Khảo sát, tính toán, mô phỏng động cơ và hệ thống nhiên liệu trên máy trải thảm vogele super 1800 2

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

KHẢO SÁT, TÍNH TỐN, MƠ PHỎNG ĐỘNG CƠ VF HỆ
THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RALL TRÊN MÁY TRẢI
THẢM VOGELE SUPPER 1800-2

Sinh viên thực hiện: LƯƠNG HOÀNG VŨ
NGUYỄN XUÂN DANH

Đà Nẵng – Năm 2019


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

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I.

Thông tin chung :
1. Họ và tên sinh viên :

NGUYỄN XUÂN DANH
LƯƠNG HOÀNG VŨ
2. Lớp

: 14C4B
3. Tên đề tài: Khảo sát, tính tốn, mơ phỏng động cơ và hệ thống nhiên liệu trên máy
trải thảm VOGELE SUPER 1800-2.
4. Người hướng dẫn : THS. DƯƠNG ĐÌNH NGHĨA
Học hàm/ học vị:
Trưởng PHỊNG KT. PHẠM THANH TUẤN
II.
Nhận xét đồ án tốt nghiệp:
1. Về tính cấp thiết, sáng tạo và ứng dụng của đồ án: (điểm đánh giá tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
2. Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
3. Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm đánh giá tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
4. NCKH: (nếu có bài báo khoa học hoặc ĐATN là đề tài NCKH: cộng thêm 1đ)
………………………………………………………………………………………..
5. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
………………………………………………………………………………………..
III. Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
IV. Đánh giá:
1. Điểm đánh giá:
/10
2. Đề nghị:
Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không được bảo vệ
Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019

Người hướng dẫn

ThS. Dương Đình Nghĩa


TĨM TẮT
Tên đề tài: Khảo sát, tính tốn, mơ phỏng động cơ và hệ thống nhiên liệu trên
máy trải thảm VOGELE SUPER 1800-2.
Sinh viên thực hiện : NGUYỄN XUÂN DANH
LƯƠNG HOÀNG VŨ
Lớp

: 14C4B

Trong tập đồ án này, với đề tài “ Khảo sát, tính tốn, mơ phỏng động cơ và hệ thống
nhiên liệu trên máy trải thảm VOGELE SUPER 1800-2 ” vì vậy mà nội dung tồn bộ
xoay quanh việc khảo sát, tính tốn và mơ phỏng động cơ và hệ thống nhiên liệu comman
rail trên máy trải thảm Vogele Super 1800-2. Tất cả nội dung của đồ án gồm có 8 chương
với nội dung của mỗi chương khác nhau nhưng giữa chúng có sự liên kết chặt chẽ và bổ
sung cho nhau để tạo thành một bản tổng thể hồn chỉnh. Dưới đây là phần tóm tắt nội
dung của từng chương và được trình bày theo trình tự như sau:
- Chương 1: Tổng quan về máy trải thảm Vogele Super 1800-2.
- Chương 2: Phân tích đặc điểm kết cấu chung của động cơ trên máy trải thảm
Vogele Super 1800-2.
- Chương 3: Tính tốn động cơ trên máy trải thảm Vogele Super 1800-2.
- Chương 4: Mô phỏng động cơ trên phần mềm Catia.
- Chương 5: Tổng quan về hệ thống nhiên liệu trên động cơ diesel.
- Chương 6: Hệ thống cung cấp nhiên liệu Comman rail trên động cơ máy trải thảm
Vogele Super 1800-2.
- Chương 7: Tính tốn các thơng số cơ bản của hệ thống nhiên liệu comman rail

trên động cơ máy trải thảm Vogele Super 1800-2.
- Chương 8: Mô phỏng hệ thống nhiên liệu.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TT
Họ tên sinh viên
Số thẻ SV
Lớp
Ngành
1 Nguyễn Xuân Danh 103140076 14C4B
Kỹ thuật cơ khí
2
Lương Hồng Vũ
103140134 14C4B
Kỹ thuật cơ khí
1. Tên đề tài đồ án:
Khảo sát, tính tốn, mơ phỏng động cơ và hệ thống nhiên liệu trên máy trải thảm
VOGELE SUPER 1800-2.
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Các thơng số chính kỹ thuật chính của động cơ và hệ thống nhiên liệu trên máy trải
thảm VOGELE SUPER 1800-2 tài liệu do nhà chế tạo cung cấp.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
a. Phần chung:
TT
Họ tên sinh viên
Nội dung
1

2

Nguyễn Xuân Danh + Chương 1. Tổng quan về máy trải thảm Vogele
Super 1800-2
+ Chương 5. Tổng quan về hệ thống nhiên liệu trên
động cơ diesel
Lương Hoàng Vũ

b. Phần riêng:
TT
Họ tên sinh viên

Nội dung

1

+ Chương 2. Phân tích đặc điểm kết cấu chung của
động cơ trên máy trải thảm Vogele Super 1800-2
Nguyễn Xuân Danh + Chương 3. Tính tốn động cơ trên máy trải thảm
Vogele Super 1800-2

+ Chương 4. Mô phỏng động cơ trên phần mềm
Catia

2

+ Chương 6. Hệ thống cung cấp nhiên liệu Comman
rail trên động cơ máy trải thảm Vogele Super 18002
+ Chương 7. Tính tốn các thơng số cơ bản của hệ
thống nhiên liệu comman rail trên động cơ máy trải
thảm Vogele Super 1800-2
+ Chương 8. Mơ phỏng hệ thống nhiên liệu

