Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ 490ZL

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:

KHẢO SÁT HỆ THỐNG TĂNG ÁP
TRÊN ĐỘNG CƠ 490ZL
SVTH
Lớp
GVHD
GVD

: Nguyễn Đức Hùng
: 04C4B
: TS.Dương Việt Dũng
: KS.Nguyễn Quang Trung
Đà nẵng, 2009


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA ĐỀ TÀI
 Sự phát triển của ngành động cơ đốt trong
 Vấn đề về ô nhiễm môi trường và cạn kiệt nguồn nhiên liệu
 Mục đích của hệ thống tăng áp

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

NỘI DUNG CỦA ĐỒ ÁN
1. Giới thiệu về động cơ 490ZL.
2. Tổng quan về hệ thống tăng áp.
3. Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ 490ZL
4. Tính toán kiểm nghiệm bộ tuabin tăng áp.
5. Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ 490ZL


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

Bảng thông số kỹ thuật của động cơ 490ZL
STT

Thông số

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị

Ne

kW

60

ε

 

17

1

Công suất có ích định mức

2

Tỉ số nén

3

Số vòng quay định mức

n

vòng/phút

3200

4

Đường kính xi lanh

D

mm

89,5

5

Hành trình pistông

S

mm

89,5

6

Số xi lanh

i

 

4

7

Momen cực đại của động cơ

Memax

N.m 

205

8

Góc mở sớm xupap nạp

ϕ1

độ

12

10

Góc đóng muộn xupap nạp

ϕ2

độ

38

11

Góc mở sớm xupap thải

ϕ3

độ

50

12

Góc đóng muộn xupap thải

ϕ4

độ

14

13

Dài x Rộng x Cao

LxWxH

mm

692 x 566 x 672


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

MẶT CẮT DỌC CỦA ĐỘNG CƠ 490ZL
1

2

4

3

5
6

7

8

9

10

11

12

18

17

16

15

14
692

13

672

89.5


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TĂNG ÁP

TĂNG ÁP

CÓ MÁY NÉN

DẪN
ĐỘNG
CƠ
GIỚI

CÓ
LIÊN
HỆ
CƠ
KHÍ

DẪN
ĐỘNG
TUABIN
KHÍ

CHỈ
LIÊN
HỆ
KHÍ
THỂ

CÓ
LIÊN
HỆ
THUỶ
LỰC

KHÔNG CÓ MÁY NÉN

DẪN
ĐỘNG
HỖN
HỢP

MẮC
SONG
SONG

MẮC
NỐI
TIẾP

DAO
ĐỘNG
VÀ
CỘNG
HƯỞNG

SÓNG
ÁP
SUẤT

TỐC
ĐỘ


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

SƠ ĐỒ TĂNG ÁP CÓ MÁY NÉN
7

7

PT

PK

PT

PK

1
4

5

6

PT'

P0

PK
8

1

Liên hệ cơ khí

5

2

PT'

P0

6

PT
1
5

9 PT' P0,T0

Liên hệ khí thể

Liên hệ thủy lực

Sơ đồ nguyên lý tăng áp bằng tuabin khí
P0,T0

PT
PT'

PK

1

2

3

1

2
P0

Không tận dụng năng
lượng khí xả

PT

PK

P0

Có tận dụng năng
lượng khí xả

Sơ đồ nguyên lý tăng áp
truyền động bằng cơ khí

5 6
PT'
4

1

PK

5

7

PT
2

PT'
4

6

PK

PT
1

7

P0,T0

Ghép nối

Ghép nối

tiếp thuận

tiếp nghịch

PT'
4

2

1

7

5

7

PK

6
P0,T0

10

2
P0,T0

Ghép
song song

Sơ đồ nguyên lý tăng áp hỗn hợp


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

SƠ ĐỒ TĂNG ÁP KHÔNG CÓ MÁY NÉN
13

13

12
12

14
11
11

Sơ đồ nguyên lý tăng áp dao động và cộng hưởng
u
VII

1

F

VI

D

17

16

V
IV
2

18

III

G

C

II
I

A

1

B

19

15

Sơ đồ tăng áp bằng sóng khí

E

Đồ thị khai triển quá trình sóng áp suất
trong bộ tăng áp bằng sóng khí đơn giản

Sơ đồ nguyên lý tăng áp bằng sóng áp suất


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

3. KHẢO SÁT HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN ĐỘNG CƠ 490ZL

 Sơ đồ hệ thống tăng áp trên động cơ 490ZL
 Sơ đồ nguyên lý làm việc của tuabin tăng áp.
 Kết cấu của bộ tuabin tăng áp
 Kết cấu các chi tiết trong tuabin tăng áp.
 Hệ thống làm mát và bôi trơn trong tuabin tăng áp


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG TĂNG ÁP TRÊN ĐỘNG CƠ 490ZL
Không khí
5

6

7

1

Ống thải
2

3

4


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TUABIN TĂNG ÁP
2
1

Khí thải
ra ngoài

Khí thải
vào tuabin
Không khí
vào máy nén

Khí nén
Vào xy lanh

4

3


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

KẾT CẤU BỘ TĂNG ÁP TUABIN KHÍ LẮP TRÊN ĐỘNG CƠ 490ZL
7

8

9

10

11

12

6
13

5

4

15

2

1
19

18



17



16



 





