Đồ án môn học Động cơ đốt trong
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (997.51 KB, 36 trang )
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
Bộ giáo dục và đào tạo
Tr-ờng đại học bách khoa hà nội
Bộ môn: động cơ đốt trong
đồ án môn học
động cơ
Đề tài: Tínhtoán kiểm nghiệm động cơ Audi
Sinh viên: Trịnh minh phụng
Lớp: Động cơ-K43
GV H-ớng dẫn: Vũ thị Lạt
Trần văn Tế
Hà nội 2002
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
Phần i : tính toán nhiệt
I. thông số kết cấu
1. Động cơ xăng tăng áp quán tính (Audi)
2. Công suất động cơ N
e
=126(ml)
3. Số vòng quay n=5200(v/ph)
4. Suất tiêu hao nhiên liệu g
e
=175(g/ml.h)
5. Tỷ số nén =10,7
6. Số xylanh i=4
7. Sốkỳ =4
8. Hành trình piston S=92,8(mm)
9. Đ-ờng kính xylanh D=82,5(mm)
10. Khối l-ọng nhóm piston m
pt
=0,36(kg)
11. Khối l-ợng nhóm thanh truyền m
tt
=0,64(kg)
12. Chiều dài thanh truyền L
tt
=144(mm)
13. Góc đánh lửa sớm
s
=15
0
14. Góc mở sớm xupat nạp
1
=26
0
15. Góc đóng muộn xupat nạp
2
=48
0
16. Góc mở sớm xupat thải
3
=32
0
17.Góc đóng muộn xupat thải 4=80
ii. Các thông số cần chọn
1. Tốc độ trung bình của piston
C
m
=
30
.nS
=
1000.30
5200.8,92
=16(m/s)
C
m
=16(m/s)9(m/s) Động cơ tốc độ cao
2. áp xuất và nhiệt độ khí trời
3. áp suất khí trời p
0
=0,1MPa
4. nhiệt độ khí trời T
0
=24+273=297
0
K
5. áp suất cuối hành trình nạp
p
a
=(0,941,1)p
0
=(0,941,1).0,1=0,094MPa
6. áp xuất và nhiệt độ khí sót
p
r
=(1,051,2)p
0
=(1,051,2).0,1=0,1122MPa
7. T
r
=(900 1000)
0
K chọn T
r
=900
0
K
8. Độ tăng nhiệt độ do sấy nóng khí nạp mới
9. T=(0 20)
0
K; chọn T=20
0
K
10. Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
Động cơ xăng =0,8 0,9
t
=1,17
11. Hệ số quét buồng cháy
2
=0,8
12. Hệ số nạp thêm
1
=1,02 1,07, chọn
1
=1,04
13. Hế số lợi dụng tỷ nhiệt tại điểm z, b
Động cơ xăng:
z
=0,82 0,92, chọn
z
=0,915
b
=0,85 0,95, chọn
b
=0,919
14. Hệ số hiệu đính đồ thị công
i
=0,92 0,97; chọn
I
=0,97
iii. tính toán quá trình nạp
1. Quá trình nạp
1.1. Hệ số khí sót
r
=
T
T
r
T)(
0
2
.
p
p
r
0
.
)(
1
21
1
p
p
a
r
m
t
chỉ số giãn nở đa biến của khí sót (m=1,5)
r
=
900
)20297.(8,0
.
1,0
1122,0
.
)
094,0
1122,0
(
5,1
1
17,1.8,004,1.7,10
1
= 0,0314
1.2. Nhiệt độ cuối quá trình nạp
T
a
=
r
m
m
r
r
t
p
p
T
r
a
TT
1
)(
1
0
=
0314,01
900.0314,0.17,120297
)
1122,0
0994,0
(
5,1
15,1
T
a
T
a
T
a
T
a
=337
0
K
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
1.3. Hệ số nạp
v
=
p
p
0
a
0
0
1
1
T
T
T
[
1
-
t
2
)(
1
p
p
a
r
m
]
=
1,0
094,0
.
20297
297
.
17,10
1
[10,7.1,04-1,17.0,8.
)
094,0
1122,0
(
5,1
1
] = 0,9147
1.4. L-ợng khí nạp mới
P
e
=
ni
V
N
h
e
.30.
=
5200.10.4961,0 4
4.30.126.7355,0
6
=1,0778MPa
M
1
=
T
pg
p
ee
v
0
0
3
10.432
=
297.0778,1.175
7355,0.9147,0.1,0.10.432
3
=0,5188(kmol/kg.nl)
v
h
=
4
2
S
D
=
4
8,92.8,82.
2
= 496100mm
3
=0,496
1.5. L-ợng khí nạp lý thuyết để đốt 1kg nhiên liệu
M
0
=
)
32412
.(
21,0
1 OHC
Trong đó C,H,O là l-ợng Các bon, Hydro, oxi, có trong 1kg nhiên liệu
C=0,855; H=0,145; O=0
M
0
=
)
32
0
4
145,0
12
855,0
.(
21,0
1
= 0,512(kmol/kg.nl)
1.6. Hệ số d- l-ợng không khí
=
0
1
1
M
nl
M
=
51,0
114/154,0
= 0,99623
iii. Quá trình cháy
1.7. Tỷ nhiệt của quá trình công tác
1.7.1. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí nạp mới
coi nh- chỉ có không khí
m
c
v
= 19,806+0,00209T(KJ/kmol.độ)
a
v
=19,806;
2
b
v
=0,00209
1.7.2. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí sót (sản vật cháy)
Động cơ xăng
,,
m
c
v
= (17,997+3,504)+
2
1
(360,34+252,4).10
-5
.T(KJ/kmolđộ)
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
=(17,997+3,504.0,99623)+
2
1
(360,34+252,4.0,99623).10
-5
.T
=21,48779+0,00306.T
a
v
,,
=21,48779;
2
,,
b
v
=0,00306
1.7.3. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp công tác
,
m
c
v
=
) (
1
1
,,
vr
v
r
mcm
c
(KJ/kmol.độ)
a
v
,
=
) (
1
1
,,
aa
v
r
v
r
=
)48779,21.0314,0806,19.(
0314,01
1
=19.85717
2
,
b
v
=
)
2
.
2
.(
1
1
,,
bb
v
r
v
r
=
)00306,0.0314,000209,0.(
0314,01
1
=0.00212
=
a
v
,
+
2
,
b
v
.T=19,85717+0,00212.T
1.7.4. Tỷ số nén đa biến trung bình
n
1
-1 =
)1.(.
