Luận Văn Nghiên cứu phục hồi và xây dựng quy trình kiểm tra, bảo dưỡng, chẩn đoán, vận hành kỹ thuật động cơ

Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Nghiên cứu phục hồi và xây dựng quy trình kiểm tra, bảo dưỡng, chẩn đoán, vận hành kỹ thuật động cơ KIA bằng hình ảnh dữ liệu tại xưởng thực tập bộ môn Kỹ thuật ô tô


MỤC LỤC
Trang
Danh mụccácbảng
Danh mụccáchình
LỜINÓI ĐẦU
Chương 1 1
GIỚI THIỆU ĐỘNG C Ơ KIA . 1
1.1. Khái quát chung 1
1.2. Đặc điểm kỹ thuật của động cơ KIA . 3
1.3. Các bộ phận và hệ thống cơ bản của động cơ KIA 4
1.3.1. Bộ khung động cơ 4
1.3.2. Hệ thống truyền lực . 5
1.3.4. Hệ thống nhiên liệu động cơ 6
1.3.4.1. Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu động cơ . 6
1.3.4.2. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu động cơ . 7
1.3.5. Hệ thống bôi trơn đ ộng cơ . 8
1.3.5.1. Chức năng, nhiệm vụ 8
1.3.5.2. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống bôi trơn động cơ 8
1.3.6. Hệ thống làm mát động cơ . 10
1.3.6.1. Chức năng của hệ thống làm mát: . 10
1.3.6.2. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát động cơ: . 10
1.3.7. Hệ thống khởi động động cơ. . 11
1.3.7.1. Nhiệm vụ của hệ thống khởi động . 11
1.3.7.2. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống khởi động động cơ. . 12
Chương 2 13
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HAO MÒN, HƯ HỎNG, BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC VÀ
CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ 13
2.1. Lý thuyết về hư hỏng các chi tiết động cơ . 13
2.1.1. Các dạng hư hỏng do hao mòn . 13
2.1.1.1. Mài mòn cơ học 13
2.1.1.2. Mòn dính (mòn tróc) . 14
2.1.1.3. Mòn ôxy hóa . 14
2.1.1.4. Mòn do hạt mài . 15
2.1.1.5. Mòn rỗ (mòn đậu mùa) . 16
2.1.2. Các dạng hư hỏng do tác động cơ giới . 16
2.1.3. Các dạng hư hỏng do tác động hóa –nhiệt . 20
2.2. Các phương pháp xác định tình trạng hư hỏng của các chi tiết động cơ . 22
2.3. Một số phương pháp sửa chữa hư hỏng các chi tiết trên động cơ . 23
2.3.1. Ý nghĩa kinh tế kỹ thuật của việc sửa chữa chi tiết . 23
2.3.2. Phục hồi chi tiết bằng các phương pháp nguội 23
2.3.2.1. Phương pháp cạo 23
2.3.2.2. Phương pháp doa 24
2.3.2.3. Phương pháp dũa 24
95
2.3.3. Phục hồi chi tiết bằng các phương pháp gia công cơ khí . 24
2.3.3.1. Phục hồi chi tiết bằng phương pháp lắp thêm chi tiết phụ 24
2.3.3.2. Phục hồi chi tiết bằng phương pháp kích thước sửa chữa . 26
2.3.4. Hàn và hàn đắp các chi tiết bằng gang v à hợp kim nhôm . 29
2.3.5. Phục hồi chi tiết bằng phương pháp phun kim loại . 29
2.3.6. Phục hồi chi tiết bằng phương pháp mạ điện phân 34
