đồ án môn học thi công mô hình động cơ đốt trong hệ thống phân phối khí đề tài thi công mô hình động cơ đốt trong 1nz hệ thống phân phối khí

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.97 MB, 45 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THI CÔNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ ĐỚTTRONG (HỆ THỚNG PHÂN PHỚI KHÍ)

Ngành: Công nghệ kĩ thuật ô tô

Lớp: 21DOTB2

Giảng viên hướng dẫn: Huỳnh Quang Thảo

Sinh viên thực hiện: Mã SV: Lớp:

Nhâm Gia Huy 2182500385 21DOTB2Nguyễn Hồng Khang 2182500448 21DOTB2Bùi Duy Quang 2182502777 21DOTB2Bùi Minh Quân 2182501934 21DOTB2

Tp.HCM, ngày 16 tháng 11 năm 2023

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: THI CƠNG MƠ HÌNH ĐỢNG CƠ ĐỚTTRONG (HỆ THỚNG PHÂN PHỚI KHÍ)

Ngành: Công nghệ kĩ thuật ô tô

Lớp: 21DOTB2

Giảng viên hướng dẫn: Huỳnh Quang Thảo

Sinh viên thực hiện: Mã SV: Lớp: Trần Văn Được 2182500248 21DOTB2Nhâm Gia Huy 2182500385 21DOTB2Nguyễn Hồng Khang 2182500448 21DOTB2Bùi Duy Quang 2182502777 21DOTB2Bùi Minh Quân 2182501934 21DOTB2

Tp.HCM, ngày 16 tháng 11 năm 2023

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI

TÊN MÔN HỌC: THI CÔNG MÔ HÌNH ĐỢNG CƠ ĐỚT TRONG (HỆTHỚNG PHÂN PHỚI KHÍ)

NGÀNH: CƠNG NGHỆ KĨ THUẬT Ơ TƠ

1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm 8):

(1) Trần Văn Được...MSSV: 2182500248………Lớp: 21DOTB2(2) Nhâm Gia Huy...MSSV: 2182500385………....Lớp: 21DOTB2(3) Nguyễn Hồng Khang...MSSV: 2182500448………....Lớp: 21DOTB2(4) Bùi Duy Quang...MSSV: 2182502777………...LỚP: 21DOTB2(5) Bùi Minh Quân...MSSV: 2182501934...LỚP: 21DOTB2

2. Tên đề tài : Thi cơng mơ hình động cơ đốt trong 1NZ ( hệ thống phân phốikhí)

3.Các dữ liệu ban đầu:

Các dữ liệu của động cơ lựa chọn

Tài liệu cấu tạo ô tô và các hướng dẫn của nhà sản xuất

4.Nội dung nhiệm vụ:

Chương 1: Giới thiệu đề tàiChương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Thiết kế và mô phỏngChương 4: Kết luận

5. Kết quả tối thiểu phải có:

1) ...2) ...3) ...Ngày giao đề tài: 18/09/2023 Ngày nộp báo cáo: 11/12/2023

Sinh viên thực hiện

(Ký và ghi rõ họ tên các thành viên)

TP. HCM, ngày 24 tháng 02 năm 2023

Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ

THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC & ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN

TÊN MƠN HỌC: Thi cơng mơ hình động cơ đốt trong ( hệ thống phân phối khí )NGÀNH: Công nghệ kĩ thuật ô tô

(Do giảng viên hướng dẫn ghi và giao lại cho sinh viên đóng vào cuốn báo cáo)

6. Tên đề tài: Thi cơng mơ hình động cơ đốt trong ( hệ thống phân phối khí )7. Giảng viên hướng dẫn: Huỳnh Quang Thảo

8. Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện đề tài (sĩ số trong nhóm 5):

(1) Trần Văn Được... MSSV: 2182500248………Lớp: 21DOTB2(2) Nhâm Gia Huy... MSSV: 2182500385………... Lớp: 21DOTB2(3) Nguyễn Hồng Khang... MSSV: 2182500448...Lớp: 21DOTB2(4) Bùi Duy Quang...MSSV: 2182502777...Lớp: 21DOTB2(5) Bùi Minh Quân...MSSV: 2182501934...Lớp: 21DOTB2