2
314,8
1
,
,
1
n
T
a
v
v
b
a
n
1
=1,341,39
Chọn n=1,373 thay vào ph-ơng trinh trên
1,373-1=
)17,10.(337.00212,08572,19
314,8
1373,1
=0,3728
Vậy n=0,373
1.8. áp xuất cuối quá trình nén
p
c
=p
a
.
n
1
MPa
=0,094.10,7
1,373
=2,434MPa
1.9. Nhiệt độ cuối quá trình nén
T
c
=T
a
1
1
n
(
0
K)
=337.10,7
1,373-1
=817
0
K
1.10.L-ợng môi chất cuối quá trình nén
M
c
=M
1
+M
r
=M
1
(1+
r
) =0,5188(1+0,0314)=0,5351
1.11. Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết
0
=1+
nl
nl
M
OH
M
1
1
324
)1(21,0
0
0
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
= 1+
114
1
512,0.99623,0
114
1
32
0
4
145,0
512,0).99623,01(21,0
= 1,0581
1.12. Hệ số thay đổi phân tử thực tế
=
r
r
1
0
=
0314,01
0314,00581,1
= 1,0563
1.13. Hệ số biến đổi phân tử thực tế tại điểm z
z
=1+
r
1
1
0
.x
z
x
z
: Hệ số tải nhiệt
x
z
=
z
/
b
=0,9151/0,919=0,9956
z
=1+
9956,0.
0314,01
199623,0
=1,0561
1.14. Nhiệt độ tại z: T
z
)1(
)(
1 r
HHz
M
,
vc
mc
.T
c
=
z
,,
vz
mc
.T
z
(1)
Q
H
: Nhiệt trị thấp
Xăng: Q
H
=44(KJ/Kg.nl)
Q
H
: Nhiệt l-ợng toả ra ứng với phần năng l-ợng ch-a cháy đ-ợc do thiếu
ôxi
Q
H
=126.10
3
(1-)M
0
=126.10
3
.(1-0.99623).0,512=243,12(KJ/Kg.nl)
)1(
)(
1 r
HHz
M
)0314,01(5188,0
)12,24344000.(915,0
=74819,1742
,
vc
mc
=
a
v
,
+
T
b
c
v
.
2
,
=19,85717+0,00212.817=21,588
,,
vz
mc
=
)1()(
)1().(.
0
0
0
,,
0
xx
xx
z
r
z
v
z
r
z
r
mcmc
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
a
vz
,,
=
)1()(
).1().(.
0
0
0
,,
0
xx
axxa
z
r
z
vz
r
zv
=
)9956,01()
0581,1
0314,0
9956,0(0581,1
48779,21).9956,01()
0581,1
0314,0
9956,0.(48779,21.0581,1
=21,481
2
,,
b
vz
=
)1()(
).1().(.
0
0
0
,,
0
xx
xxb
z
r
z
z
r
zv
=
)9956,01()
0581,1
0314,0
9956,0(0581,1
00209,0).9956,01()
0581,1
0314,0
9956,0.(00306,0.0581,1
=0,0031
,,
vz
mc
=
T
z
vz
vz
b
a .
2
,,
,,
=21,481+0,0031.T
z
Ph-ơng trình (1) thành
74819,17+21,588.817=1,0561. (21,481+0,0031.T
z
).T
z
92451,0771=22.68543T
z
+0,00323
T
z
2
Giải ph-ơng trìnhT
z
=2889
0
K
1.15. Tỷ số tăng áp xuất
=.
T
T
c
z
=1,0563.
816
2889
=3,7352
2.10.áp xuất tại điểm z
p
z
=.p
c
=3,7352.2,4336=9,0898MPa
2.11.Tỷ số giãn nở ban đầu
=1
2.12.Tỷ số giãn nở sau
=
=10,7
iv. Quá trình giãn nở
1.16. Chỉ số giãn nở đa biến trung bình
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
n
2
-1=
)(
2
).().1(
)(
314,8
,,
,,,
1
bz
vz
vz
bz
r
Hzb
TT
b
a
M
TT
Q
n
2
-1=
)2889(0031,0481,21
)2889.(0563,1).0314,01(5188,0
44000).915,0919,0(
314,8
b
b
T
T
T
b
=
1
2
n
z
T
=
7,10
1
2
2889
n
; n
2
=(1,231,27)
Chọn n
2
=1,233
T
b
=
7,10
1233,1
2889
=1663
0
K
n
2
-1=1,233-1=0.233 thay vào ph-ơng trình ta có
1,233-1=
)16752889(0031,0481,21
)16752889.(0563,1).0314,01(5188,0
44000).915,0919,0(
314,8
=0,2333
Vậy n
2
=1,233
1.17. áp suất cuối quá trình giãn nở
p
b
=
2
n
z
p
=
7,10
233,1
0898,9
=0,4886Mpa
1.18. Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở
T
b=
1
2
n
z
T
=
7,10
1233,1
2889
=1661
0
K
1.19. Kiểm tra nhiệt độ khí sót
T
r
=
T
h
Ch
T
h
r
rr
T
TT )(
.100%
T
rtính
=T
b
)(
1
r
r
T
p
m
m
=1662.
)
900
1122,0
(
5,1
15,1
=1017
0
K
T
r
=
1017
)9001017(
.100%=11,53%<15% {thoả mãn}
V. Tính thông số của quá trình công tác
1 áp suất chỉ thị trung bình lý thuyết
,
i
p
=
]
1
1
).
1
1()
1
1(
1
.[
1
.
1
11
2
12
1
nn
n
nn
a
p
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
=
]
137278,1
1
).
7,10
1
1()
7,10
1
1(
12334,1
7352,3
.[
17,10
7,10.094,0
137178,112334,1
37278,1
=1,3111MPa
2 áp suất chỉ thị trung bình
p
i
=
i
i
p
.
,
=1,3111.0,97=1,2718MPa
3 xuất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị
g
i
=
01
0
3
.43210
TpM
p
i
v
=
297.2718,1.5188,0
9147,0.1,0.43210
3
=201,6351(g/kw.h)
4 Hiệu xuất chỉ thị
i
=
H
i
Q
g
.
10.6,3
3
{Q
H
=44MJ/kg.nl}
=
44.6351,201
10.6,3
3
=0,4058
5 Hiệu suất cơ giới
m
=0,63 0,93; Chọn
m
=0,8474
6 áp suất có ích trung bình
P
e
=P
i
.
m
P
e
=1,2718.0,8474=1,0778MPa
7 Suất tiêu hao nhiên liệu có ích
g
e
=
m
i
g
=
8474,0
6351,201
=237,9343(g/kw.h)
8 Hiệu suất có ích
e
=
i
.
m
=0,4058.0,8474=0,3439
9 Kiểm nghiệm đ-ờng kính xylanh
D=
.
.4
h
V
V
h
=
niP
N
e
e
30
=
5200.4.0778,1
7355,0.126.4.30
=0,4961(l)
D=
4.