2.3.6.1. Khái niệm chung về mạ điện phân 34
2.3.6.2. Phục hồi chi tiết bằng ph ương pháp mạ crôm 37
2.3.7. Phục hồi chi tiết bằng các ph ương pháp gia công áp l ực . 40
2.3.7.1. Phương pháp chồn 40
2.3.7.2. Phương pháp nong 42
2.3.7.3. Phương pháp ép 42
2.3.7.4. Phương pháp u ốn (nắn) . 43
2.4. Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật động cơ 43
2.4.1. Khái quát chung . 43
2.4.2. Các phương pháp chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của động cơ . 44
2.4.2.1. Chẩn đoán động cơ theo công su ất 44
2.4.2.2. Chẩn đoánđộng cơ thông qua phân tích khí xả . 46
2.4.2.3. Chẩn đoán động cơ theo áp suất cuối quá trình nén . 49
2.4.2.4. Chẩnđoán động cơ theo âm thanh . 51
Chương 3: PHỤC HỒI VÀ XÂY DỰNG QUI TRÌNH KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG, CHẨN
ĐOÁN, VẬN HÀNH KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ KIA BẰNG HÌNH ẢNH DỮ LIỆU. 55
3.1. Các phương pháp xây dựng hình ảnh dữ liệu 55
3.2. Khảo sát động cơ KIA 55
3.2.1. Tình trạng động cơ trước khi tháo 55
3.2.2. Quy trình tháo động cơ 55
3.2.3. Quy trình kiểm tra động cơ. . 62
3.2.3.1. Đo độ côn, độ ô van của piston và lót xylanh 62
3.2.3.2. Đo xéc măng. 67
3.2.3.3. Đo cổ biên. . 70
3.2.4. Cách khắc phục một số hư hỏng của các bộ phận và chi tiết trên động cơ . 72
3.2.4.1. Hư hỏng bạc cổ biên . 72
3.2.4.2. Hư hỏng móng hãm xupáp. . 73
3.2.4.3.Hư hỏng gioăng nắp quy lát. . 73
3.2.4.4. Hư hỏng phớt chắn dầu xu páp. . 73
3.2.4.5. Hư hỏng đường ống nạp động cơ. . 74
3.2.4.6. Bệ đỡ xu páp trên nắp xylanh bị rỗ bề mặt. . 74
3.2.4.7. Áp lực phun ở vòi phun không đ ủ, chất lượng phun không tốt 76
3.2.4.8. Hư hỏng bơm cao áp . 78
3.2.5. Quy trình lắp ráp và điều chỉnh động cơ. 83
3.2.5.1. Quy trình lắp ráp động cơ . . 83
3.2.5.2. Thiết kế bình nhiên liệu cho động cơ. 83
3.2.5.3. Thiết kế bơm xăng để chuyển nhiên liệu từ bình chứa lên bình lọc –bơm cao áp –
vòi phun. . 84
3.2.5.4. Lắp đặt thêm đồng hồ đo áp suất dầu bôi trơn trực tiếp trên bảng điều khiển (hình
3.64). . 84
3.2.5.5. Điều chỉnh động cơ. 84
96
3.2.6. Quy trình khởi động vận hành động cơ. . 86
3.2.6.1. Giai đoạn chuẩn bị trước khi vận hành. . 86
3.2.6.2. Giai đoạn khởi động. . 87
3.2.6.3. Giai đoạn sau khi khởi động cho động cơ mang tải. 87
3.2.6.4. Quy trình tắt máy. . 88
3.2.7. Quy trình chẩn đoán kỹ thuật động cơ. . 88
3.2.7.1. Chẩn đoán động cơ theo áp suất cuối kỳ nén. 88
3.2.7.2. Chẩn đoán động cơ theo áp suất dầu bôi trơn. . 89
Chương 4 91
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 91
4.1 Kết luận . 91