Lương Hồng Vũ

i


5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
a.Phần chung:
TT
Tên bản vẽ
Kích thước
1

Tổng thể của máy trải thảm

Họ và tên sinh viên

1A3

b. Phần riêng
TT Tên bản vẽ
Kích thước
1 Đồ thị cơng,động học, động lực học của
1A3
động cơ
2 Kết cấu piston
1A3
3 Kết cấu thanh truyền
1A3
4 Kết cấu trục khuỷu
1A3
5 Kết cấu xupap nạp và thải
1A3
6 Kết cấu trục cam
1A3
7 Bản vẽ lắp động cơ
1A3
TT Tên bản vẽ
Kích thước
1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu common rail
1A3
trên xe
2 Bản vẽ bơm cao áp
1A3
3 Bản vẽ bơm chuyển nhiên liệu
1A3
4 Bản vẽ vòi phun
1A3
5 Bản vẽ van điều chỉnh áp suất

1A3
6 Bản vẽ tổng thể
1A3

Họ và tên sinh viên

Nguyễn Xuân Danh

Lương Hoàng Vũ

6. Họ tên người hướng dẫn:
Phần/ Nội dung:
ThS. Dương Đình Nghĩa
Tồn bộ nội dung bản thuyết minh, và các bản vẽ
TPKT. Phạm Thanh Tuấn
Tài liệu tham khảo và kết cấu động cơ
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 25/02/2019
8.Ngày hoàn thành đồ án:
09/06/2019

Trưởng Bộ môn

Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 2019
Người hướng dẫn

PGS.TS Dương Việt Dũng

ThS. Dương Đình Nghĩa

ii


LỜI NĨI ĐẦU

Ngành Kĩ Thuật Cơ Khí từ khi ra đời đến nay đã không ngừng được phát triển và
đã đạt được nhiều thành tựu to lớn, có nhiều sản phẩm đã đáp ứng được yêu cầu sử dụng
của đời sống xã hội hiện nay.
Sau thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, sinh
viên tiến hành làm đồ án tốt nghiệp nhằm mục đích hệ thống lại những kiến thức đã học,
nâng cao khả năng tìm hiểu và đi sâu vào nghiên cứu về chun mơn, hồn thành nội
dung chương trình đào tạo của trường.
Trong đồ án tốt nghiệp này, chúng em được làm đề tài với nhiệm vụ là: “ KHẢO
SÁT, TÍNH TỐN, MƠ PHỎNG ĐỘNG CƠ VÀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN
MÁY TRẢI THẢM VOGELE SUPER 1800-2 ”.
Dưới sự hướng dẫn của thầy Dương Đình Nghĩa, anh Phạm Thanh Tuấn và sự cố
gắng của bản thân, em đã hoàn thành được nhiệm vụ của đề tài này. Tuy nhiên do mức
độ hiểu biết của em còn chưa được tốt và chưa tiếp xúc được nhiều với thực tế, kinh
nghiệm tìm hiểu, tham khảo chưa được nhiều, vì vậy khơng thể tránh khỏi những thiếu
sót và có thể có những vấn đề chưa hợp lý. Em mong thầy cơ đóng góp ý kiến và phân
tích để đề tài cũng như kiến thức của em được hoàn chỉnh hơn.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã cung cấp cho em những
kiến thức quý báu và bổ ích trong quá trình học tập ở trường, đặc biệt là thầy Dương
Đình Nghĩa và anh Phạm Thanh Tuấn đã hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đề tài tốt
nghiệp này.
Đà Nẵng, ngày 2 tháng 6 năm 2019
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Xuân Danh

i

Lương Hoàng Vũ


CAM ĐOAN
• Trực tiếp thực hiện đầy đủ các nhiệm vụ được giao dưới sự chỉ đạo của giáo
viên hướng dẫn.
• Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án đã được cảm ơn và các thơng tin trích
dẫn trong đồ án đã được thơng tin trích dẫn rõ ràng và được phép công bố.
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Xuân Danh

ii

Lương Hoàng Vũ


MỤC LỤC

Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án
Lời nói đầu và cảm ơn
Lời cam đoan liêm chính học thuật

i
ii

Mục lục
Danh sách các bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ

iii
v

Danh sách các cụm từ viết tắt

vii
Trang

MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY TRẢI THẢM VOGELE SUPER 1800-2...2
1.1.

Tổng quan về máy trải thảm ..............................................................................2

1.1.1. Cấu tạo chung của máy .........................................................................................3
1.1.2. Đặc điểm của máy .................................................................................................3
1.1.3. Kết cấu và kích thước của xe ................................................................................4
1.2.