4961,0.4
=82,5mm
D=0
vi. Vẽ và hiệu đính đồ thị công
1. Lập bảng
Ta có:
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
=10,7
n
1
=1,373
n
2
=1,233
P
r
=0,1122MPa
P
a
=0,094MPa
P
c
=2,434MPa
P
z
=9,09MPa
P
b
=0,489Mpa
V
h
=0,4961(l)
R=
2
S
=
2
8,92
=46,4mm
L=144mm
Thể tích buồng cháy
V
c
=
1
h
V
=
17,10
4961,0
=0,0511(l)
Thể tích lớn nhất vủa xy lanh
V
max
=V
h
+V
c
=0,4961+0.0511=0,5472(l)
Tỷ lệ xích=Giá trị th-c/Giá trị biểu diễn
Chọn S(biểu diễn)=200mm ;P
z
(Biểu diễn)=200mm
s
=
200
8.92
=0,464(mm/mm)
V
=
200
minmax
VV
=
200
0511,05472,0
=0,0025(l/mm)
p
=
200
z
P
=
200
09,9
=0,0454(MPa/mm)
Bảng 1:
i.V
c
Qúa trình nén
Quá trình giãn nở
i
n
1
P
x
=
i
n
c
P
1
i
n
2
P
x
=
i
n
z
P
2
Thực
(Mpa)
Biểu diễn
(mm)
Thực
(Mpa)
Biểu diễn
(mm)
1 V
c
1.000
2.434
53.6
1.000
9.090
200.0
2 V
c
2.590
0.940
20.7
2.351
3.866
85.1
3 V
c
4.519
0.539
11.8
3.877
2.345
51.6
4 V
c
6.709
0.363
8.0
5.528
1.644
36.2
5 V
c
9.114
0.267
5.9
7.280
1.249
27.5
6 V
c
11.706
0.208
4.6
9.115
0.997
21.9
7 V
c
14.465
0.168
3.7
11.024
0.825
18.1
8 V
c
17.376
0.140
3.1
12.998
0.699
15.4
9 V
c
20.426
0.119
2.6
15.030
0.605
13.3
10 V
c
23.605
0.103
2.3
17.116
0.531
11.7
10,7 V
c
25.903
0.094
2.1
18.606
0.489
10.7
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
2. Vẽ đồ thị công
Bán kính : R=
2
S
=46,4mm
R (biểu diễn )=
S
R
=
464,0
4,46
=100mm
Vẽ vòng tròn Brich (O;R)=(O;100)
Lấy OO sao cho
OO =
2
.R
=
2.144
4,46.4,46
=7,4756mm
OO (Biểu diễn) =
S
OO
'
=
464,0
908,5
=16,1111mm
Chia vòng tròn Brich thành 18khoảng mỗi
khoảng 10
0
ứng với các điểm chia 0 18
Nối O với các điểm vừa chia
Dóng các điểm vừa chia xuống cắt các giá
trị P
x
(biểu diễn) tại các điểm 0 XVIII
Nối các điểm 0 XVIII ta đ-ợc đồ thị nh-
hình vẽ
3. Hiệu đính đồ thị công
Hiệu đính điểm đạt P
zmax
thực tế
P
z
,
=0,85.P
z
=0,85.9,0898=7,7264MPa
P
z
,
- P
o
(biểu
diễn)=
p
o
z
P
P
,
=
0454,0
1,07264,7
=167,7997mm
Hiệu đính áp suất thực tế cuối quá trình nén thực tế
P
c
,
=P
c
+
3
1
(0,85P
z
-P
c
)=2,4336+
3
1
(0,85.9,0898-2,4336)=4,1978MPa
P
c
,
- P
o
(biểu diễn)=
p
o
c
P
P
,
=
0454,0
1,01978,4
=90,1613mm
Hiệu đính áp suất thực tế cuối quá trình thải thực tế
P
b
,
=P
r
+
2
1
(P
b
-P
r
)=0,1122+
2
1
(0,4886-0,1122)=0,3004MPa
P
b
,
-P
o
(biểu diễn)=
p
o
b
P
P
,
=
0454,0
1,03004,0
=4,4088mm
O'
O
p
p
O
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
Phần ii: tính toán động học và động lực học
1. Đ-ờng biểu diễn các qui luật động học
1.1. Đ-ờng biểu diễn hành trình piston x=f()
Chọn tỷ lệ xích
=1(độ/mm)
x
=
s
=0,464(mm/mm)
Gióng các điểm đã chia trên cung Brich xuống các điểm 0
0
,10
0
, 180
0
t-ơng
ứng trục tung của đồ thị x=f() để xác định chuyển vị x t-ơng ứng
1.2. Vẽ đồ thị v=f(x)
1.2.1. Vẽ đồ thị v=f()
Vẽ nửa đ-ờng tròn (O;R/
x
)=(O;46,4/0,464)=(O;100);
R/
x
biểu thị độ lớn của R
v
=
x
=0,464.
30
.n
=0,464.10
-3
.
30
5200.
=0.2526(
mms
m
.
)
Vẽ đ-ờng tròn (O;R/2
x
)=(O;16,1111)
Chia đ-ờng tròn thành 18 phần bằng nhau
Ta xây dựng đ-ợc đồ thị v=f() đi qua các điểm 0,I,II XVIII nh- hình vẽ
1.2.2. Vẽ đồ thị v=f(x)
Tỷ lệ xích:
v
=0.2526(
mms
m
.
)
x
=0,464(mm/mm)
Từ đồ thị v=f() ta xác định giá trị v t-ơng ứng với các góc
=0
0
,10
0
,20
0
180
0
Đặt các giá trị này trên các tia song song với trục tung đúng các góc
t-ơng ứng ,nối các điểm lại với nhau ta đ-ợc đồ thị v=f(x) trên hình vẽ
1.3. Vẽ đồ thị gia tốc piston J=f(x)
Vẽ trên cùng đồ thị v=f(x)
J
max
=R
2
(1+)
R=
2
S
=
2
8,92
mm
=
30
.n
=
30
5200.
(1/s)
=
L
R
=
144.2
8.92
J
max
=
)
144.2
8,92
1(.
2
10.8,92
).
30
.
(
2
3
n
=18192,2475(m/s
2
)
Chọn
J
max
(biểu diễn)=100 mm
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
Tỷ lệ xích:
j
=
100
18192,2475
=18,1922(
mms
m
.
2
)
x
=0,464(mm/mm)
Kẻ AC vuông góc với AB sao cho AC=J
max
(biểu diễn)
J
min
=R
2
(1-)=
)
144.2
8,92
1(.
2
10.8,92
).
30
.
(
2
3
n
=-9325,4378(m/s
2
)
J
min
(biểu diễn)=
j
J
min
=
1922,18
4378,9325
= 51,2605mm
Kẻ BD vuông góc với AB sao cho BD=J
min
(biểu diễn)
Nối CD cắt AB tại E
Kẻ EF vuông góc với AB sao cho
EF=3R
2
=3.
144.2
8,92
.
2
8,92
.
)
30
.