4.2. Kiến nghị 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 92
PHỤ LỤC 1: TIÊU CHUẨN LỰC XIẾT BU LÔNG VÀ ĐAI ỐC. . 93
97
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật của ô tô tải KIA 1,4 tấn . 1
Bảng 1.2. Đặc điểm kỹ thuật của động cơ KIA . 3
Bảng 3.1. Đo đường kính piston (mm) . 63
Bảng 3.2. Độ ô van của piston (mm) 64
Bảng 3.3. Độ côn của piston (mm) . 64
Bảng 3.4. Đo đường kính xylanh (mm) 65
Bảng 3.5. Độ ô van của xylanh (mm) . 66
Bảng 3.6. Độ côn của xylanh (mm) 66
Bảng 3.7. Đo khe hở miệng xéc măng (mm) . 67
Bảng 3.8. Đo khe hở theo chiều cao của xéc măng trong rãnh piston (mm) . 68
Bảng 3.9. Đo chiều sâu rãnh piston (mm) 69
Bảng 3.10. Đo bề dày xéc măng . 69
Bảng 3.11. Giá trị khe hở theo chiều sâu (
t
 ) của rãnh xéc măng (mm) 70
Bảng 3.12. Giá trị khe hở bạc cổ biên  , (mm) . 71
Bảng 3.13. Kết quả đo đường kính cổ biên của trục khuỷu, (mm) . 72
Bảng 3.10. Kết quả đo áp suất cuối quá trình nén
c
p (bar) 89
98
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Ô tô tải KIA 1,4 tấn. . 1
Hình 1.2. Động cơ KIA. . 3
Hình 1.3. Bộ khung của động c ơ. . 4
Hình 1.4. Hệ thống truyền lực động cơ. . 5
Hình 1.5. Cơ cấu phân phối khí sử dụng xu páp treo. 6
Hình 1.6. Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp phân phối. 7
Hình 1.7. Hệ thống bôi trơn các te ướt . 9
Hình 1.8. Hệ thống làm mát tuần hoàn một vòng kín. 10
Hình 1.9. Sơ đồ hệ thống khởi động điện. 12
Hình 2.1. Sơ đồ tính toán kí ch t hước sửa chữa của t rục và l ỗ 28
Hình 2.2. Sơ đồ làm việc của máy phun kim loại. . 30
Hình 2.3. Sơ đồ quá trình phun kim lo ại. . 30
Hình 2.4. Sơ đồ bể mạ crôm. . 38
Hình 2.5. Sơ đồ gia công áp lực bằng phương pháp chồn. . 41
Hình 2.6. Sơ đồ thiết bị chồn bạc lót. . 41
Hình 2.7.Sơ đồ nong chi tiết. 42
Hình 2.8. Sơ đồ ép chi tiết. 42
Hình 2.9. Sơ đồ nắn chi tết bằng ngoại lực. . 43
Hình 2.10. Sơ đồ nắn chi tiết khi bị xoắn. 43
Hình 3.1. Xả nước làm mát. . 56
Hình 3.2. Tháo bulông xả dầu các te. 56
Hình 3.3. Tháo ống nước (a) và két nước (b). 56
Hình 3.4. Tháolọc nhớt. 56
Hình 3.5: Tháo bộ lọc nhiên liệu (a) và bộ lọc gió (b). . 57
Hình 3.6. Tháo máy khởi động. 57
Hình 3.7. Tháo đường ống cao áp . . 57
Hình 3.8. Tháo dàn ống góp khí nạp. . 57
Hình 3.9. Tháo bình giảm thanh (a) và dàn ống góp khí xả (b). . 58
Hình 3.10. Tháo dàn vòi phun. 58
Hình 3.11. Tháo nắp các te trên. 58
Hình 3.12. Tháo dàn buji sấy. 58
Hình 3.13. Tháo máy phát. 59
Hình 3.14. Tháo quạt làm mát. 59
Hình 3.15. Tháo bơm nước làm mát . 59
Hình 3.16. Tháo bơm cao áp. 59
Hình 3.17. Tháo hộp số. 60
Hình 3.18. Tháo cò mổ. . 60
Hình 3.19. Rút dàn đũa đẩy. 60
Hình 3.20. Tháo nắp quy lát. . 60
Hình 3.21. Tháo dàn xu páp. . 61
Hình 3.22. Tháo các te dưới. . 61
Hình 3.23. Tháo bơm nhớt. 61
99
Hình 3.24. Tháo nửa dưới thanh truy ền. 61
Hình 3.25. Tháo cụm piston thanh truyền. . 62
Hình 3.26. Tháo xéc măng. 62
Hình 3.27. Đo đường kính phần đầu của piston . 62
Hình 3.28. Đo đường kính phần thân piston 63
Hình 3.29. Vị trí đo đường kính piston. 63
Hình 3.30. Đo đường kính xylanh tại vị trí xéc măng khí số 1 khi piston ở điểm chết trên,
theo hai phương song song (a) và vuông góc (b) với đường tâm trục khuỷu. 65
Hình 3.31. Đo đường kính xylanh tại vị trí điểm chết dưới, theo hai phương song song (a)
vàvuông góc (b) với đường tâm trục khuỷu. 65
Hình 3.32. Vị trí đo đường kính xylanh. . 66
Hình 3.33. Đo khe hở miệng xéc măng trong lòng xylanh. . 67
Hình 3.34. Đo khe hở theo chiều cao của xéc măng trong rãnh piston. 68
Hình 3.35. Đo chiều sâu rãnh piston . . 69
Hình 3.36. Đo bề dày xéc măng. 69
Hình 3.37. Đo khe hở bạc cổ biên. . 71
Hình 3.38. Đo độ côn và ôvan của cổ biên. 71
Hình 3.39. Bạc cổ biên 72
Hình 3.40. Móng hãm xu páp . 73
Hình 3.41. Gioăng nắp quy lát hư hỏng. 73
Hình 3.42. Phớt chắn dầu xu páp . 73
Hình 3.43. Đường ống nạp động cơ. 74
Hình 3.44. Bôi dung dịch cát xoáy lên mặt côn xu páp (a); bôi nhớt lên thân xu páp (b) 74
Hình3.45. Đưa xu páp vào bệ đỡ trên nắp xylanh. 75
Hình 3.46. Lắp ống nhựa mềm vào đuôi xu páp (a); bôi nhớt vào khe giữa mặt côn xu páp
và bệ đỡ (b). 75
Hình 3.47. Bệ đỡ xu páp. . 75
Hình 3.48. Sơ đồ cấu tạo vòi phun. 76
Hình 3.49. Đo áp lực vòi phun. 76
Hình3.50. Tháo vòi phun. . 76
Hình 3.51. Gá kim phun lên mâm c ặp. . 77
Hình 3.52. Bôi cát xoáy lên mặt côn của kim phun. 77
Hình 3.53: Lắp kim bệ phun vào kim phun. 77
Hình3.54. Đệm điều chỉnh sức căng của lò xo. . 77
Hình 3.55. Lắp vòi phun lên thi ết bị đo để kiểmtra áp lực phun điều chỉnh. 78
Hình 3.56. Sơ đồ cấu tạo bơm cao áp. . 78
Hình 3.57. Piston bơm cao áp . . 79
Hình 3.58. Gá piston lên mâm c ặp (a); điều chỉnh độ đồng tâm (b). 79
Hình3.59. Xoáy pistonbơm. . 79
Hình 3.60. Gá trục xoáy lên mâm cặp, điều chỉnh độ đồng tâm . . 80
Hình 3.61. Xoáy bạc xả. 80
Hình3.62. Xoáy pistonvà bạc xả. . 80
Hình 3.63. Gá thân van vào mâm cặp. . 81
Hình3.64. Bôi cát xoáy lên mặt côn của thân vantriệt hồi. . 81
Hình3.65. Xoáy van triệt hồi. 81
Hình3.66. Lắp bơm cao áp lên thiết bị cân chỉnh. . 82
100
Hình 3.67. Lắp đường ống cao áp (a); bật công tác cho thiết bị hoạt động (b); giá trị trên
đồng hồ đo (c). 82
Hình 3.68. Điều chỉnh lưu lượng lớn nhất (a); điều chỉnh lượng nhiên liệu toàn tải (b);