Ưu, nhược điểm của xe .......................................................................................5

CHƯƠNG 2 : PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ
TRÊN MÁY TRẢI THẢM VOGELE 1800-2 ............................................................ 7
2.1. Giới thiệu về động cơ PERKIN_1106D-E66TA...................................................7
2.2. Thân máy và nắp xi lanh........................................................................................8
2.3. Cơ cấu piston, thanh truyền, trục khuỷu ............................................................. 9
2.3.1. Nhóm piston ............................................................................................................9

2.3.2. Nhóm thanh truyền .............................................................................................. 13
2.4. Cơ cấu phân phối khí ........................................................................................... 15
2.5. Hệ thống bôi trơn, làm mát .................................................................................15
2.6. Hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail ........................................................19
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ TRÊN MÁY TRẢI THẢM VOGELE
SUPER 1800-2 ..............................................................................................................22
3.1. Tính tốn nhiệt động động cơ 1106D-E66TA ...................................................22
3.1.1 .Tính tốn các thơng số của chu trình ..................................................................22
3.1.2. Đồ thị cơng .........................................................................................................28
3.1.2.1. Các thông số xây dựng đồ thị ...........................................................................28
iii


3.1.1.2. Cách vẽ đồ thị ...................................................................................................30
3.1.3. Đồ thị Brick .........................................................................................................32
3.1.2.1. Phương pháp .....................................................................................................32
3.1.2.2. Đồ thị chuyển vị ............................................................................................... 33
3.2. Tính tốn động học và đơng lực học của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền.....34
3.2.1. Xây dựng đồ thị vận tốc ......................................................................................34
3.2.1.1. Phương pháp .....................................................................................................34
3.2.1.2. Đồ thị vận tốc V(α) ........................................................................................... 36
3.2.2. Đồ thị gia tốc .......................................................................................................37
3.2.2.1. Phương pháp .....................................................................................................37
3.2.2.2. Đồ thị gia tốc j=f(x) .......................................................................................... 37
3.2.3. Đồ thị lực quán tính ............................................................................................. 38
3.2.3.1. Phương pháp .....................................................................................................38
3.2.3.2. Đồ thị lực quán tính .......................................................................................... 39
3.2.4. Đồ thị khai triển ...................................................................................................40
3.2.4.1. Vẽ Pkt – α ..........................................................................................................40
3.2.4.2. Vẽ Pj – α ...........................................................................................................41

3.2.4.3. Vẽ P1 – α ...........................................................................................................41
3.2.5. Đồ thị T, Z, N – α ................................................................................................ 44
3.2.5.1. Sơ đồ lực tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền ...................................44
3.2.5.2. Xây dựng đồ thị T, Z, N – α .............................................................................45
3.2.6. Đồ thị ∑T – α .......................................................................................................48
3.2.7. Đồ thị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu .............................................................. 50
3.2.8. Đồ thị khai triển phụ tải chốt khuỷu ....................................................................53
3.2.9. Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền ..................................................55
3.2.10. Đồ thị mài mòn chốt khuỷu ...............................................................................56
CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ TRÊN PHẦN MỀM CATIA .................60
4.1. Giới thiệu phần mềm sử dụng để mô phỏng cơ cấu ..........................................60
4.2. Vẽ mô phỏng động cơ PERKIN_1106D-E66TA ................................................61
KẾT LUẬN ..................................................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................110

iv


DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

BẢNG 2.1. Bảng thơng số kỹ thuật động cơ
BẢNG 3.1. Các thông số cho trước
BẢNG 3.2. Thông số chọn của động cơ
BẢNG 3.2. Bảng giá trị đồ thị công độ cơ diesel
BẢNG 3.3. Bảng các điểm đặc biệt
BẢNG 3.5. Bảng các giá trị đồ thị chuyển vị S=f(α)
BẢNG 3.4. Bảng các giá trị đồ thị khai triển Pkt, Pj, P1 – α
BẢNG 3.5. Bảng giá trị T, N, Z – α
BẢNG 3.6. Bảng thứ tự làm việc của động cơ bốn kỳ 6 xylanh
BẢNG 3.7. Bảng giá trị T – α

BẢNG 3.10. Bảng giá trị đồ thị khai triển phụ tải chốt khuỷu
BẢNG 3.11. Bảng giá trị đồ thị mài mịn chốt khuỷu

HÌNH 1.1. Sơ đồ thể hiện nguyên lý làm việc của máy
HÌNH 1.2. Máy trải thảm VOGELE Supper 1800-2
HÌNH 1.3. Sơ đồ tổng thể của máy
HÌNH 1.4. Kích thước của máy
HÌNH 2.1. Động cơ PERKIN_1106D-E66TA
HÌNH 2.2. Thân máy và nắp xi lanh động cơ
HÌNH 2.3. Nhóm Piston
HÌNH 2.4. Piston
HÌNH 2.5. Chốt piston
HÌNH 2.6. Xéc măng
HÌNH 2.7. Thanh truyền
HÌNH 2.8. Trục khuỷu
HÌNH 2.9. Kết cấu các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí
v


HÌNH 2.10. Sơ đồ hệ thống bơi trơn
HÌNH 2.11. Sơ đồ khối hệ thống làm mát của động cơ 1106D-E66TA
HÌNH 2.12. Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail
HÌNH 3.1. Các điểm đặc biệt cần xác định trên đồ thị cơng động cơ diesel
HÌNH 3.1. Phương pháp vẽ đồ thì Brick
HÌNH 3.2. Đồ thị chuyển vị S=f(α)
HÌNH 3.4. Đồ thị vận tốc V(α)
HÌNH 3.3. Đồ thị gia tốc J = f(x)
HÌNH 3.4. Đồ thị lực qn tính
HÌNH 3.5. Đồ thị khai triển Pkt, Pj, P1 – α
HÌNH 3.6. Sơ đồ lực tác dụng lên cơ cấu khuỷu trục thanh truyền