(
2
n
=-13300,2146(m/s
2
)
EF(biểu diễn)=
j
EF
=
1922,18
2146,13300
=-73,1092mm
Chia AF và DF thành 8 Phần bằng nhau ứng với các điểm 0,1 8 và O,I VIII
nối các điểm 0O,1I 8VIII và dựng tiếp tuyến đi qua các đoạn thẳng trên đ-ợc
đồ thị J=f(x)
2. Tính toán động lực học
2.1. Tính khối l-ợng chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay
m=m
pt
+m
tt
m
np
: Khối l-ợng nhóm piston
m
nt
=
pt
pt
F
m
=
62
10.5.82.
4.36,0
=67.3449(kg/m
2
)
m
1
: Khối l-ợng thanh truyền qui dẫn về tâm chốt piston
m
1
=
pt
tt
F
m.28,0
=
62
10.5.82.
4.64,0.28,0
=33,5228(kg/m
2
)
m
2
: Khối l-ợng thanh truyền qui dẫn về tâm chốt piston
m
2
==
pt
tt
F
m.72,0
=
62
10.5.82.
4.64,0.72,0
=86.2015(kg/m
2
)
m=67,3449+33,5228=100,8677(kg/m
2
)
2.2. Tính lực quán tính chuyển động tịnh tiến
Vẽ đồ thị P
j
=f(V) trên cùng đồ thị PV
Tỷ lệ xích:
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
P
j
=0,0454(MPa/mm)
V
=0,0025(l/mm)
Kẻ AC vuông góc với AB sao cho AC=-P
jmax
(biểu diễn)
-P
jmax
=mR
2
(1+)=mJ
max
=100,8677.18192,2475.10
-6
=1.835MPa
-P
jmax
(biểu diễn)=
p
j
P
max
=
0454,0
835,1
=40,3749mm
Kẻ BD vuông góc với AB sao cho BD=-P
jmin
(biểu diễn)
-P
jmin
= mR
2
(1-)=mJ
min
=-100,8677.9325,4378.10
-6
=-0,9406MPa
-P
jmin
(biểu diễn)=-
p
j
P
min
=-
0454,0
9406,0
=-20,6964mm
Nối CD cắt AB tại E
Kẻ E F vuông góc với AB sao cho
-E F =m.EF=-100,8677.13300,2146.10
-6
=-1,3416MPa
-E F (biểu diễn)=-
p
FE
''
=-
0454,0
3416.1
=-29,5178mm
Chia AF và DF thành 8 Phần bằng nhau ứng với các điểm 0,1 8 và O,I VIII
nối các điểm 0O,1I 8VIII và dựng tiếp tuyến đi qua các đoạn thẳng trên đ-ợc
đồ thị Pj=f(V)
2.3. Vẽ đồ thị P
kt
=f(),P
j
=f(),P
=f()
Khai triển trên đồ thị P-V thành đồ thị P
kt
=f()
Đo -P
j
trên đồ thị P
j
ta đ-ợc đồ thị P
j
=f()
P
=P
j
+P
kt
ta xây dựng đ-ợc đồ thị P
=(f)
Chọn tỷ lệ xích
=2(độ/mm)
P
kt
=
P
j
=
P
=0,0454(MPa/mm)
Bảng 2:
(độ)
cos
)sin(
cos
)cos(
P
kt
P
j
P
T
Z
Thực
(MPa)
Biểu diễn
(mm)
Thực
(MPa)
Biểu diễn
(mm)
Thực
(MPa)
Biểu
diễn
(mm)
Thực
(MPa)
Biểu
diễn
(mm)
Thực
(MPa)
Biểu
diễn
(mm)
0
0
1
0.012
0.3
-1.835
-40.4
-1.823
-40.1
0.000
0.0
-1.823
-40.1
10
0.2288
0.9751
0.000
0.0
-1.789
-39.4
-1.789
-39.4
-0.409
-9.0
-1.744
-38.4
14
0.3178
0.9514
-0.006
-0.1
-1.745
-38.4
-1.751
-38.5
-0.557
-12.2
-1.666
-36.7
20
0.4462
0.9018
-0.006
-0.1
-1.654
-36.4
-1.660
-36.5
-0.741
-16.3
-1.497
-32.9
30
0.6414
0.7844
-0.006
-0.1
-1.438
-31.6
-1.444
-31.8
-0.926
-20.4
-1.132
-24.9
40
0.805
0.63
-0.006
-0.1
-1.155
-25.4
-1.161
-25.5
-0.934
-20.6
-0.731
-16.1
50
0.9298
0.4477
-0.006
-0.1
-0.824
-18.1
-0.830
-18.3
-0.772
-17.0
-0.372
-8.2
60
1.0113
0.2483
-0.006
-0.1
-0.471
-10.4
-0.477
-10.5
-0.482
-10.6
-0.118
-2.6
70
1.0484
0.0435
-0.006
-0.1
-0.121
-2.7
-0.127
-2.8
-0.133
-2.9
-0.006
-0.1
80
1.0429
-0.1559
-0.006
-0.1
0.201
4.4
0.195
4.3
0.203
4.5
-0.030
-0.7
§å ¸n TÝnh to¸n §éng c¬ Audi2.0
90
1
-0.3404
-0.006
-0.1
0.472
10.4
0.466
10.3
0.466
10.3
-0.159
-3.5
100
0.9267
-0.5032
-0.006
-0.1
0.683
15.0
0.677
14.9
0.627
13.8
-0.340
-7.5
110
0.831
-0.6406
-0.006
-0.1
0.829
18.2
0.823
18.1
0.684
15.0
-0.527
-11.6
120
0.7207
-0.7517
-0.006
-0.1
0.917
20.2
0.911
20.0
0.657
14.4
-0.685
-15.1
130
0.6023
-0.8379
-0.006
-0.1
0.960
21.1
0.954
21.0
0.575
12.6
-0.799
-17.6
140
0.4806
-0.9021
-0.006
-0.1
0.972
21.4
0.966
21.2
0.464
10.2
-0.871
-19.2
150
0.3586
-0.9476
-0.006
-0.1
0.966
21.3
0.960
21.1
0.344
7.6
-0.910
-20.0
160
0.2378
-0.9776
-0.006
-0.1
0.955
21.0
0.949
20.9
0.226
5.0
-0.927
-20.4
170
0.1185
-0.9945
-0.006
-0.1
0.945
20.8
0.939
20.6
0.111
2.4
-0.933
-20.5
180
0
-1
-0.006
-0.1
0.941
20.7
0.935
20.6
0.000
0.0
-0.935
-20.6
190
-0.1185
-0.9945
-0.005
-0.1
0.945
20.8
0.939
20.7
-0.111
-2.4
-0.934
-20.6
194
-0.1661
-0.9892
-0.005
-0.1
0.948
20.9
0.943
20.8
-0.157
-3.4
-0.933
-20.5
200
-0.2378
-0.9776
-0.004
-0.1
0.955
21.0
0.951
20.9
-0.226
-5.0
-0.930
-20.5
210
-0.3586
-0.9476
0.000
0.0
0.966
21.3
0.966
21.3
-0.347
-7.6
-0.916
-20.1
220
-0.4806
-0.9021
0.005
0.1
0.972
21.4
0.977
21.5
-0.469
-10.3
-0.881
-19.4
230
-0.6023
-0.8379
0.012
0.3