Kết quả thực hiện của sinhviên (Giảng viên hướng dẫn

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

TuầnNgàyNội dung thực hiệnviên (Giảng viên hướng dẫnKết quả thực hiện của sinhghi)

Cách tính điểm:

Điểm đánh giá quá trình thực hiện đồ án = 50% x Tính chủ động, tích cực, sáng tạo

+ %50 x Đáp ứng nội dung nhiệm vụ

Tổng điểm kết thúc học phần = Điểm đánh giá quá trình thực hiện đồ án x 40% +

Điểm chấm báo cáo GVHD x 30% + Điểm chấm báo cáo GVPB x 30%

Lưu ý: Tổng điểm tiêu chí đánh giá về q trình thực hiện đồ án; Điểm báo cáo bảo vệ đồ án mônhọc; Điểm quá trình (Ghi theo thang điểm 10), giảng viên chuyển điểm vào bảng điểm Viện đã giao.

Họ tên sinh viênMã số SV

Tiêu chí đánh giá về q trình thực hiệnđồ án

Tổng điểm tiêuchí đánh giá vềq trình thực

hiện đồ án (tổng 2 cột điểm1*50%+2*50%)Tính chủ động, tích

cực, sáng tạo

Đáp ứng nội dungnhiệm vụ

Trần Văn Được 2182500248

Nguyễn Hồng Khang 2182500448

Ghi chú: Điểm số nếu có sai sót, GV gạch bỏ rồi ghi lại điểm mới kế bên và ký nháyvào phần điểm chỉnh sửa.

TP. HCM, ngày … tháng … năm ……….

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

Sinh viên thực hiện

(Ký và ghi rõ họ tên các thành viên) Giảng viên hướng dẫn(Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, nhóm em khơng biết nói gì hơn ngoài bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến cácthầy trong Viện Kĩ Thuật. Trong suốt chặng đường học tập và làm đờ án tốt nghiệp

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

nhóm em đã luôn nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của các thầy. Đặc biệt,nhóm em xin bày tỏ sự kính trọng và lịng biết ơn sâu sắc nhất đến thầy hướng dẫn đồán môn học Huỳnh Quang Thảo. Thầy là người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ chonhóm em để nhóm em có thể hồn thành đồ án này. Trong quá trình học tập và nghiêncứu, nếu nhóm em có những sai sót gì, kính mong các thầy trong Viện Kĩ Thuật bỏqua cho nhóm em! Cuối cùng, nhóm em xin chân thành cảm ơn các thầy đã luôn tạođiều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên nhóm em trong suốt quá trình học tập và hồnthành đờ án mơn học. Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế củamột sinh viên, đờ án này khơng thể tránh được những thiếu sót. Nhóm em rất mongnhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy trong Viện Kĩ Thuật để nhóm emcó điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức của mình, phục vụ tốt hơn công tác thực tế saunày

Nhóm em xin kính chúc các thầy trong Viện Kĩ Thuật và đặc biệt là thầy HuỳnhQuang Thảo luôn luôn khỏe mạnh và ngày một thành công hơn trên con đường giảngdạy của mình.

Nhóm em xin trân trọng cảm ơn.

MỤC LỤC

Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI...1

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

1.1. Đặt vấn đề...1

1.2. Mục tiêu đề tài...1

1.3 Nội dung đề tài...1

1.4 Phương pháp nghiên cứu...1

1.5. Kết cấu của đồ án môn học...1

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT...3

2.1. Cơ sở lý thuyết về động cơ đốt trong 1NZ ...3

2.1.1. Cấu tạo động cơ đốt trong 1NZ...3

2.1.1.1. Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền...3

2.1.2. Nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong 1NZ...7

2.2. Cơ sở lý thuyết về hệ thống phân phối khí 1NZ...7

2.2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, điều kiện làm việc...7

2.2.1.1. Nhiệm vụ...7

2.2.1.2. Yêu cầu...7

2.2.1.3. Điều kiện làm việc...7

2.2.1.4. Phân tích hệ thống phân phối khí trên 3 dòng xe của 3 hãng xe khác nhau...

... 7

2.2.1.4.1. Hãng xe Ford...7

2.2.1.4.1.1. Công nghệ tiên tiến...8

2.2.1.4.1.2. Phun nhiên liệu trực tiếp...9

2.2.1.4.1.3. Trục cam biến thiên...9

2.2.1.4.1.4. Turbo tăng áp...10

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

2.2.1.4.1.5. Nhiệm vụ...11

2.2.1.4.1.6. Yêu cầu...11

2.2.1.4.2. Hãng xe Huyndai...11

2.2.1.4.2.1. Thành phần và cấu tạo của cơng nghệ phối khí CVVD...12

2.2.1.4.2.2. Những đặc tính ưu việt của cơng nghệ phối khí CVVD...13

2.2.1.4.3. Hãng xe Toyota...14

2.2.1.4.3.1. Mô tả hệ thống VVT-i trên oto...14

2.2.1.4.3.2. Cấu tạo của hệ thống VVT-i trên ô tô...16

2.2.1.4.3.3. Bộ điều khiển VVT-I...16

2.2.1.4.3.4. Van điều khiển dầu phối khí trục cam...17

2.2.1.4.3.5. Hoạt động của hệ thống VVT-i trên ô tơ...17

2.2.1.4.3.5.1. Làm sớm thời điểm phối khí...17

2.2.1.4.3.5.2. Làm muộn thời điểm phối khí...18

2.2.2.2. Chức năng của hệ thống phân phối khí...20

2.2.2.3. Các cơng nghệ hiện đại...21

Chương 3: THIẾT KẾ VÀ MƠ PHỎNG...22

3.1. Phần mềm thiết kế...22

3.2. Thơng số kĩ thuật của các chi tiết hệ thống phân phối khí...22

3.2.1. Xupap nạp và xupap thải...22

3.2.2. Lò xo xupap...24

3.2.3. Bạc và con đội...25

3.2.4. Trục cam nạp và trục cam xả...26

3.3. Thiết kế và mơ phỏng...27

3.3.1. Hệ thống phân phối khí...27

3.3.2 Xupap nạp, con đội và bạc...28

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

3.3.3 Xupap thải, con đội và bạc...28

3.3.4. Trục cam nạp...29

3.3.5 Trục cam thải...29

3.3.6 Lò xo xupap...30

Chương 4: KẾT LUẬN...31

TÀI LIỆU THAM KHẢO...32

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền...6

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

Hình 2.2 Xe Ford...8

Hình 2.3 Phun nhiên liệu trực tiếp lên piston...9

Hình 2.4 Phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt...9

HÌnh 2.5 Trục cam biến thiên...10

Hình 2.6 Turbo tăng áp...10

Hình 2.7 Hệ thống phân phối khí...11

Hình 2.8 Xe Huyndai...12

Hình 2.9 Cơng nghệ phân phối khí CVVD...13

Hình 2.10 Hãng xe Toyota...13

Hình 2.11 Mô tả hệ thống VVT-i trên xe Toyota...14

Hình 2.12 Cấu tạo hệ thống VVT-i trên xe Toyota...15

Hình 2.13 Bộ điều khiển VVT-i trên xe Toyota lúc sớm...16

Hình 2.14 Bộ điều khiển VVT-i trên xe Toyota lúc muộn...16

Hình 2.15 Bộ điều khiển VVT-i trên xe Toyota lúc giữ...17

Hình 2.16 Xupap...18

Hình 2.17 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phân phối khí...19

Hình 3.1 Xupap thải...20

Hình 3.2 Xupap nạp...21

Hình 3.3 Lò xo xupap...22

Hình 3.4 Bạc và con đội...23

Hình 3.5 Trục cam nạp và trục cam xả...24

Hình 3.6 Hệ thống phân phối khí...25

Hình 3.7 Xupap nạp, con đội và bạc...26

Hình 3.8 Xupap thải, con đội và bạc...27

Hình 3.9 Trục cam nạp...28

Hình 3.10. Trục cam thải...29

Hình 3.11. Lò xo xupap...30

DANH MỤC CÁC BẢNG

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI

1.1. Đặt vấn đề.

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Động cơ đốt trong hiện nay là một nguồn động lực chính trên xe ơ tơ. Động cơ đốttrong làm việc được do có sự phối hợp làm việc của nhiều hệ thống như hệ thống bôitrơn, hệ thống làm mát, hệ thống phát lực. Trong đó một trong những cơ cấu để thựchiện các công việc như nạp, xả, trao đổi các môi chất trong động cơ là hệ thống phânphối khí đóng vai trị quan trọng trên ơ tơ. Do đó nhóm em quyết định lựa chọn nghiêncứu hệ thống phân phối khí.

Thiết kế và mơ phỏng hệ thống phân phối khí.

1.3. Nội dung đề tài.

Tìm hiểu chi tiết về: nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, cấu tạo, nguyên lý hoạt động.Mô phỏng các chi tiết của cơ cấu sinh lực bằng phần mềm AUTOCAD 2017.Viết báo cáo đồ án.

1.4. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp tìm kiếm tài liệu trên internet và sách giáo khoaPhương pháp tổng hợp, so sánh và phân tích

Phương pháp mơ phỏng

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: là phương pháp nghiên cứu chủ yếu thu thậpthông tin qua các tài liệu hay văn bản. Trong phương pháp này, chủ thể nghiên cứutham khảm, tìm kiếm thơng tin ở các văn bản liên quan, Từ đó, bằng các tư duy logicrút ra kết luận cụ thể.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: là một loại phương pháp nghiên cứu sử dụngbằng chứng có thể kiếm chứng để đi đến kết quả nghiên cứu. Nói cách khác, loạinghiên cứu này chỉ dựa vào bằng chứng thu được thông qua các phương pháp thu thậpdữ liệu khoa học hoặc quan sát.

1.5. Kết cấu của đồ án môn học.

Chương 1: Giới thiệu đề tài.Chương 2: Cơ sở lý thuyết.

Chương 3: Phân tích và các cơng nghệ trên hệ thống phân phối khí.

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

Chương 4: Kết luận.

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Cơ sở lý thuyết về động cơ đốt trong 1NZ

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

2.1.1. Cấu tạo động cơ đốt trong 1NZ

2.1.1.1. Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

Đây là bộ phận quan trọng có chức năng tiếp nhận năng lượng được tạo ra từ quátrình đốt cháy nhiên liệu. Bộ phận này gồm các thành phần với cấu tạo và chức năngnhư sau.

Hình 2.1. Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền 2.1.1.2. Xi lanh.

Thành phần này được đặt trong thân động cơ, kết hợp cùng nắp xi lanh và đỉnhpiston tạo nên buồng đốt trong động cơ đốt trong.

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

Hình 2.2. Xi lanh động cơ đốt trong 1NZ2.1.1.3. Piston.

Có hình dáng trụ ngắn, nằm bên trong xi lanh, có cấu tạo gờm đỉnh, thân và chốtpiston. Piston kết hợp cùng xi lanh tạo nên b̀ng đốt trong động cơ. Đờng thời, bộphận này cịn chuyển động tịnh tiến trong xi lanh, tiếp nhận công năng được tạo nên từquá trình đốt cháy nhiên liệu, qua thanh truyền và chốt piston truyền đến trục khuỷu.

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

Hình 2.3. Piston2.1.1.4. Thanh truyền (còn được gọi là tay biên).

Là bộ phận nối liền piston và trục khuỷu. Nhiệm vụ của thanh truyền là truyềnlực tác động và biến đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động tròn củatrục khuỷu.

2.1.1.5. Trục khuỷu.

Trục khuỷu có chức năng biến đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyểnđộng quay.

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

Hình 2.4. Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền.2.1.1.6. Cơ cấu phân phối khí.

Bộ phận này có chức năng chính là đóng/mở hệ thống cửa nạp/cửa xả, từ đó giúpđộng cơ chủ động nạp hoặc thải khí từ xi lanh ra bên ngồi.

2.1.1.7. Hệ thống bơi trơn.

Hệ thống bơi trơn có nhiệm vụ vận chuyển và giúp dầu bôi trơn được bôi đềutrên các chi tiết bên trong động cơ. Quá trình này giúp giảm tính ma sát bề mặt, đảmbảo cho động cơ hoạt động ổn định và bền bỉ hơn.

2.1.1.8. Hệ thống khởi động.

Hệ thống giúp động cơ khởi động, bắt đầu cho một quá trình làm việc mới. Khihệ thống hoạt động, trục khuỷu sẽ được làm quay giúp cho khối động cơ tự nổ máy.

2.1.1.9. Hệ thống cung cấp khí và nhiên liệu.

Hệ thống này bao gờm các thành phần như: kim phun và hịa khí điều khiển điệntử hoặc bộ chế hịa khí, các cơ cấu lọc và các chi tiết khác. Trước mỗi chu kỳ hoạtđộng, bộ phận này sẽ có nhiệm vụ hịa trộn khơng khí sạch với nhiên liệu theo một tỷlệ phù hợp và phun chúng vào bên trong buồng đốt.

2.1.1.10. Hệ thống làm mát.

Động cơ đốt trong là một động cơ nhiệt do đó thường tỏa nhiệt rất lớn. Hệ thốnglàm mát sẽ đảm bảo nhiệt độ ổn định cho các bộ phận, các chi tiết, giúp động cơ hoạtđộng hiệu quả và bền bỉ hơn.

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

2.1.2. Nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong 1NZ.

Các loại động cơ nhiệt nhìn chung chúng đều hoạt động theo một quy trình với 4kỳ: nạp - nén - nổ - xả.

Riêng đối với ơ tơ, có hai loại động cơ: bốn kỳ và hai kỳ. Nguyên lý hoạt động ởtừng động cơ như sau:

2.2. Cơ sở lý thuyết về hệ thống phân phối khí 1NZ.

2.2.1. Nhiệm vụ, u cầu, điều kiện làm việc.

Đóng xupap kín.

Xupap thải khơng mở trong quá trình nạp.Ít va đập, mài mòn.

Dễ dàng điều chỉnh, sửa chữa, giá thành chế tạo thấp.

2.2.1.3. Điều kiện làm việc.

Tải trọng cơ học cao.Nhiệt độ cao.

Hệ thống cơ cấu phân phối khí VCT:

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

o VCT là hệ thống điều khiển thời điểm phối khí phù hợp với chế độ làm

việc của động cơ. VCT là cụm từ viết tắt từ tiếng Anh: Variable CamTiming.

Hình 2.5. Hãng xe Ford.

o Đối với các động cơ cổ điển thì thời điểm phối khí là cố định và thường

đựơc tính theo điều kiện sử dụng của động cơ. Vì nó được dẫn động trựctiếp từ trục khuỷu đến cam thơng qua cặp bánh răng hoặc xích. Ngược lại,với các động cơ có hệ thống VCT thì góc phân phối có thể thay đổi theođiều kiện làm việc của động cơ. Hệ thống VCT sử dụng áp suất thuỷ lựcđiều khiển bằng van điện từ để xoay trục cam nạp, thay đổi thời điểm phốikhí để đạt được thời điểm phối khí tối ưu. Hệ thống này có thể xoay trụccam một góc 400 tính theo góc quay trục khuỷu để đạt thời điểm phối khítối ưu cho các chế độ hoạt động của động cơ dựa vào các tín hiệu từ cảmbiến và điều khiển bằng ECU động cơ.

o Do đó hệ thống này được đánh giá rất cao vì nó cải thiện quá trình nạp vàthải, tăng cơng suất động cơ, tăng tính kinh tế và giảm ô nhiễm môitrường.

2.2.1.4.1.1. Công nghệ tiên tiến.

Các kỹ sư của Ford đã đưa cả ba công nghệ chủ chốt vào động cơ EcoBoostnhằm giảm mức tiêu hao nhiên liệu và mang lại sức mạnh vượt trội: phun nhiên liệutrực tiếp, trục cam biến thiên và turbo tăng áp. Bộ điều khiển trung tâm đảm bảo chođộng cơ vận hành êm ái.

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

Những yếu tố giúp EcoBoost tối ưu hoá việc tiết kiệm nhiên liệu

Hình 2.6. Phun nhiên liệu trực tiếp lên piston.2.2.1.4.1.2. Phun nhiên liệu trực tiếp.

Tiết kiệm nhiên liệu hơn và tối ưu hóa cơng suất hoạt động.

Hệ thống phun nhiên liệu cao áp sẽ phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt vớilượng nhiên liệu được tính tốn chính xác theo nhu cầu của động cơ vào mỗi thời điểmthích hợp, đờng thời hệ thống cũng giúp làm mát khí nạp cho phép tỷ lệ nén cao hơn.So với động cơ phun nhiên liệu gián tiếp, công nghệ này giúp tăng đáng kể hiệu suấtsử dụng nhiên liệu trong khi sản sinh thêm nhiều công suất cho động cơ.

Hình 2.7.Phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt.

</div>