Luận Văn Thiết kế mô phỏng cấu tạo và nguyên lý hoạt động Hệ thống làm mát động cơ đốt trong trên máy tính

Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Thiết kế mô phỏng cấu tạo và nguyên lý hoạt động Hệ thống làm mát động cơ đốt trong trên máy tính


MỤC LỤC
Trang
LỜ I NÓIĐẦU 01
CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐ NG LÀM MÁT
(HTLM) ĐỘNGCƠ ĐỐT TRONG (ĐCĐT)
02
1.1. CHỨ C NĂ NG, NHIỆMVỤ,YÊU CẦU CỦA HTLM
ĐCĐT
02
1.2. CÁ CHÌNHTHỨCLÀ M MÁT CHOĐỘNG CƠ 05
1.2.1. Hệ thống làm má t bằng gió tự nhiên 05
1.2.2. Hệ thống làm má t bằng nước 06
1.2.2.1. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi 06
1.2.2.2. Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên 08
1.2.2.3. Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡ ng bức 09
1.2.2.3.1. Hệ thống làm mát trực tiếp 09
1.2.2.3.2. Hệ thống làm mát gián tiếp 10
1.2.2.4. Hệ thống làm mát dù ng cho ô tô- máy kéo 13
1.3. CÁ CBỘ PHẬNCỦA HTLM 14
1.3.1. Bơm nước 14
1.3.1.1. Nhiệm vụ, phân loại 14
1.3.1.2. Bơm pittô ng 15
1.3.1.3. Bơm bánh răng 18
1.3.1.4. Bơm ly tâm 21
1.3.1.5. Bơm vò ng nước 25
1.3.1.5.1. Bơm tự hút 25
1.3.1.5.2. Bơm xoáy 28
1.3.2. Bình sinh hàn 31
1.3.2.1. Nhiệm vụ 31
1.3.2.2. Phân loại 31
1.3.2.3. Yêu cầu 31
1.3.2.4. Bình làm mát ki ểu nước- dầu 32
1.3.2.5. Bình làm mát ki ểu nước- nước 35
1.3.2.6. Bình làm mát ki ểu nước- không khí 38
1.3.3. Van điều tiết nhiệt 41
1.3.3.1. Nhiệm vụ 41
1.3.3.2. Phân loại 41
1.3.3.3. Van điều tiết nhiệt độ khống chế khô ng triệ t để 42
1.3.3.4. Van điều tiết nhiệt độ khống chế triệt để 42
1.3.4. Quạ t động cơ và đai truyền động 46
1.3.5. Bộ tản nhiệt 46
1.3.6. Bình giãn nở 47
1.3.7. Nắp áp suất 48
1.3.8. Các bộ chỉ bá o của hệ thống làm mát 49
1.3.8.1. Bộ chỉ bá o nhiệt độ chất làm mát 49
1.3.8.2. Bộ chỉ bá o mức chất làm mát 51
CHƯƠNG 2: MÔ PHỎ NG CẤU TẠO VÀNGUYÊN LÝ
LÀMVIỆC CỦA HTLM ĐCĐT
52
2.1. GIỚITHIỆU CÁ C PHẦNMỀMMÔ PHỎNG 52
2.2. LỰ A CHỌN PHẦ NMỀMMÔ PHỎ NG 54
2.3. THIẾT KẾMÔ PHỎNG 56
2.3.1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động một số HTLM ĐCĐT 56
2.3.1.1. Hệ thố ng làm mát trực tiếp 56
2.3.1.2. Hệ thố ng làm mát gián tiếp 57
2.3.1.3. Hệ thố ng làm mát dùng cho ô t ô- má y kéo 59
2.3.1.4. Hệ thố ng làm mát đối lưu tự nhiên 60
2.3.2. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động một số bộ phậ n HTLM
ĐCĐT
61
2.3.2.1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt độ ng một số loại bơm nước 61
2.3.2.1.1. Bơm một màn chắn 61
2.3.2.1.2. Bơm pittông tá c dụ ng kép 62
2.3.2.1.3. Bơm pittông quay hướng kính 63
2.3.2.1.4. Bơm pittông quay hướng trục 64
2.3.2.1.5. Bơm bánh răng 65
2.3.2.1.6. Bơm ly tâm 66
2.3.2.1.7. Van điề u nhiệt 67
2.3.2.1.8. Bình là m mát nước-dầu 68
CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ ĐỀXUẤTÝ KIẾN 70
3.1. KẾTLUẬN 70
3.2. ĐỀXUẤ T Ý KIẾN 72




LỜI NÓ I ĐẦU
Sự ra đời của độ ng cơ đốt trong đã góp phầ n vào việc giải phóng sức lao
động cho con người, nâng cao năng suất lao động, thúc đẩy nhanh qúa trình phát
triển khoa học kỹ thuật. Ngà y nay; với cuộc cá ch mạng khoa hoc kỹ thuật phát
triển nhanh chóng, mà đặ c biệt là ở thế kỷ XXI, động cơ đốt trong có nhữ ng
bước nhảy vọt về tính năng kỹ thuật khá hiện đại dựa trên sự bùng nổ của thời
đại công nghệ thông tin như hiệ n nay. Trên cơ sở đó càng góp phầ n và o sự phát
triển của xã hội; nâng cao đời sống vậ t chấ t và giá trị tinh thần cho con người