0.960
21.1
0.972
21.4
-0.585
-12.9
-0.814
-17.9
240
-0.7207
-0.7517
0.022
0.5
0.917
20.2
0.939
20.7
-0.677
-14.9
-0.706
-15.5
250
-0.831
-0.6406
0.035
0.8
0.829
18.2
0.864
19.0
-0.718
-15.8
-0.553
-12.2
260
-0.9267
-0.5032
0.054
1.2
0.683
15.0
0.737
16.2
-0.683
-15.0
-0.371
-8.2
270
-1
-0.3404
0.081
1.8
0.472
10.4
0.553
12.2
-0.553
-12.2
-0.188
-4.1
280
-1.0429
-0.1559
0.119
2.6
0.201
4.4
0.319
7.0
-0.333
-7.3
-0.050
-1.1
290
-1.0484
0.0435
0.174
3.8
-0.121
-2.7
0.053
1.2
-0.055
-1.2
0.002
0.1
300
-1.0113
0.2483
0.258
5.7
-0.471
-10.4
-0.213
-4.7
0.216
4.7
-0.053
-1.2
310
-0.9298
0.4477
0.389
8.6
-0.824
-18.1
-0.436
-9.6
0.405
8.9
-0.195
-4.3
320
-0.805
0.63
0.586
12.9
-1.155
-25.4
-0.569
-12.5
0.458
10.1
-0.358
-7.9
330
-0.6414
0.7844
0.905
19.9
-1.438
-31.6
-0.533
-11.7
0.342
7.5
-0.418
-9.2
340
-0.4462
0.9018
1.488
32.7
-1.654
-36.4
-0.166
-3.7
0.074
1.6
-0.150
-3.3
350
-0.2288
0.9751
2.706
59.5
-1.789
-39.4
0.917
20.2
-0.210
-4.6
0.894
19.7
360
0
1
4.098
90.2
-1.835
-40.4
2.263
49.8
0.000
0.0
2.263
49.8
370
0.2288
0.9751
7.379
162.4
-1.789
-39.4
5.590
123.0
1.279
28.1
5.451
119.9
374
0.3178
0.9514
7.626
167.8
-1.745
-38.4
5.881
129.4
1.869
41.1
5.595
123.1
380
0.4462
0.9018
6.468
142.3
-1.654
-36.4
4.815
105.9
2.148
47.3
4.342
95.5
390
0.6414
0.7844
4.463
98.2
-1.438
-31.6
3.026
66.6
1.941
42.7
2.373
52.2
400
0.805
0.63
2.902
63.9
-1.155
-25.4
1.748
38.5
1.407
31.0
1.101
24.2
410
0.9298
0.4477
2.056
45.2
-0.824
-18.1
1.232
27.1
1.145
25.2
0.552
12.1
420
1.0113
0.2483
1.523
33.5
-0.471
-10.4
1.052
23.1
1.064
23.4
0.261
5.7
430
1.0484
0.0435
1.177
25.9
-0.121
-2.7
1.056
23.2
1.107
24.4
0.046
1.0
440
1.0429
-0.1559
0.950
20.9
0.201
4.4
1.150
25.3
1.200
26.4
-0.179
-3.9
450
1
-0.3404
0.784
17.2
0.472
10.4
1.256
27.6
1.256
27.6
-0.428
-9.4
460
0.9267
-0.5032
0.668
14.7
0.683
15.0
1.351
29.7
1.252
27.5
-0.680
-15.0
470
0.831
-0.6406
0.578
12.7
0.829
18.2
1.406
30.9
1.169
25.7
-0.901
-19.8
480
0.7207
-0.7517
0.515
11.3
0.917
20.2
1.432
31.5
1.032
22.7
-1.076
-23.7
490
0.6023
-0.8379
0.472
10.4
0.960
21.1
1.431
31.5
0.862
19.0
-1.199
-26.4
500
0.4806
-0.9021
0.439
9.7
0.972
21.4
1.410
31.0
0.678
14.9
-1.272
-28.0
510
0.3586
-0.9476
0.407
8.9
0.966
21.3
1.373
30.2
0.492
10.8
-1.301
-28.6
520
0.2378
-0.9776
0.350
7.7
0.955
21.0
1.305
28.7
0.310
6.8
-1.275
-28.1
530
0.1185
-0.9945
0.272
6.0
0.945
20.8
1.217
26.8
0.144
3.2
-1.210
-26.6
540
0
-1
0.200
4.4
0.941
20.7
1.141
25.1
0.000
0.0
-1.141
-25.1
550
-0.1185
-0.9945
0.135
3.0
0.945
20.8
1.079
23.7
-0.128
-2.8
-1.073
-23.6
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
554
-0.1661
-0.9892
0.103
2.3
0.948
20.9
1.051
23.1
-0.174
-3.8
-1.039
-22.9
560
-0.2378
-0.9776
0.065
1.4
0.955
21.0
1.020
22.4
-0.243
-5.3
-0.997
-21.9
570
-0.3586
-0.9476
0.025
0.6
0.966
21.3
0.992
21.8
-0.356
-7.8
-0.940
-20.7
580
-0.4806
-0.9021
0.012
0.3
0.972
21.4
0.984
21.6
-0.473
-10.4
-0.888
-19.5
590
-0.6023
-0.8379
0.012
0.3
0.960
21.1
0.972
21.4
-0.586
-12.9
-0.815
-17.9
600
-0.7207
-0.7517
0.012
0.3
0.917
20.2
0.929
20.4
-0.670
-14.7
-0.698
-15.4
610
-0.831
-0.6406
0.012
0.3
0.829
18.2
0.841
18.5
-0.699
-15.4
-0.539
-11.8
620
-0.9267
-0.5032
0.012
0.3
0.683
15.0
0.695
15.3
-0.644
-14.2
-0.350
-7.7
630
-1
-0.3404
0.012
0.3
0.472
10.4
0.485
10.7
-0.485
-10.7
-0.165
-3.6
640
-1.0429
-0.1559
0.012
0.3
0.201
4.4
0.213
4.7
-0.222
-4.9
-0.033
-0.7
650
-1.0484
0.0435
0.012
0.3
-0.121
-2.7
-0.109
-2.4
0.114
2.5
-0.005
-0.1
660
-1.0113
0.2483
0.012
0.3
-0.471
-10.4
-0.459
-10.1
0.464
10.2
-0.114
-2.5
670
-0.9298
0.4477
0.012
0.3
-0.824
-18.1
-0.812
-17.9
0.755
16.6
-0.364
-8.0
680
-0.805
0.63
0.012
0.3
-1.155
-25.4
-1.142
-25.1
0.920
20.2
-0.720
-15.8
690
-0.6414
0.7844
0.012
0.3
-1.438
-31.6
-1.425
-31.4
0.914
20.1
-1.118
-24.6
700
-0.4462
0.9018
0.012
0.3
-1.654
-36.4
-1.642
-36.1
0.733
16.1
-1.480
-32.6
710
-0.2288
0.9751
0.012
0.3
-1.789
-39.4
-1.777
-39.1
0.407
8.9
-1.733
-38.1
720
0
1
0.012
0.3
-1.835
-40.4
-1.823
-40.1
0.000
0.0
-1.823
-40.1
2.4. Vẽ đồ thị T=f();Z=f(),T=f()
T= P
.