điều chỉnh lượng nhiên liệu không tải (c). 82
Hình 3.69. Bình nhiên liệu động cơ . . 83
Hình 3.70. Bơm xăng (a); lắp bơm xăng vào động cơ (b). 84
Hình 3.71. Bảng điều khiển (a); đồng hồ đo áp suất dầu bôi trơn (b). 84
Hình 3.72. Điều chỉnh khe hở nhiệt xu páp. . 84
Hình 3.73. Mô hình động cơ sau khi khôi phục. . 85
Hình 3.74. Kiểm tra nước làm mát động cơ. 86
Hình3.75.Kiểm tra mức nhớt trong các te. . 86
Hình3.76.Kiểm tra mức nhiên liệu trong bình chứa. 86
Hình3.77. Bật công tác ở vị trí on. 87
Hình 3.78. Ấn nút điện xông máy (a); kéo 1/3 tay ga (b); bật công tác đề (c). 87
Hình 3.79. Kết quả đo máy 1. 88
Hình 3.80. Kết quả đo máy 2. 88
Hình 3.81. Kết quả đo máy 3. 89
Hình 3.82. Kết quả đo máy 4. 89
Hình 3.83. Bảng điều khiển (a); đồng hồ đo áp suất dầu bôi trơn (b). 90


Chương 1
GIỚI THIỆU ĐỘNG C Ơ KIA
1.1. Khái quát chung
Động cơ KIA tại xưởng thực tập bộ môn kỹ thuật ô tô là động cơ Diesel do hãng
KIA MOTORS của Hàn Quốc sản xuất, nó dùng để lắptrên ô tôtải KIA 1,4 tấn.
Hình 1.1. Ô tôtải KIA 1,4 tấn.
Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật của ô tô tải KIA 1,4 tấn.
STT Thông số kỹ thuật Ô tô tải KIA 1,4tấn
1 Động cơ
Kiểu động cơ KIA JS2
Loại động cơ Diesel 4kỳ, 4xylanh thẳng hàng
Dung tích xylanh 2,209 [cm
3
]
Đường kínhxylanhx hành trình
piston
89 x 89 [mm]
Công suất cực đại 23/4000 [k W/rpm]
Mômen xoắn cực đại 123/2400 [N.m/rpm]
Dung tích thùng nhiên liệu 60[lít]
2 Truyền động
Số tay 4số tiến, 1số lùi
3 Hệ thống lái Trợ lực
4 Hệ thống treo
Trước/sau
Lá nhíp hợp kim bán nguyệt và ống
giảm chấn thủy lực
5 Lốp xe
Trước/sau 6,50-16/ kép 5,50-13
2
6 Kích thước
Chiều dài tổng thể 5330 [mm]
Chiều rộng tổng thể 1750 [mm]
Chiều cao tổng thể 2120[mm]
Chiều dài (lọt lòng) thùng 3400 [mm]
Chiều rộng (lọt lòng) thùng 1650 [mm]
Chiều cao thùng 380 [mm]
Chiều dài cơ sở 2760 [mm]
7 Trọng lượng
Trọng lượng không tải 1980 [kg]
Tải trọng 1400 [kg]
Trọng lượng toàn bộ 3605 [kg]
8 Đặc tính
Bán kính quay vòng nhỏ nhất 5,5 [m]
Tốc độ tối đa 118 [km/h]
Số chỗ ngồi 3người
9 Trang bị trên ô tô
Tay lái điều khiển được độ nghiêng,
cao thấp
Đèn sương mù
2 tấm che nắng cho tài xế và phụ lái
Radio cassetllte + 2 loa
Hệ thống điều hòa
Khóa cửa trung tâm
Hệ thống rửa kính toàn diện
Động cơ KIA được công ty trách nhiệm hữu hạn Quý Minh, nằm ở lô 56 N2
khu công nghi ệp An Xá thành phố Nam Định, giám đốc công tyôngNguyễn Quý
Mỳ, tặng Khoa Cơ khí Trường Đại học Nha Trang nhân Ngày nhà giáo Việt nam
20 –11 –2005.
3
1.2. Đặc điểm kỹ thuật của động cơ KIA
Hình 1.2. Động cơ KIA.
Bảng 1.2. Đặc điểm kỹ thuật của động cơ KIA.