trong thời đạ i mới. Ở nước ta; qúa trình cô ng nghiệ p hóa, hiện đại hó a ngày
càng được đẩy mạ nh; chính vì vậy ngà nh cơ khí cũng là một trong những ngà nh
mũi nhọ n để thực hiện hai qúa trình trên. Với tầ m quan trọng đó và dựa trên sự
hiểu biết củ a bản thâ n, nê n em đã chọn đồ án tốt nghiệp của mình là” Thi ết kế
mô phỏ ng cấ u tạo và nguyê n lý hoạt độ ng Hệ thống làm mát động cơ đốt trong
(ĐCĐT) trên máy tính”,




CHƯƠNG 1
KHÁ I QUÁT VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT(MTLM)
ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG (ĐCĐT)
1.1. CHỨCNĂNG,NHIỆ M VỤ,YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG LÀ M MÁT
ĐỘNGCƠ ĐỐT TRONG (ĐCĐT)
1.1 .1. Chứ c năng
- Để tìm hiể u về hệ thống làm mát ta cần biế t tại sao phải làm mát.Khi
động cơ làm việc, các chi tiết của động cơ nhấ t là các chi tiết trong buồng cháy
tiếp xúc vớ i cá c khí chá y nê n có nhiệt độ rất cao. Nhiệt độ đỉnh piston có thể đạt
đến 600
0
C còn nhiệ t độ xupap thải có thể đến 900
0
C . Nhiệt độ các chi tiết cao
có thể dẫn đến các tác hại cho động cơ như sau:
+ Giảm sức bền, đôï cứng vững và tuổi thọ củ a các chi tiết.
+ Bó kẹt giữ a các chi tiết chuyển độ ng như piston-xylanh, trục khuỷu-bạ c
lót
+ Giảm hệ số nạp dẫn đến giảm công suất động cơ.
+ Kích nổ trong động cơ xă ng.
- Hệ thố ng làm mát có chức nă ng tản nhiệt từ các chi tiết của động cơ như
piston, xilanh, nắp xilanh. xupap, v.v để chúng khô ng bị quá tải nhiệt. Ngoài
ra, làm mát độ ng cơ còn có tác dụng duy trì nhiệt độ dầu bôi trơn trong một
phạm vi nhất định để có thể bô i trơn t ốt nhất.
- Chất có vai trò trung gian trong quá trình truyền nhiệt từ các chi tiế t
nóng củ a độ ng cơ ra ngoài được gọi là mô i chất làm mát, đó có thể là nước,
không khí, dầu hoặc một số loại dung dịch đặc biệ t.
PDF created with pdfFactory Protrial version www.pdffactory.com
- 3 -
- Không khí đượ c dùng làm môi chất làm mát chủ yế u cho độ ng cơ có
cô ng suất nhỏ, đại đa số độ ng cơ đốt trong hiện nay (động cơ thuỷ) được làm
má t bằng nước vì có hiệ u suất nhiệt làm má t cao khoảng 2,5 lầ n so với làm mát
bằng dầu.
1.1.2. Nhiệm vụ
Khi động cơ đốt trong làm việc, những bộ phậ n tiếp xúc với khí cháy sẽ nóng
lên. Nhiệt độ của chúng rất cao (400-500)
0
C như: nắp xylanh, đỉnh piston,
xupáp xả, đầu vò i phun Để đả m bảo độ bền nhiệt của vật liệ u chế tạo ra các
chi tiết máy đó, để đảm bảo độ nhớt của dầu bôi trơn ở giá trị có lợi nhất, để giữ
tốt nhiệt độ cháy củ a nhiên liệ u trong độ ng cơ mà không xả y ra sự ngưng đọng
củ a hơi nước trong xylanh người ta phải làm mát cho động cơ, tức là lấy bớt
nhiệt của các bộ phận động cơ có nhiệt độ cao truyền ra bê n ngoài.
1.1.3.Yêu cầ u
* Đối với hệ thống là m mát:
- Nước làm mát phải sạch, không lẫ n tạ p chất và các chất ăn mò n kim loại.
- Nhiệt độ nước và o là m mát cho độ ng cơ không nên quá thấp hoặc quá cao.
- Nhiệt độ nước và o phải nằm trong giớ i hạn cho phép:
+Đối với hệ thống làm mát trực tiếp dù ng nước làm mát ngoài tàu làm
má t cho độ ng cơ thì nhiệt độ nước làm mát cho động cơ thải ra không quá
55
0
C, vì nếu trên nhiệt độ nà y muối sẽ kết tủ a và bám vào đường ống.
+ Đối với hệ thống làm mát giá n tiếp, nướ c làm mát độ ng cơ lưu thông
tuầ n hoàn trong động cơ, còn nướ c ngoài tàu làm mát nước tuầ n hoàn thì
nhiệt độ nước sau khi làm má t thải ra không quá 90
0
C .Vì nếu trên nhiệt
độ này nướ c sẽ bay hơi tạo thà nh bọt khí trong các hốc nước làm mát.
PDF created with pdfFactory Protrial version www.pdffactory.com
- 4 -
- Sự chênh lệch về nhiệt độ giữa nước và o làm mát cho động cơ và nướ c
ra không được lớn lắm. Nếu sự chênh lệch này quá lớn sẽ gây ứng suất nhi ệt
làm các chi tiết trong động cơ dễ bị nứt vỡ, tổn thất nhiệt lớn. Thông thường sự
chênh lệch này như sau:
+ Đối với độ ng cơ cao tốc : T =Tra -T
và o = ( 5-10)
0
C
+ Đối với độ ng cơ thấ p tốc : T =Tra -T
và o = (10-30)
0
C
- Để đảm bảo yêu cầ u này, nước đưa vào là m má t phải được đưa từ nơi có
nhiệt độ thấ p đế n nơi có nhiệt độ cao (làm mát theo phương pháp ngược dòng).
- Các thiết bị như đường ống, nhiệt kế v.v phải hoạt động chính xác, an
toà n và tin cậy.
- Đường đi của nước làm mát phải lưu thông được dễ dàng, khô ng bị tắc,
không có góc đọng.
- Bình chứa nước phải có l ỗ thoát hơi hoặ c khí. Ngoài ra nếu cường độ
làm mát quá lớn, nhiệ t độ các chi tiết thấp dẫn đế n hiện tượ ng hơi nhiên liệu
ngưng tụ đọng trên bề mặ t các chi tiết, rữ a trôi dầu bô i trơn nên các chi tiết bị
mà i mòn nhanh chóng. Đồ ng thời độ nhớt củ a dầu bôi trơn thấ p nê n ma sát giữ a
các chi tiết chuyển động tăng. Mặt khác công suất tiêu hao cho các bộ phậ n củ a
hệ thống làm mát sẽ tă ng. Kết quả làm tă ng tổn thấ t cơ giớ i độ ng cơ.
- Sự làm mát của động cơ sẽ đơn giản hơn nếu độ ng cơ tạo nhiệt độ ổn
định. Ở công suất cực đại, động cơ có nhiệt độ xung quanh cao hệ thố ng làm mát
buộc phải loại bỏ nhiệt với dung lượng tối đa để giảm nhiệ t độ động cơ đến
khoảng cho phép. Khi tải và tốc độ động cơ thấ p, hệ thống là m mát phải duy trì
nhiệt độ trong khoả ng cho phép.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.PGS.TS. DƯƠNGĐÌNHĐỐI
SỮ A CHỮA MÁYĐỐT TRONG TÀUTHUỶ VÀ ÔTÔ
NXB Nông Nghiệp TP.Hồ Chí Minh-1998
2. PGS.TS. DƯƠNGĐÌNHĐỐI.
KẾT CẤU VÀTÍNHTOÁNĐỘNG CƠĐỐTTRONG
NXB Đại Học VàTrung Học Chuyên Nghiệ p
3.ĐỖXUÂNKÍNH
SỮ A CHỮA ĐỘNG CƠĐỐTTRONG
NXB Khoa Học và KỹThuật Hà Nộ i-1989
4.TS.NGUYỄN VĂ N NHẬ N.
LÝTHUYẾT ĐỘNG CƠĐỐT TRONG
Trường Đại HọcThuỷ Sả n
5.TRẦNTHẾ SAN –ĐỖDŨNG.
THỰC HÀNH,BẢO DƯÕNG VÀ SỮA CHỮ AĐỘNG CƠ DIESEL
Nhà Xuất Bả n Đà Nẵng.
6.PGS.TS. PHẠM MINHTUẤN.
ĐỘNG CƠĐỐT TRONG
NXB Khoa Học và KỹThuật Hà Nộ i-2001.
7.KS.NGÔ VIẾT CHÁ NH.
CẤUTẠO,SỮA CHỮA VÀ BẢO DƯỠ NGĐỘNG CƠ ÔTÔ.
Nhà Xuất Bả n GiaoThô ng VậnTải.
8.BÙI HẢI CHIÊ U-HÀ NTRUNGDŨNG.
ÔTÔ– MÁYKÉO.
NXB Khoa Học và KỹThuật Hà Nộ i-2001.
9.NGUYỄN ĐỨ C LỢ I– PHẠM VĂNTUY
KỸTHUẬT LẠNH CƠ SỞ
Nhà Xuất Bả n Giáo Dục.
10. NGUYỄNTRƯỜNG SINH.
MACROMEDIA-FLASH MX 2004.
NXBLao Động XH 2004.
11. VN-GUIDE.
20ĐỀ TÀITHỰC HÀ NH FLASH.
NXBThống Kê.
12. PHẠMQUANGHUY, PHÙNGTHỊ NGUYỆT.
GIÁOTRÌNH THIẾTKẾ EB VÀ LÀMHOẠTHÌNH VỚ I MX
2004.
NXB Giao Thông VậnTải 2005.
13. Th.S- NGUYỄNHUYTIẾN.