cos
)sin(
Z= P
.
cos
)cos(
Chọn tỷ lệ xích
=2(độ/mm)
T
=
Z
=
T
=0,0454(MPa/mm)
{T=f();Z=f() Bảng 2}
Kiểm Nghiệm:
Từ đồ thịT
tb
=0,8293(MPa)
Lý thuyết T
tb
=
mp
e
nRF
N
.10.30
3
=
8474.0.5200.10.4.46.10.5.82
4.7355.0.126.10.30
362
3
=0,8096(MPa)
T
tb
(đồ thị)-T
tb
(lý thuyết)
=0,8293-0,8096=0,0196 < 0,05(thoả mãn)
Bảng 3:
1
(độ)
T
1
(MPa)
2
(độ)
T
2
(MPa)
4
(độ)
T
4
(MPa)
3
(MPa)
T
3
(MPa)
T
(MPa)
0
0
180
0
360
0
540
0
0
10
-0.4094
190
-0.1112
370
1.2793
550
-0.1278
0.6308
14
-0.5565
194
-0.1566
374
1.869
554
-0.1744
0.9814
20
-0.7406
200
-0.2262
380
2.1483
560
-0.2425
0.9391
30
-0.9258
210
-0.3465
390
1.9405
570
-0.3556
0.3126
40
-0.9342
220
-0.4693
400
1.407
580
-0.4729
-0.4694
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
50
-0.772
230
-0.5853
410
1.1454
590
-0.5855
-0.7974
60
-0.4823
240
-0.6765
420
1.064
600
-0.6696
-0.7644
70
-0.1329
250
-0.7178
430
1.107
610
-0.6987
-0.4424
80
0.2029
260
-0.6827
440
1.1996
620
-0.6438
0.076
90
0.4664
270
-0.5531
450
1.2563
630
-0.4846
0.685
100
0.6269
280
-0.3328
460
1.2515
640
-0.2219
1.3238
110
0.6836
290
-0.0553
470
1.1685
650
0.1138
1.9106
120
0.6565
300
0.2156
480
1.0319
660
0.4639
2.3679
130
0.5745
310
0.4049
490
0.8621
670
0.7551
2.5966
140
0.4641
320
0.4577
500
0.6778
680
0.9195
2.5192
150
0.3444
330
0.3416
510
0.4923
690
0.9141
2.0924
160
0.2256
340
0.0742
520
0.3103
700
0.7325
1.3425
170
0.1112
350
-0.2099
530
0.1441
710
0.4066
0.452
180
0
360
0
540
0
720
0
0
2.5. Đồ thị lực tác dụng lên chốt khuỷu Z=f(T)
Dựng hệ trục toạ độ ZOT ,trục Z quay xuống d-ới
Tỷ lệ xích:
T
=0,0454(MPa/mm)
Z
=0,0454(MPa/mm)
Vẽ đồ thị Z=f(T)
Tâm đồ thị P
k0
cách O một khoảng
P
k0
=m
2
R
2
=10
-9
.86,2015.46,4.(
30
5200.141.3
)
2
=1,19(MPa)
P
k0
(biểu diễn)=
Z
k
P
0
=
0454,0
19.1
=26,0958mm
Vẽ đầu nhỏ thanh truyền quay 180
0
Bảng 4
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
(độ)
+
(độ)
(độ)
+
(độ)
(độ)
+
(độ)
(độ)
+
(độ)
0
0
180
180
360
360
550
546.79
10
13.21
190
186.79
370
373.21
554
549.53
14
18.47
194
189.53
374
378.47
560
553.67
20
26.33
200
193.67
380
386.33
570
560.73
30
39.27
210
200.73
390
399.27
580
568.05
40
51.95
220
208.05
400
411.95
590
575.71
50
64.29
230
215.71
410
424.29
600
583.8
60
76.2
240
223.8
420
436.2
610
592.37
70
87.63
250
232.37
430
447.63
620
601.5
80
98.5
260
241.5
440
458.5
630
611.2
90
108.8
270
251.2
450
468.8
640
621.5
100
118.5
280
261.5
460
478.5
650
632.37
110
127.63
290
272.37
470
487.63
660
643.8
120
136.2
300
283.8
480
496.2
670
655.71
130
144.29
310
295.71
490
504.29
680
668.05
140
151.95
320
308.05
500
511.95
690
680.73
150
159.27
330
320.73
510
519.27
700
693.67
160
166.33
340
333.67
520
526.33
710
706.79
170
173.21
350
346.79
530
533.21
720
720
180
180
360
360
540
540
2.6. Đồ thị Q=f()
Khai chiển đồ thị lực tác dụng lên chốt khuỷu ta đ-ợc đồ thị Q=f()
Tỷ lệ xích:
Q
=0.0454(MPa/mm)
=2(độ/mm)
2.7. Đồ thị lực tác dụng lên bạc đầu to thanh truyền
Lợi dụng đồ thị L-c tác dụng lên chốt khuỷu ta
xây dựng lực tác dụng lên bạc đầu to thanh truyền
Dựng hệ trục Z O T trên tờ giấy bóng ,vẽ đ-ờng
tròn bất kỳ cắt trục d-ơng O Z tại điểm 0 ,chấm
lên vòng tròn các điểm 1,2 23 ứng với các góc
i
+
i
(Bảng 4) ,mang tờ giấy bóng đặt vào đồ thị
l-c tác dụng lên chốt khuỷu sao cho tâm O trùng
P
k0
Z trùng Z và chấm lại lên tờ giấy bóng điểm 0
của đồ thị lực tác dụng lên chốt khuỷu ,lần l-ợt
quay tờ giấy bóng để cho các điểm 1,2 23 trên tờ giấy bóng lần l-ợt trùng với
trục d-ơng OZ và cứ mỗi lần trùng ta lại chấm các điểm trên đồ thị lực tác
dụng lên chốt khuỷu. Nối lại các điểm đã chấm ta đ-ợc đồ thị lực tác dụng lên
bạc đầu to thanh truyền .