 



3


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY NÉN KHÍ
5(c)
4

b1
2

3

C1

vaìo
maïy neïn

B

D3
D4

D2
D0

D1m

D1

P2

Ca

1

P0

a

P3

Pk

C2

C3
Ck

P1

ra khoíi
maïy neïn

a

T1

vaìo
baïnh caïnh

2

1

T0
4

3 b2
2
b3

Tk

vaìo voí
xoàõ
n äú
c

3
4

T3
T2

vaìo äú

ng
giaímtäú
c

5(c)


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

KẾT CẤU CỦA MÁY NÉN KHÍ

65

R=3

A

Ø31

R=5

A

Ø6

63

Ø19

35

41

78

R=2

58

A A

67

60


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TUABIN HƯỚNG KÍNH

0

r

4
0

bn

D2m

D2
D0

1

n

D1
D01
D02

n
5 b11
2

2


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

BUỒNG XOẮN CỦA TUABIN HƯỚNG KÍNH
Ø48

29

Ø39

A

A

52

72

66

62

55

A

A

Ø78

R=2
Ø45


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT TRONG TUABIN TĂNG ÁP
23

A A

 

A

10



8

 

A

A

R= 4
R= 5
A
A A

Cánh tuabin

Cánh máy nén

4

37

 









9

R=2

45

12

R=4
8

Trục tuabin



R=1

R=1



18


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

BÔI TRƠN VÀ LÀM MÁT TRONG TUABIN TĂNG ÁP
1

2

3

Khoang nước

4

Từ vỏ van

làm mát

Hằng nhiệt đến

D

Đến bơm
nước
A

B

Khoang
dầu
5

5

E

C

Đến cacte
dầu

Từ giá đỡ
lọc dầu đến


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

4. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM BỘ TUABIN TĂNG ÁP

Bảng các thông số chọn
Thông số

Ký hiệu

Đơn vị

Khoảng thường
gặp

Giá trị chọn

200÷285

225

Suất tiêu hao nhiên liệu có ích

ge

g/kWh

Áp suất tăng áp

PK

MN/m2

0,17

Áp suất môi trường xung quanh

P0

MN/m2

0,1

Nhiệt độ môi trường xung quanh

T0

Hệ số dư lượng không khí

α

Áp suất khí sót

Pr

Nhiệt độ khí sót

Tr

Áp suất cuối qúa trình nạp

Pa

Hệ số quét khí

φk

298
1,5÷1,8

1,7

MN/m2

>Pth

0,14

K

(700÷900)0K

750

MN/m2

(0,9÷0,96)Pk

0,91.Pk

≥1

1,05

0


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN MÁY NÉN
Đường kính trong của miệng vào bánh công tác: D0

19,11(mm)

Đường kính ngoài của miệng vào bánh công tác: D1

63,7 (mm)

Đường kính trung bình của miệng vào bánh công tác: D1m

47 (mm)

Đường kính ngoài của miệng ra bánh công tác: D2

98 (mm)

Đường kính trong vành tăng áp: D3

142,4 (mm)

Chiều rộng miệng ra của bánh công tác: b2

8,75 (mm)

Chiều rộng miệng vào của vành tăng áp: b3

3,79 (mm)

Mức độ tăng áp suất trong máy nén :πk

17,511

Hiệu suất của máy nén:ηk

0,7656

Công suất dẫn động máy nén: NK

0,1385 (Kw)


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN TUABIN
Lưu lượng khí qua tuabin: GT

0,1 (kg/s)

Vận tốc khí ở lối ra của ống nối: C1

312,2 (m/s)

Nhiệt độ ở lối ra của ống nối:T1

601,9 (oK)

Áp suất ở lối ra từ ống nối: P1

0,14725 (MN/m2)

Vận tốc tuyệt đối của khí ở lối ra của bánh công tác: C2

46,8 (m/s)

Nhiệt độ của khí ở lối ra của bánh công tác: T2

580,8 (oK)

Áp suất ở lối ra của bánh công tác: P2
Hiệu suất đoạn nhiệt của tuabin: ηT
Công suất có ích của tuabin: NT

0,102 (MN/m2)
0,7077
0,1332 (Kw)


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

5. MỘT SỐ HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC

 Xác định các hư hỏng và biện pháp khắc phục

 Phân tích các hư hỏng và biện pháp khắc phục
 Kiểm tra hệ thống tăng áp của động cơ
 Các chú ý khi sử dụng hệ thống tăng áp
 Tháo và lắp cụm tuabin máy nén


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

KẾT LUẬN
 Qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu để thực hiện đồ án ,
em thấy hệ thống tăng áp trên động cơ 490ZL phù hợp
với những tính năng ngày nay
 Thông qua đề tài đã giúp em nâng cao được kiến thức
chuyên ngành động cơ .
 Tìm hiểu sâu sắc hơn về các hệ thống tăng áp của động
cơ đốt trong. Đặc biệt là hệ thống tăng áp trên động cơ
490ZL


EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN
QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN
ĐÃ QUAN TÂM THEO DÕI !