bơm cao áp ra làm 3 loại:
bơm cao áp điều chỉnh bằng cách thay đổi

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

Hình 2.15 Bơm cao áp liên hợp

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

24


Luận văn tốt nghiệp - Nghành Cơ Khí Chế Tạo Máy - Khoa Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

hành trình có ích của pittông, bơm cao áp điều chỉnh bằng cách thay đổi hành trình
toàn bộ pittông và bơm cao áp điều
chỉnh bằng van tiết lưu.
Bơm cao áp định lượng bằng
cách thay đổi hành trình có ích của
pittông.
Nó hoạt động trên nguyên lý
thay đổi hành trình có ích của pittông
để thay đổi lượng nhiên liệu thực tế
được bơm vào vòi phun. Mỗi chu trình
công tác của nó được hoàn thành sau
một vòng quay của trục cam nhiên liệu,
tương ứng với 2 hành trình của pittông
bơm cao áp, được gọi là hành trình nạp
và hành trình bơm. Hành trình nạp của
pittông bơm cao áp (pittông bơm cao áp
đi từ điểm cận trên đến điểm cận dưới)
được thực hiện nhờ tác dụng của lò xo
khứ hồi. Hành trình bơm (pittông đi từ
điểm cận dưới đến điểm cận trên) do
cam nhiên liệu đẩy.

Hình 2.16 Bơm cao áp

1-Cam nhiên liệu, 2- Con đội, 3- Lò xo
Ở giai đoạn đầu của hành trình nạp, khứ hồi, 4- Piston, 5- Vành răng và thanh
nhiên liệu trong khoan bơm vừa giản nở
răng điều khiển, 6- Xylanh, 7- Van triệt
vừa thoát ra khoang nạp qua rãnh dọc. Khi
hồi
pittông mở lỗ nạp, nhiên liệu trong khoang
N- Khoang nạp, B- Koang bơm, Cnạp tràn vào khoang bơm. Sau khi được lò
Khoang cao áp, F- Khoang phun.
xo khứ hồi kéo về điểm cận dưới, pittông
của bơm cao áp sẽ không chuyển động
trong một khoảng thời gian tùy thuộc vào cấu tạo của cam nhiên liệu và tốc độ của
động cơ.
Hành trình bơm được đẩy nhờ tác dụng của cam nhiên liệu. Ở giai đoạn đầu của
hành trình bơm, khoang nạp và khoan bơm vẫn được thông với nhau. Quá trình nén
nhiên liệu trong khoang bơm được bắt đầu từ thời điểm pittông đóng hoàn toàn lỗ nạp
và lỗ xả trên xylanh của bơm cao áp. Nhiên liệu được bơm vào khoang cao áp khi lực
tác dụng lên kim van triệt hồi từ phía dưới được tạo ra bởi áp suất trong khoang bơm
đạt tới trị số bằng lực tác dụng từ phía trên được tạo ra bởi lực căng ban đầu của lò xo
van triệt hồi và áp suất dư trong ống cao áp.
Quá trình phun nhiên liệu vào buồng đốt bắt đầu khi lực tác dụng lên mặt côn
nâng của kim phun được tạo ra bởi áp suất của nhiên liệu trong khoan phun thắng được

SVTH: Phan Huỳnh Nguyên

CBHD: Th.S Võ Thành Bắc

25