Can lại đồ thị trên giấy kẻ ly.
Vẽ đầu to thanh truyền quay đi 180
0
đặt tại gốc hệ toạ độ
Hình 6 : Đồ thị véctơ lực tác dụng
lên
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
2.8. Đồ thị mài mòn chốt khuỷu
Giả thiết :
L-ợng mòn tỷ lệ thuận với lực tác dụng
Lực gây ra mòn không tại một điểm mà
lân cân tại điểm đó 60
0
Không xét đến điều kiện thực tế
Xây dựng
Vẽ vòng tròn tâm P
k0
bất kỳ trên đồ thị cổ
chốt cắt trục d-ơng Z tại 0 ,chia
Vòng tròn này thành 24 phần bằng nhau mỗi phần 15
0
,
đánh dấu các điểm chia 0,1 23.
Xác định tổng các lực tác dụng lên các điểm 0,1 23
i
=a.Q
i
chọn tỷ lệ mài mòn a=1/100
Bảng 5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Q
0
269
269
269
269
269
269
269
269
269
Q
1
254
254
254
254
254
254
254
254
254
Q
2
8
8
8
8
8
8
8
8
8
Q
3
6
6
6
6
6
6
6
6
8
Q
4
5
5
5
5
5
5
5
5
5
Q
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
Q
6
4
4
4
4
4
4
4
4
4
Q
7
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
Q
8
4.9
4.9
4.9
4.9
4.9
4.9
4.9
4.9
4.9
Q
9
5
5
5
5
5
5
5
5
5
Q
10
7
7
7
7
7
7
7
7
7
Q
11
10
10
10
10
10
10
10
10
10
Q
12
25
25
25
25
25
25
25
25
25
Q
13
90
90
90
90
90
90
90
90
90
Q
14
94
94
94
94
94
94
94
94
94
Q
15
66
66
66
66
66
66
66
66
66
Q
16
49
49
49
49
49
49
49
49
49
Q
17
38
38
38
38
38
38
38
38
38
Q
18
32
32
32
32
32
32
32
31.5
32
Q
19
29
29
29
29
29
29
29
29
29
Q
20
29
29
29
29
29
29
28.8
29
29
Q
21
33
33
33
33
33
33
33
33
33
Q
22
52
52
52
52
52
52
52
52
52
Q
23
288
288
288
288
288
288
288
288
288
Q
i
944
920
891
844
560
296
49
51
70
155
244
306
351
384
411
433
451
459
421
615
818
1023
993
970
9.4
9.2
8.9
8.4
5.6
3
0.5
0.5
0.7
1.6
2.4
3.1
3.5
3.8
4.1
4.3
4.5
4.6
4.2
6.2
8.2
10.2
9.9
9.7
Hình 7 : Đồ thị mài mòn
chốt khuỷu
vị trí khoan
lỗ dầu
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
Phần II Tính Nghiệm Bền các chi tiết chính
Ch-ơng I: Tính toán sức bền trục khuỷu
1 Tính sức bền trục khuỷu bao gồm tính sức bền tĩnh và tính sức bền
động
Tính sức bên theo ph-ơng pháp phân đoạn
Do trục khuỷu là dầm siêu tĩnh nên khi tính toán gần đúng, ng-ời ta phân trục
khuỷu ra làm nhiều đoạn, mỗi đoạn là một dầm tĩnh định nằm giữa hai gối tựa là hai ổ
trục. Thông th-ờng, mỗi đoạn đó là một khuỷu. Khi tính toán ta sẽ phải xét khuỷu nào
chịu lực lớn nhất để tính cho khuỷu đó.
Sơ đồ tính toán sức bền tĩnh theo ph-ơng pháp phân doạn đ-ợc trình bày ở hình vẽ
d-ới đây
Ký hiệu các lực trên sơ đồ nh- sau:
-T, Z: Lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến tác dụng trên chốt khuỷu (MN)
-P
r1
, P
r2
: Lực quán tính ly tâm của má khuỷu và của đối trọng (MN)
-C
1
,
C
2
: Lực quán tính ly tâm của chốt khuỷu và của khối l-ợng thanh truyền quy dẫn
về đầu to (MN)
-Z
, Z
: Các phản lực gối tựa nằm trong mặt phẳng khuỷu (MN)
-T
, T
: Các phản lực gối tựa nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng khuỷu
(MN)
-M
k
, M
k
: mômen xoắn tại cổ trục bên trái và cổ trục bên phải của khuỷu trục tính
toán (MNm)
trong đó :
M
k
= T
i-1
.R
M
k
= T
i
.R
ở đây R: bán kính khuỷu (m)
T
i-1
: tổng các lực tiếp tuyến của các khuỷu đứng tr-ớc khuỷu tính toán (MN)
Kích th-ớc của trục khuỷu
a
=a
=24(mm)
b
=b
=26(mm)
c =c =24(mm)
l
0
=100(mm)
l
=l
=50 (mm)
l
0
= 100 (mm)
R = 46,4 (mm)
h=82
b=23
48
54
82
23
97,4
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
Ng-ời ta giả thiết rằng ứng suất lớn nhất tác dụng trên khuỷu nguy hiểm có thẻ xảy
ra trong các tr-ờng hợp sau:
1. Tr-ờng hợp chịu lực P
Zmax
khi khởi động .
2. Tr-ờng hợp chịu lực Z
max
khi làm việc.
3. Tr-ờng hợp chịu lực T
max
khi làm việc.
4. Tr-ờng hợp chịu lực T
max
Trong thực tế vận hành của động cơ lực tác dụng trong tr-ờng hợp 1 bao giờ cũng
lớn hơn tr-ờng hợp 2 và lực tác dụng lên trục khuỷu trong tr-ờng hợp 3 bao giờ cũng
lớn hơn tr-ờng hợp 4. Vì vậy ng-ời ta chỉ tính nghiệm bền ở hai tr-ờng hợp 1 và 3
1.1 Tr-ờng hợp chịu lực P
Zmax
:
Đối với động cơ điêsel, đây là tr-ờng hợp khởi động.
Vị trí khuỷu trục ở ĐCT nên =0, T=0, n=0, p
j
=0, p
r
=0
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
Z = P
Zmax
=
PZmax
.FP
trong đó F
P
=
4
2
D
=
4
10.2,82.14.3
6
2
=0,0053 m
2
, P
Zmax
=7,62 MPa
P
Zmax
= 0,0053.7,62 = 0,0404 MN
lúc này Z
= Z
= Z.
0
''
l
l
= 0,06.
100
50
= 0,0202 MN
1.1.1, Tính nghiệm bền chốt khuỷu, mô men uốn chốt khuỷu:
M
u
=Z
.l
= 0,0202.50.10
-3
= 1,01.10
-3
MNm
ứng suất uốn chốt khuỷu là:
u
=
u
u
w
M
(MN/m
2
)
trong đó W
u
mô đun chống uốn của tiết diện ngang chốt, vì chốt là chốt rỗng nên ta
có W
u
=
32
.