STT Đặc điểm kỹ thuật Động cơ KIA
1 Kiểu động cơ KIA JS2
2 Loại động cơ Động cơ diesel 4kỳ
3 Công suất cực đại 23/4000 [KW/rpm]
4 Mômen xoắn cực đại 123/2400 [N.m/rpm]
5 Dung tích xylanh 2,209 [cc]
6 Đường kínhxylanhx Hành
trình piston
89 x 89 [mm]
7 Kiểu xu páp Treo
8 Kiểu buồng đốt Xoáy lốc
9 Số xylanh 4xylanh thẳng hàng
10 Số xu páp mỗi xylanh 2
11 Tỷ số nén 21
12 Kích thước động cơ:
Dài x rộng x cao 753 x 580 x 622 [mm]
13 Tiêu thụ nhiên liệu 225/1800 [g/rpm]
14 Góc phunsớmnhiên liệu 20
o
góc quay trục khuỷu
15 Thứ tự nổ các xylanh 1-3-4-2
16 Kiểu bơm nhiên li ệu VE
17 Trọng lượng khô 220 [kg]
4
18 Phương pháp làm mát Vòng trong làm mát bằng nước, vòng
ngoài được lấy nhiệt bằng quạt gió.
19 Lượng nước làm mát 10,5[lít]
20 Chiều quay của quạt làm mát Cùng chiều kim đồng hồ
21 Lượng dầu bôi trơn 7,6[lít]
22 Điện áp ắc qui 24 [V]
1.3. Các bộ phận và hệ thống cơ bản của động cơ KIA
Trên động cơ KIA có các bộ phận và hệ thống cơ bản sau đây:
 Bộ khung động cơ.
 Hệ thống truyền lực.
 Hệ thống trao đổi khí.
 Hệ thống nhiên liệu.
 Hệ thống bôi trơn.
 Hệ thống làm mát.
 Hệ thống khởi động.
1.3.1. Bộ khung động cơ
Bộ khung bao gồm các bộ phận cố định có chức năng che chắn hoặc l à nơi lắp
đặt các bộ phận khác của động c ơ. Các bộ phận cơ bản của bộ khung của động c ơ
bao gồm: nắp xylanh, khối xy lanh, các te và các n ắp đậy, đệm kín, bu lông, v.v


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Văn Nhận (2007), Lý thuyết động cơ đốt trong. Tài liệu lưu hành nội bộ
–Dùng cho sinh viên ngành cơ khí –Trường Đại học Nha Trang.
2. Lê Bá Khang (2007), Khai thác kỹ thuật động cơ –Hệ động lực ô tô. Tài liệu lưu
hành nội bộ –Dùng cho sinh viên ngành cơ khí ô tô –Trường Đại họcNha Trang.
3. Đỗ Đức Tuấn (2004), Công nghệ sửa chữa đầu máy Diesel. Nhà xuất bản Hà
Nội.
4. Hoàng Minh Tác (2009), Thực hành động cơ đốt trong. Nhà xuất bản Giáo Dục.
5. Nguyễn Tất Tiến, Đỗ Xuân Kính (2008), Giáo trình kỹthuật sửa chữa ô tô, máy
nổ. Nhà xuất bản Giáo Dục.
6. Nguyễn Oanh (2004), Kỹ thuật sửa chữa ô tô và động cơ nổ hiện đại, tập 2:
Động cơ Diesel . Nhà xuất bản tổng hợp thành phố Hồ Chí Minh.
7. Trần Hữu Nghị (1991), Sổ tay sĩ quan máy tàu, tập 1. Nhà xuất bản Hải Phòng.
8. Trần Hữu Nghị (1978), Sửa chữa Diesel tàu thủy. Nhà xuất bản công nhân kỹ
thuật.
9. Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến (1996), Kết cấu
và tính toán động cơ đốt trong, tập 2. Nhà xuất bản Giáo Dục.
10. Hồ Đức Tuấn (2003), Động cơ đốt trong. Bộ môn động lực –Khoa cơ khí –
Trường Đại học Nha Trang.