HÌNH 3.9. Đồ thị T, Z, N – α
HÌNH 3.10. Đồ thị T – α
HÌNH 3.11. Đồ thị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu
HÌNH 3.7. Đồ thị khai triển phụ tải chốt khuỷu
HÌNH 3.13. Đồ thị mài mịn chốt khuỷu
HÌNH 4.1. Một số sản phẩm được thiết kế trên Catia V5
HÌNH 4.2. Vẽ mơ phỏng Piston
HÌNH 4.3. Vẽ mơ phỏng thanh truyền
HÌNH 4.4. Vẽ mơ phỏng trục khuỷu
HÌNH 4.5. Vẽ mơ phỏng bánh đà
HÌNH 4.6. Vẽ mơ phỏng thân máy
HÌNH 4.7. Vẽ mơ phỏng trục cam

vi


DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt:
TT

Ký hiệu

Giải thích

1

HTNN

Hệ thống nhiên liệu

2

ERG

Exhaust Gas Recirculation

3

ĐCT

Điểm chết trên

4

ĐCD

Điểm chết dưới

Ký hiệu:
STT
1
2
3
4
5
6

Ký kiệu
i

τ
ε
D
S
Ne

Giải thích
Số xi lanh
Số kỳ
Tỉ số nén
Đường kính piston
Hành trình piston
Cơng suất cực đại

7

n

Số vịng quay

8

Pz

Áp suất cực đại

9

mpt

Khối lượng nhóm piston

10

mtt

Khối lượng nhóm thanh truyền

11

s

Góc phun sớm

12

Pk

Áp suất khí nạp

13

Tk

Nhiệt độ khí nạp

14



Hệ số dư lượng khơng khí

15

Pa

Áp suất cuối kì nạp

16
17
18
19
20

Pth
Pr
Tr
m

Áp suất trước tuabin
Áp suất khí sót
Nhiệt độ khí sót
Độ sấy nóng khí nạp mới
Chỉ số đoản nhiệt

21
22

z
b

Hệ số lợi dụng nhiệt tại z
Hệ số lợi dụng nhiệt tai b

23



Tỷ số tăng áp suất

24

1

Hệ số nạp thêm

25

2

Hệ số quết buồng cháy

T

vii


26
27
28

29

t
d
r
V

Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt
Hệ số điền đầy đồ thị
Hệ số khí sót
Hệ số nạp

30
31
32

Ta
M0
M1

Nhiệt độ cuối q trình nạp
Số mol khơng khí để đốt cháy một kg nhiên liệu
Số mol khí nạp mới

33

mCvkk

34

mC

Tỷ nhiệt của khơng khí

//
v

Tỷ nhiệt mol của sản phẩm cháy

/
v

Tỷ số của hỗn hợp cháy
Chỉ số nén đa biến trung bình

mC

35
36

n1,n2

37
38

Tc
pc

Nhiệt độ cuối kỳ nén
Áp suất cuối kỳ nén

39
40
41

M2
0


Số mol sản phẩm cháy
Hệ số đổi phân tử lý thuyết
Hệ số biến đổi phân tử thực tế

42

z

Hệ số biến đổi phân tử tại z

43

xz

Hệ số toả nhiệt tại z
//
vz

44
45
46

47
48

mC


Tb

Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình mơi chất tại z
Nhiệt độ cực đại của chu trình
Tỷ số giản nở sớm
Tỷ số giản nở sau
Nhiệt độ cuối quá trình giản nở

49
50

Pb
Cm

Áp suất cuối quá trình giản nở
Tốc độ trung bình của động cơ

51
53

Vh
Vc

Thể tích cơng tác

Thể tích buồng cháy

54



Vận tốc góc của trục khuỷu

55
56

P0
μ

Áp suất khí trời
Tỉ lệ xích

57

r’

Điểm mở sớm của xupáp nạp

58

r’’

Điểm đóng muộn của xupáp thải

59

a’

Điểm đóng muộn của xupáp nạp

60
61

b’
z

Điểm mở sớm của xupáp thải
Điểm áp suất cực đại lý thuyết

62

z’’

Điểm áp suất cực đại thực tế

63

PJ

Lực quán tính

Tz


viii

64

Pkt

Lực khí thể

65

P1

Hợp lực của lực khí thể và lực qn tính

66

T

Lực tiếp tuyến

67
68

Z
N

Lực pháp tuyến
Lực ngang

69

70
71

δ ct

Ni
m

Góc lệch cơng tác
Công suất chỉ thị của động cơ
Hiệu suất cơ giới

72

Fp

Diện tích đỉnh piston

73

𝜎

Sai số của phương pháp vẽ

ix


Khảo sát, tính tốn, mơ phỏng động cơ và hệ thống nhiên liệu trên máy trải thảm VOGELE SUPER 1800-2
__________________________________________________________________________________________

MỞ ĐẦU

Với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ đặc biệt là lĩnh vực điều
khiển số và tin học. Ngày nay có rất nhiều phần mềm hỗ trợ cho công việc của người kỹ
sư thiết kế . Giúp cho công việc của người thiết kế trở nên thuận lợi và tiết kiệm được
rất nhiều thời gian .
Trong các cơng đoạn của q trình sản xuất cơ khí thì sự tiện ích của các phần mềm
hỗ trợ thực sự có vai trị đóng góp hết sức to lớn. Từ việc lên bản vẽ thiết kế chi tiết máy
đến việc mô phỏng lắp ghép và kiểm tra độ bền của các chi tiết máy trước khi đưa vào
sản xuất thực tế. Do đó, các phần mềm hỗ trợ đã tiết kiệm rất nhiều thời gian và kinh tế
trong sản xuất, hạn chế và tránh những sai sót gặp phải trong q trình sản xuất thực tế.
Xét về ngành cơ khí nếu trước đây chúng ta sử các chương trình như MasterCAM,
Cimatron, EdgeCAM, Pro Engineer chủ yếu để gia công và phân khuôn, SolidWork,
SoliđEge, Mechanical Destop, Inventor trong thiết kế 3D, lắp ráp, mơ phỏng chuyển
động cũng như tính tốn phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ lên từng phần trong sản phẩm,
khảo sát sự biến dạng của vật thể dưới tác dụng của lực v.v…
Các chương trình này thường làm việc riêng rẽ đôi khi không thuận tiện trong sản
xuất các hãng lớn có xu hướng dung một phần mềm trọn gói khả năng đáp ứng được
nhiều cơng việc, ó thể làm từng cơng đoạn riêng sau đó qua một công đoạn cuối cùng
tổng hợp.Và CATIA là một trong những chương trình này.
Phần mềm CATIA thiết kế và mơ phỏng các cơ cấu máy là một trong những phầm
mềm hỗ trợ cho những người đang học tập cũng như làm việc trong lĩnh vực thiết kế chi
tiết và cơ cấu máy. Phần mềm này sẽ giúp cho những người học tập và làm việc trong
lĩnh vực thiết kế cơ khí có thêm cơng cụ để giải quyết việc thiết kế chi tiết máy, góp
phần giảm bớt thời gian cho cơng việc này.
Vì vậy em chọn đề tài: " Khảo sát, tính tốn, mơ phỏng động cơ và hệ thống nhiên
liệu trên máy trải thảm VOGELE SUPER 1800-2 " để làm đề tài tốt nghiệp. Với mục
tiêu của đề tài là khảo sát kết cấu và tính tốn nhiệt, động học, động lực học của động
cơ và mơ phỏng q trình làm việc của động cơ và hệ thống nhiên liệu.
SVTH: Nguyễn Xuân Danh và Lương Hoàng Vũ

Hướng dẫn: Ths. Dương Đình Nghĩa

1


Khảo sát, tính tốn, mơ phỏng động cơ và hệ thống nhiên liệu trên máy trải thảm VOGELE SUPER 1800-2
__________________________________________________________________________________________

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY TRẢI THẢM VOGELE SUPER 1800-2

1.1. Tổng quan về máy trải thảm
Máy trải thảm VOGELE SUPER 1800-2 là máy trải thảm di chuyển bằng bánh xích,
truyền động trên máy đều là truyền động thủy lực dùng để trải đất, đá, bê tơng nhựa. Nó
được sử dụng rộng rải và rất cần thiết trong ngành xây dựng cầu đường.
Máy trải thảm Vogele 1800-2 có chu kỳ cơng tác gồm các quá trình sau:
+ Quá trình nhận vật liệu từ xe vận chuyển ở thùng chứa. Do thùng chứa có hai cánh
hai bên được dẫn động nâng hạ độc lập nhau nên trong nó có thể đáp ứng được nhu cầu
làm việc riêng biệt.
+ Quá trình chuyển vật liệu của băng tải từ thùng chứa đến hai trục vít . Ở q trình
này tùy theo điều kiện làm việc mà băng tải có thể chuyển động theo hai chiều khác
nhau.
+ Quá trình tiếp theo, khi vật liệu được chuyển từ băng tải đến thì được trục vít san
phẳng ra hai bên, tùy thuộc vào yêu cầu làm việc mà nó cũng có thể làm việc từng bên
một do hai trục vít này được dẫn động độc lập nhau nhờ hai động cơ thủy lực.
+ Khi vật liệu được sàng phẳng ra nhờ trục vít thì bàn là với tác dụng tạo độ chặt sơ
bộ dưới tác dụng của bộ phận đầm, rung tiếp theo là tạo ra độ phẳng trên bề mặt và cuối
cùng là quá trình sưởi hay sấy nóng thảm để tạo độ mịn mặt đường ở dưới bàn là - được
đốt nóng nhờ dịng điện 3 pha cung cấp từ máy phát điện 3 pha 75 KW dẫn động bởi
động cơ diesel.

Cũng giống các bộ phận khác, bàn là được cấu tạo gồm nhiều phần có thể co vào hay
duổi ra từng bên một hay đồng thời cả hai bên tùy thuộc vào quá trình làm việc .

Hình 1.1. Sơ đồ thể hiện nguyên lý làm việc của máy
SVTH: Nguyễn Xuân Danh và Lương Hoàng Vũ

Hướng dẫn: Ths. Dương Đình Nghĩa

2


Khảo sát, tính tốn, mơ phỏng động cơ và hệ thống nhiên liệu trên máy trải thảm VOGELE SUPER 1800-2
__________________________________________________________________________________________

1.1.1. Cấu tạo chung của máy
+ Bộ phận khung xe là bộ phận chịu lực cho xe và nơi đặt các bộ phận còn lại của
máy như động cơ, hệ thống thủy lực, các bộ phận làm việc, buồng điều khiển... trừ bộ
phận di chuyển.
+ Bộ phận di chuyển của máy được dẫn động bằng động cơ thủy lực đặt ngay trên
bộ truyền lực chính thơng qua hộp số và bộ giảm tốc của hệ thống truyền lực.
Động cơ piston roto hướng kính này có thể di chuyển hai chiều dùng để di chuyển
tiến hay lùi của máy.
+ Để có thể chuyển hướng hệ thống di chuyển trên xe có hệ thống lái và hệ thống
phanh dừng.
+ Các bộ phận làm việc như: thùng chứa vật liệu, băng tải, trục vít bàn là...
+ Các thiết bị trên xe đều được điều khiển bằng điện thông qua các van selenoid để
điều khiển các hệ thống thủy lực. Ngoài ra việc điều khiển tự động việc nâng hạ độ cao
của bàn là được thực hiện một cách tự động nhờ cảm biến độ cao được gắn trên bàn là
và bộ điều khiển trung tâm.
1.1.2. Đặc điểm của máy

Hình 1.2. Máy trải thảm VOGELE Supper 1800-2
Thông số kỹ thuật của máy.
- Động cơ điezen
PERKINS
- Loại động cơ

1106D-E66TA

- Công suất cực đại động cơ

168 kW

SVTH: Nguyễn Xuân Danh và Lương Hoàng Vũ

Hướng dẫn: Ths. Dương Đình Nghĩa

3


Khảo sát, tính tốn, mơ phỏng động cơ và hệ thống nhiên liệu trên máy trải thảm VOGELE SUPER 1800-2
__________________________________________________________________________________________

- Số vòng quay

2200 vòng/phút

- Hệ thống điện

24 V

- Tốc độ di chuyển

4,5 km/h

- Tốc độ làm việc

24 m/phút

- Độ dốc có thể vượt

20 %

- Chiều rộng cơ bản

2,55 m

- Chiều rộng làm việc lớn nhất

10 m

- Chiều sâu làm việc

300 mm

- Năng suất làm việc

700 tấn/h

- Công suất thùng chứa vật liệu

13 tấn

- Kích thước tổng quát
- Trọng lượng

4757x3265x3800 mm
19,3 tấn

1.1.3. Kết cấu và kích thước của xe

Hình 1.3. Sơ đồ tổng thể của máy
1.Xích. 2.Truyền lực. 3. Cần. 4. Hộp động cơ. 5. Xy lanh lực điều khiển nâng hạ bàn
là. 6. Xy lanh lực nâng hạ thùng chứa nhựa đường. 7. Bánh đè xích. 8. Khung gầm xe.
9. Tấm gạt. 10. Thùng chứa thảm. 11. Ống xã động cơ. 12. Mái che. 13. Bộ phận điều
khiển. 14. Ghế ngồi điều khiển. 15. Xy lanh lực. 16. Trục vít. 17. Xy lanh lực. 18. Bàn
là. 19. Trụ lăn. 20. Băng tải. 21. Đèn chiếu sáng

SVTH: Nguyễn Xuân Danh và Lương Hồng Vũ

Hướng dẫn: Ths. Dương Đình Nghĩa

4


Khảo sát, tính tốn, mơ phỏng động cơ và hệ thống nhiên liệu trên máy trải thảm VOGELE SUPER 1800-2
__________________________________________________________________________________________

*Nguyên lý làm việc của máy:
Khi có tín hiệu từ bộ phận điều khiển, momen được truyền từ động cơ qua hệ thống

truyền lực đến cần để di chuyển bánh xích đưa xe đến vị trí cần trải thảm. Khi bắt đầu
hoạt động, bộ phận điều khiển phát tín hiệu để xy lanh nâng hạ thùng chứa nhựa đường
hoạt động qua đó nhựa sẽ được đổ xuống vị trí cần trải thảm sau đó xy lanh lực điều
khiển nâng hạ bàn là sẽ thực hiện là nhựa đường cho bằng phẳng theo yêu cầu.
*Kích thước của máy:
Kích thước của máy ( tính theo mm)
Trong đó: Kích thước L có thể thay đổi tùy thuộc theo q trình làm việc.

Hình 1.4. Kích thước của máy
1.2. Ưu, nhược điểm của xe
Máy trải thảm có rất nhiều ưu điểm kết cấu, kinh tế và có tầm ảnh hưởng rất quan
trọng trong ngành xây dựng.
Ưu điểm chính trong kết cấu là tất cả các truyền động chính trên xe đều là truyền
động thủy lực để truyền công suất từ động cơ đến các bộ phận công tác của máy. Truyền
động thủy lực cho phép:
+ Thực hiện số lượng truyền động lớn từ khâu đưa nguồn năng lượng đến bộ phận
công tác của máy mà không cần sử dụng đến kết cấu cồng kềnh và phức tạp.
+ Biến đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến một cách đơn
giản.
+ Bố trí các bộ phận làm việc và động cơ độc lập nhau làm cho kết cấu của xe gọn
hơn nên dù xe có rất nhiều bộ phận làm việc nhưng kết cấu vẫn nhỏ gọn và khi cần thiết
có thể làm việc với kích thước lớn hơn so với kích thước của xe.
SVTH: Nguyễn Xuân Danh và Lương Hoàng Vũ

Hướng dẫn: Ths. Dương Đình Nghĩa

5


Khảo sát, tính tốn, mơ phỏng động cơ và hệ thống nhiên liệu trên máy trải thảm VOGELE SUPER 1800-2

__________________________________________________________________________________________

+ Liên kết các bộ phận của thiết bị dẫn động nằm trên bộ phận di chuyển của máy
nhờ các ống mềm cao áp.
+ Điều chỉnh độc lập và thay đổi tốc độ chuyển động của các cơ cấu chấp hành một
cách đơn giản điều này làm tăng thêm khả năng thao tác của máy và nâng cao hiệu suất
làm việc của động cơ cũng như của máy.
+ Việc ghim cứng hai chiều của bộ phận thừa hành ở vị trí bất kỳ và khả năng đảo
chiều các bộ phận quay mà không cần cơ cấu phụ trong hệ thống.
+ Các cơ cấu trên xe đều được điều khiển bằng điện nên việc điều khiển trở nên dễ
dàng và dễ kết hợp tự động hóa. Từ đó có thể cải thiện điều kiện làm việc của người lao
động và chất lượng công tác.
+ Loại trừ khỏi truyền động động lực các ly hợp và phanh ma sát trong truyền động
cơ khí vẫn thường sử dụng và thường bị mòn phanh, cũng như giảm được các chi tiết
phải bôi trơn, rút ngắn thời gian vào việc phải bôi trơn các bộ phận trong quá trình bảo
dưỡng máy.
Ưu điểm về mặt kinh tế của máy trải thảm bắt đầu từ ưu điểm về kết cấu và thao tác.
+ Do máy được thiết kế làm việc kết hợp từng cơ cấu độc lập và làm việc đồng hành
cùng lúc làm cho quá trình điều khiển được dễ dàng và nâng cao năng suất rất nhiều so
với năng suất làm việc bằng thủ công. Điều này khơng chỉ tạo ra khả năng giảm được
đó giảm được số nhân công lao động.
+ Cải thiện điều kiện lao động nhờ sự điều khiển tự động hóa tạo ra khả năng nâng
cao năng suất lao động của máy, tiết kiệm nguồn năng lượng cho động cơ, giảm bớt thời
gian cần thiết để bảo dưỡng kỹ thuật cho máy móc nâng cao hệ số sử dụng trong từng
ca máy.
Ngồi ra, máy cũng có một số nhược điểm như:
+ Do truyền động trên chủ yếu là truyền động thủy lực nên q trình làm kín đối
với thủy lực là rất khó khăn, các thiết bị làm việc đắt tiền như bơm thủy lực, động cơ
thủy lực, van điện từ, cảm biến ...
+ Đặc biệt với việc điều khiển tự động bằng điện tử thì việc sửa chữa và khắc phục

hư hỏng rất khó khăn phải dùng đến các thiết bị đắt tiền và đội ngũ kỹ thuật có trình
độ cao.

SVTH: Nguyễn Xuân Danh và Lương Hoàng Vũ

Hướng dẫn: Ths. Dương Đình Nghĩa

6


Khảo sát, tính tốn, mơ phỏng động cơ và hệ thống nhiên liệu trên máy trải thảm VOGELE SUPER 1800-2
__________________________________________________________________________________________

CHƯƠNG 2 : PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CHUNG CỦA
ĐỘNG CƠ TRÊN MÁY TRẢI THẢM VOGELE 1800-2

2.1. Giới thiệu về động cơ PERKIN_1106D-E66TA

Hình 2.1. Động cơ PERKIN_1106D-E66TA
Động cơ PERKIN_1106D-E66TA là động cơ diesel thế hệ mới sử dụng công nghệ phun
nhiên liệu trực tiếp. Động cơ PERKIN_1106D-E66TA là loại động cơ 4 kỳ 6 xylanh được
đặt thẳng hàng và làm việc theo thứ tự nổ 1-5-3-6-2-4. Động cơ có cơng suất cực đại là 168
KW ở 2200 vòng/phút. Động cơ sử dụng hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte ướt , hệ thống
làm mát sử dụng môi chất lỏng, hệ thống nạp Turbo Charger Intercooler. Cơ cấu phân phối
khí với 1 trục cam và được dẫn động bằng bánh răng. Nhờ vậy chất lượng nạp và thải tốt
hơn (nạp đầy, thải sạch), nhằm tăng công suất động cơ, giảm được lượng khí thải độc hại
gây ơ nhiễm mơi trường. Với hệ thống phun nhiên liệu diesel điều khiển bằng điện tử và hệ
thống tuần hồn khí xả tạo cho động cơ ln làm việc ở chế độ an tồn và hiệu quả cao.

SVTH: Nguyễn Xuân Danh và Lương Hoàng Vũ

Hướng dẫn: Ths. Dương Đình Nghĩa

7


Khảo sát, tính tốn, mơ phỏng động cơ và hệ thống nhiên liệu trên máy trải thảm VOGELE SUPER 1800-2
__________________________________________________________________________________________

Bảng 2.1. Bảng thông số kỹ thuật động cơ
Thông số

Giá trị

Đơn vị

Số kỳ

4

Số xy lanh

6 xy lanh thẳng hàng

Thứ tự làm việc

1-5-3-6-2-4

Hành trình piston

105

Đường kính xilanh

127

Tỷ số nén

16,2 : 1

Cơng suất cực đại

168 [kW] / 2200 [v/ph]

Momen xoắn cực đại

983 Nm / 1400 [v/ph]

[mm]
[mm]

2.2. Thân máy và nắp xi lanh

Hình 2.2. Thân máy và nắp xi lanh động cơ
SVTH: Nguyễn Xuân Danh và Lương Hồng Vũ

Hướng dẫn: Ths. Dương Đình Nghĩa

8

Khảo sát, tính tốn, mơ phỏng động cơ và hệ thống nhiên liệu trên máy trải thảm VOGELE SUPER 1800-2
__________________________________________________________________________________________

a. Thân máy
- Thân máy là chi tiết máy cố định và có kết cấu phức tạp.
- Khối lượng và kích thước lớn.
- Thân máy được đúc bằng gang hợp kim với nhiều gân tăng cứng để tăng độ cứng
vững và giảm rung động.
- 6 xy lanh thẳng hàng tạo thành 1 khối, đường kính mỗi xy lanh : 105mm..
- Chiều dày xylanh: 0.03 mm
b. Nắp xylanh
- Nắp xy lanh kết cấu rất phức tạp vì trên đó vì trên đó phải bố trí rất nhiều cơ cấu và
chi tiết. điều kiện làm việc rất khắc nhiệt do nó chịu nhiệt độ và áp suất cao.
2.3. Cơ cấu piston, thanh truyền, trục khuỷu
2.3.1. Nhóm piston
Nhóm piston gồm piston, xécmăng, chốt piston, xécmăng khí, xécmăng dầu và các chi
tiết hãm chốt piston. Piston là một chi tiết quan trọng của động cơ, cùng với xylanh và nắp
xylanh tạo thành buồng cháy.
Trong quá trình làm việc của động cơ đốt trong, nhóm piston có các nhiệm vụ chính sau:
- Đảm bảo bao kín buồng cháy, giữ cho khơng khí cháy trong buồng cháy không lọt
xuống cácte và ngăn không cho dầu nhờn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy.
- Tiếp nhận lực khí thể sinh ra do q trình cháy nổ và truyền tới thanh truyền để
làm quay trục khuỷu, nén khí trong q trình nén, đẩy khí thải trong q trình thải và
hút khí nạp mới trong q trình nạp.

SVTH: Nguyễn Xn Danh và Lương Hồng Vũ

Hướng dẫn: Ths. Dương Đình Nghĩa

9


Khảo sát, tính tốn, mơ phỏng động cơ và hệ thống nhiên liệu trên máy trải thảm VOGELE SUPER 1800-2
__________________________________________________________________________________________

Hình 2.3. Nhóm Piston
1- Chốt piston; 2- Vịng hãm; 3- Xéc măng dầu; 4- Xéc măng khí thứ hai; 5- Xéc
măng khí thứ nhất
a. Pistion

Hình 2.4. Piston
- Piston được đúc bằng hợp kim nhẹ, do đó khối lượng của piston tương đối nhẹ, để
giảm bớt lực quán tính chuyển động tịnh tiến.Trên piston có bố trí 3 rãnh để lắp xéc
măng, trong đó có hai xéc măng khí và một xéc măng dầu. Đỉnh piston có dạng bằng
nên diện tích chịu nhiệt bé. Đường kính piston D = 105 [mm]. Hành trình piston S =
127 [mm].

SVTH: Nguyễn Xuân Danh và Lương Hồng Vũ

Hướng dẫn: Ths. Dương Đình Nghĩa

10


Khảo sát, tính tốn, mơ phỏng động cơ và hệ thống nhiên liệu trên máy trải thảm VOGELE SUPER 1800-2
__________________________________________________________________________________________

- Đầu piston bao gồm đỉnh piston và vùng đai lắp các xéc măng dầu và xéc măng khí
làm nhiệm vụ bao kín. Đỉnh piston có dạng kiểu lõm. Loại buồng cháy này tạo ra xốy

lốc rất mạnh trong q trình nén để hình thành khí hỗn hợp được tốt. vịi phun đặt trên
nắp xylanh hướng vào phía giữa đỉnh piston, để có thể phun trực tiếp nhiên liệu vào
buồng cháy trên đỉnh piston. Loại đỉnh này có nhược điểm là diện tích chịu nhiệt rất lớn
và trọng lượng phần đầu piston rất nặng đồng thời khó giải quyết vấn đề ứng suất nhiệt
của xéc măng, ưu điểm là có chỉ tiêu kinh tế cao.
- Thân piston là phần phía dưới rãnh xéc măng dầu cuối cùng ở đầu piston, làm
nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động trong xylanh và chịu lực ngang N.
- Chân piston có vành đai để tăng độ cứng vững. Đồng thời chân piston được gọt bớt
phần kim loại để giảm khối lượng cho piston.
b. Chốt piston

Hình 2.5.Chốt piston
- Chốt piston là chi tiết máy nối piston với thanh truyền, nó truyền lực tác dụng của
khí thể tác dụng trên piston cho thanh truyền để làm quay trục khuỷu.
- Vật liệu làm chốt piston là thép cacbon và thép hợp kim có thành phần cacbon thấp.
- Kết cấu của chốt piston rất đơn giản, là hình trụ rỗng để cho nhẹ. Bề mặt bên trong
chốt có dạng hình trụ nên dễ chế tạo. Đường kính chốt piston bằng 28 [mm].
- Chốt piston được lắp tự do.

SVTH: Nguyễn Xuân Danh và Lương Hoàng Vũ

Hướng dẫn: Ths. Dương Đình Nghĩa

11