3
ch
d
=
93
10.48
32
14,3
=1,08.10
-5
m
3
u
=
u
u
w
M
=
5
3
10.08,1
10.01,1
=93 MN/m
2
Đối với trục khuỷu là thép hợp kim nên ta có [
u
] = 100 MN/m
2
vậy
u
< [
u
]
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
1.1.2, Tính nghiệm bền má khuỷu:
Lực pháp tuyến Z gây uốn và nén tại A-A
* ứng suất uốn má khủyu:
u
=
u
u
w
M
=
6
.
2
''
hb
bZ
MN/m
2
W
u
=
6
2
hb
=
6
20.82
2
.10
-9
=5467.10
-9
m
3
u
=
u
u
w
M
=
9
3
10.5467
10.26.0202.0
= 96,1 MN/m
2
ứng suất nén má khủyu:
n
=
bh
Z
2
=
6
10.20.82.2
0404.0
=12,3 MN/m
2
ứn g suất tổng:
=
u
+
n
= 12,3+96,1= 108,4 MN/m
2
>[
u
]
1.1.3, Tính nghiệm bền cổ trục:
ứng suất uốn:
u
=
u
u
W
M
=
u
W
bZ
''
.
=
3
6
54.1,0
10.26.0202,0
=30,3 MN/m
2
<[
u
]
2.2, Tr-ờng hợp chịu lực T
max
:
Vị trí tính toán của khuỷu trục nguy hiểm lêch so với vị trí ĐCT một góc =
Tmax
=
381
0
Lúc này n0, T = T
max
, các lực quán tính đều tồn tại, Cần căn cứ vào đồ thị T=f()
để xác định trị số lực tiếp tuyến và các góc t-ơng ứng
Nhìn trên đồ thị ta có T
1max
= 2,048 MPa tại = 381
0
lực tiếp tuyến ở các góc cần tính thống kê trong bảng sau:
20
0
200
0
380
0
560
0
T(MN/m
2
)
-0.743
-0.243
2.148
-0.226
Ta lập bảng để tìm khuỷu nguy hiểm:
khuỷu
20
0
200
0
380
0
560
0
1
-0.743
-0.243
2,148
T
i-1
=0
-0.226
2
-0.243
2,148
T
i-1
=-0,191
-0.226
-0.743
3
-0.226
-0.743
-0.243
2,148
T
i-1
=-1,18
4
2,148
T
i-1
=-0,953
-0.226
-0.743
-0.243
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
Từ bảng thống kê ta thấy khuỷu thứ nhất ngoài lực T
max
ra còn chịu mômen cùng
chiều do T
i-1
gây ra nên khuỷu thứ nhất là khuỷu nguy hiểm nhất. Do đó ta phải tính
nghiệm bền cho khuỷu thứ nhất
2.2.1, Tính nghiệm bền chốt khuỷu:
Khối l-ợng vận động quay:
Khối l-ợng chuyển động quay
C
1
=.D
2
ch
.l.R..
2
/4
=3,14.48
2
.34. 10
-9
.7800.46,4.10
-3
.544
2
/4=6,6.10
-3
(MN)
C
2
=m
2
.R.
2
=0,64.0,725.46,4.10
-3
.544
2
=6,4.10
-3
(MN)
Khối l-ợng của má:
M
m
= M
1
+ M
2
M
1
= 3,14.D
2
.h/4 = 3,14.48
2
.7800.20.10
-9
/4 = 0,28 (kg)
M
2
=3.14(97,4-48
2
-54
2
).20.7800.10
-9
/4 = 0,34(kg)
P
r1
= M
m1
.R
2
+ M
m2
.
m
.
2
= (0,28.46,4+0,34.16)10
-3
.544
2
=5,4.10
-3
MN
M
đt
= 3,14.c.d..h/4 = 3,14.33.52.7800.20.10
-9
/4 = 0,21 (kg)
P
r2
= M
đt
.
đt
.
2
= 0,21.20.10
-3
.544
2
=1,24.10
-3
MN
T
= T
=T/2=2,148.0,0053/2=5,7.10
-3
MN
Z
0
=Z-C
1
-C
2
=5,23.0,0053-(6,6+6,4).10
-3
=26,7.10
-3
(MN)
A
A
A
A
max
Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0
MN
l
bblbllZ
Z
o
ooo
0089.0
100
100*0054.074*00124.050*0267.0
)"'(Pr)'(Pr"*
'
12
M
k
=(T
i-1
+T).R=2,148.0,0053.46,4.10
-3
=0,53. 10
-3
MNm
-ứng suất uốn trong mặt phẳng khuỷu trục:
2
5
63
21
/9,31
10*08,1
10*24*)24,14,5(10*50*0089.0
)Pr(Pr''*
mMN
W
alZ
W
M
uxux
x
u
x
u
-ứng
suất uốn trong mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng khuỷu trục:
u
y
=
uy
y
u
w
M
=
uy
W
lT
''
.
=
5
33
10.08,1
10.50.10.7,5
=26,4 MN/m
2
-ứng suất uốn tổng cộng:
u
=
22
y
u
x
u
=
22
4,269,31
= 41,4 MN/m
2
-ứng suất xoắn chốt khuỷu:
x
=
x
k
W
M
''
=
ux
i
W
RTT
2
1
=
5
3
10.08,1.2
10.53,0
=24,5 MN/m
2
-ứng suất tổng khi chịu uốn xoắn:
=
22
4
xu
=
1,645,24.44,41
22
MN/m
2
2.2.2, Tính nghiệm bền cổ trục:
Th-ờng tính cổ bên phải vì cổ này chịu lực lớn hơn cổ bên trái
-ứng suất uốn do lực pháp tuyến Z
gây ra:
u
x
=
ux
x
u
w
M
=
ux
W
bZ
''''
MN/m
2
trong đó : W
ux
= W
uy
=
3
32
ck
d
=
93
10.54
32
14,3
= 15.10
-6
(m
3
)
u
x
=
ux
x
u
w
M
=
ux
W
bZ
''''
=
6
33
10.15
10.26.10.9,8
=15,4 MN/m
2
-ứng suất uốn do lực T
gây ra trong mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng khuỷu:
u
y
=
uy
y
u
w
M
=
uy
W
bT
''''
.
=
6
33
10.15
10.26.10.7,5
= 9,9MN/m
2
-ứng suất xoắn cổ trục :
x
=
x
k
W
M
''
=
ux
i
W
RTT
2
1
=
6
3
10.15.2
10.53,0
= 17,7 MN/m
2
-ứng suất tổng khi chịu uốn xoắn:
=
2
22
4
x
y
u
x
u
=
222
7,17.49,94,15
= 39,8 MN/m
2
2.2.3, Tính sức bền má khuỷu:
